专利名称：具有均匀氢气流的燃料电池启动方法
具有均匀氢气流的燃料电池启动方法脉领域本发明涉及一 种在启动时具有基本均匀的氢气流的燃料电池系统以M料电池的启动方法。
背景技术：
燃料电池作为一种清洁、有效并且环保的能源用于电动汽车和各种用途。 特别是，燃料电池被确定为现f^n车使用的传统内燃机的替代物。燃料电t腿常包括三个基本部分阴极、阳极和电解质膜。阴极和阳丰腿常包括精细化分的催化剂，通常为铂，支撑在TO粒上，并混合有离子交联聚，。电解质膜夹在阴极和阳&t间，形成膜一电解质一膜结构(MEA)。上述 MEA通常沉积在多孔扩散介质(DM)中，战多孔扩散介质有禾盱有利^ 体反应物，例如氢气和氧气，传送到阴极和阳极。阳极上的氢转变成带正电荷 的氢离子。这些离子穿过电解质到达阴极，在阴极与氧气发生反应。氧气可以 来自例如空气。阳极残留的电子流过外部电路到达阴极，在阴极加入氧气和氢 质子形成水。单个的燃料电池可以串连叠力赃"^形成燃料电池堆叠。燃料电池堆叠可 以给汽车提供充足的倉譴。^(^料电池堆叠通常的启动操作中，MjftA并纖料电池堆叠末端流经单^^i料电池到另一^料电池堆叠。燃料电池堆叠末端通 常具有湿端和干端，Mil常从湿端流向干端。在这种情况下，氢气分配到相继 的单个燃料电池中，氢气传送到燃料电池临近湿端的部分先发生，传送到燃料 电池临近干端的部分后发生。由此，干端的燃料电池经常收至瞎气较湿端的燃 料电池晚。再可替代方式中，氢气还可以通过规贝嘰作从干端进入，有时在启 动时从两端i^A。在这對青况下，氢气分布不均匀。众所周知，现有技术中高电池电压与氢气一空气前通过电池导致碳腐蚀引 起的电池电压劣化。当氢气被燃料电池阳极收纳时，氢气代替阳极中的空气产生沿长度方向穿过阳极的氢气一空气前。为了MS启动期间的碳腐蚀，通常横跨堆叠设置电阻负载以抑制电池电压，由此减轻 蚀。电阻越低，氢气一空气前期间的电压Mf氐。但是，在启动操作期间氢气对燃料电池的非均匀分布以及负载电阻的i顿 可以导致燃料电池堆叠的性能严重斷氏。阴，M空气的出现和阳极上的氢气一 空气前会连接弓胞形成不希望出现的电势。特别是，燃料电池堆叠阳丰肚氢气 的非均匀分布会导致所谓"电、鹏转"的高势能;嫁。当负载应用于燃料电池堆 叠和当燃料电池堆叠中至少一个燃料堆叠缺少氢气，而堆叠中的其它燃料电池 氢气供应充足时发生电池逆转。电、，转弓胞燃料电池部件氧化并且导致燃料 电池堆叠快速电压劣化。特别是，电极碳衬底的腐蚀，其中表面氧化，形成co和COz。电压劣化显著陶氏了燃料电池堆叠的使用寿命。—些燃料电池系统和方法是本领,术人员公知的用于优^M料电池堆叠阳极的氢分配。例如，本领域l^:人员公知的在启动开启时用氢气清除燃料电 池阳ltt最小化氢气一空气前存在于阳极流动通道的时间。本领域还公知引导 氢气从燃料电池堆叠的第一^和第二^沿燃料电池堆叠长度方向流动来优化氢气到阳极电池的分配。但是发现，方法导gcM气在设置^it料电池堆叠中心的燃料电池中的非均匀分配。Geschwindt等人的公开的美国专利No.2005 / 0129999公开了一种入口燃料 分配器，具有设置在燃料供应管和燃料入口歧管之间的可敏P章碍，氢气均匀 地沿燃料入口歧管的长度方向分配。在开启地继中，入口燃料分配器和燃料入口歧管中的氢气或隋性气体M:相应控制器阔被排出，以在燃料流域入口前4趨气均匀。到阳极电池的独立的氢气供应还被应用于最小化电压劣化。例如，在 Whiton等的公开的美国专利No.2005 /0118487中，燃料电池堆叠具有包括多个 基本等长等截面积的导管的入口燃料分配器。该燃料电池堆叠被报道均匀分配来自燃料供应管至l燃料入口歧管的燃料电池入口燃料。导管可以是板形成的通 3M管子，可以具有一个或两个到燃料入口歧管的出口 。人们一直希望优化燃料电池系统和方法中开启操作过程中的氢气分配，并防止j^料电池堆叠的电压劣化。希望it料电池堆叠和方法还可以最小化开启操作期间的氢气排空扩散。发明内容根据直接的公开，优化氢气分配的燃料电池系统及方法防止电压劣化，并惊喜地发现可以最小化燃料电池堆叠启，作期间氢气排空。在一个实施例中，燃料电池系统包括具有多个^燃料电池的燃料电池堆叠。 多个燃料电池的^具有阳极和阴极以及设置在阳极和阴fet间的电解质膜。 燃料电池系统包括与多个燃料电池连接的阳极供应歧管，阳极供应岐管适应于 传送阳极供应流到多个燃料电池，以及与多个燃料电池的阳极连接的阳极排空 岐管，阳极排空岐管适应于接收多个燃料电池的阳极排空流。燃料电池系统进 一步包括与阳极供应岐管连接的第一阀和与阳极排空岐管连接的第二阀。在工作战呈中，燃料电池系统防止到多个燃料电池阳极的阳极供应流的非均匀分布。本发明还提供了一种开启燃料电池系统的方法。该方fe^括在开启位置具有第一阀，第一阀与阳极供应岐管连接；在关闭位置具有第二阀，第二阀与阳 极排空岐t^接；供应阳极排空流到阳极供应岐管；排空来自阳极供应岐管穿 过第一阀的第一数量的空气；关闭第一阀；开启第二阀；排空来自多个燃料电 池的阳极和阳极排空岐管并穿过第二阀的第二数量的空气。阳极供应流由此实 质上均匀供应到燃料电池堆叠的多个燃料电池。皿一步的实施例中，燃料电池系统具有包括第一多个燃料电池的燃料电 池堆叠、第一阳极供应岐管和与第一多个燃料电池连接的第一阳极排空岐管， 以及与阳极供应岐管连接的第一阀。燃料电池系统还具有包括第二多个燃料电 池的第二燃料电池堆叠、第二阳极供应岐管和与第二多个燃料电池连接的第二 阳极排空岐管、以及与阳极供应岐管连接的第二阀。燃料电池系繊一步包括 与第一阳极排空岐管和第二阳极排空岐管连接的第三阀，其中燃料电池系统防 止到^h燃料电池堆叠中的多个燃料电池的阳极供应流非均匀分布。
，以及本发明的其它优点，参考附图对本领域J^:人员来说很好的是， 特别是考虑到后面的附图。图1^PEM燃料电池堆叠(仅示出两个电池)的剖面图；图2 ^根据本发明实施例的燃料电池系统(示出多个电池)的侧截面视图；图3是图2描述的燃料电池系统的侦蠘面视亂燃料电池系统非均匀分布 阳极供应流到单个燃料电池；图4是根据本发明实施例的双堆SM料电池系统(示出多个电池)；图5是图4描述的双堆M^料电池系统的侦蠘面亂燃料电池系统非均匀 分配阳极供应流到单个燃料电池；图6表/i^燃料电池电压作为传统的氢气分布和根据本发明实施例的氢气分 布的燃料电池堆叠中的雌的曲线图；和图7 g电压劣化作为传统的氢气分布和根据本发明实施例的氢气分布的 燃料电池堆叠中的位置的曲线亂具体实施方式
下面的描述仅仅解释并不限制本发明的公开、应用和使用。可以理解，通 过附亂相应的附图标记^^类似和相应的部分和特征。对于公开的方法，公 开的步骤J^例性的，由此并不是必要和关键的。为了简化，图1仅示出了两个电池堆叠(也就是， 一个双极板)，可以理解, 通常的电池堆叠可以具有更多个，电池和双极板。图1描述了一个示例tM电池，具有一对MEA4和6的双极PEM燃料电 池堆叠2， 4和6 Mil导电性双极板8分隔开。MEA4和6以及双极板8叠层在 一起在一对夹板10和12之间，和一对4I及终板14和16。夹板10和12与终板 14和16 i!3il&圈和电介质层(未示出)电绝缘。单极终板14和16以及双极板 8的两个工作面，包括多个槽，道18、 20、 22和24，来限定分配燃料和氧化 气体(即，H2和CV空气)流过MEA4和6表面的流场。非导电垫圈26、 28、 30和32提供燃料电池堆叠的几个元件之间的密封和电绝缘。气，透扩散介质 34、 36、 38和40，例如碳或石墨扩散纸，临近MEA4和6的阳极面和阴极面。 终板14和16分别临靴散介质34和40设置，而双极板8临近MEA4的阳极 面上的扩散介质36 ^g。Jd^X极板8进一步临近MEA6的阴极面上的扩散介 质38體。示树 电池，双极PEM燃料电池堆叠2进一步包括阴极供应岐管72和 阴丰湖控岐管74， Jt4口供应岐管75和y細排空岐管77，以及阳极供应岐管76 和阳丰湖一空岐管78。例如,形成^l极板8上的 L配合形^垫圈26、 28、 30和32上的孔和形皿终板14和16上的孔，形^Jd^供应岐管72、 75和76 和排空岐管74、 77和78。氢气作为阳极供应M31阳极入口导管80供应给阳 极供应岐管76。氧化气体作为阴极供应 过阴|反入口导管82供应^^燃料电池 堆叠2的阴极供应岐管72。阳极出口导管84和阴极出口导管86也分别提供给阳丰翻控岐管78和阴丰湖咬岐管74。 y賴口齐lj入口导管88和^i[l剂出口导管90 分另,于给^4P入口岐管75和^4咄口岐管77供应液体辨口剂，并从中去除 冷却剂。可以理解，图1中各种入口80、 82和88和出口84、 86和90的皿 是为了说明的，还可以根据所需选择其它形状。图2 g根据本发明实施例的燃料电池系统200。燃料电池系统200包括 具有多个燃料电池202的f^斗电池堆叠2。多个燃料电池202的每个都具有阳极 (标出)和阴极(标出)以及體在阳极和阴fet间的电解质膜(标出)。 燃料电池堆叠2进一步具有第一终端204和第二终端206。在特别的实施例中， 第一终端204为"干端"，第二终端206为"湿端"。燃料电池系统200包括阳极供应岐管76与多个"燃料电池202的阳极3^接， 阳极供应岐管76适于传送阳极供应流208，例如，氢气，至眵个燃料电池202。 燃料电池系统200进一步包括阳极排空岐管78与多个燃料电池202的阳极相连。 阳极排空岐管78适于接 自燃料电池202的阳极排空流(如图3所示)，例如剩^M气/空气和水。在本发明具体实施例中，M^斗电池系统200包括第一阀210与阳极供应歧管76雜，第二阀212与阳极排空歧管78连接。在一个实施例中，第一阀210 设置 料电池堆叠2的第一末端204上。第一阀210用于排空来自阳极供应 歧管76的空气214的第一量和阳极供应流208。第二阀212 ，^i料电池堆 叠2的第二 206上。第二阀212用于排空来自阳f翻控歧管78的空气216 的第二量和阳极排空流(如图3所示)在进一步的实施例中，第二阀212體 在代替第二末端206的第一末端204上。可以理解，只要第一阀210相对氢气 供应的位置设置，^N"电池堆叠2可以提供所需氢气。很好的是，当燃料电池系统200的关闭操作和开启操作之间的时间足够长 时，第一和第二数量的空气214和216会累积在阳极供应和排空岐管76和78 中。并且，很好的是，第一和第二数量的空气214和216在足够长的堆叠不宜 操作期间会累积在多4^燃料电池202的阳极上。本发明的it料电池系统200 3SS"^具有至少一个电阻装置218雨燃料电 池堆叠2电连接。在具体实施例中，电卩I^g 218是电阻器。在进一步的实施 例中，电阻體218适于在启动期间在燃料电池堆叠2上方爐电阻负载，由此 離鹏蚀弓胞的燃料电池劣化。本领域技术人员应该理解額的电阻錢218根据需要应用。在具体实施例中，燃料电池系统200包括至少一个电压传感器(未示出) 用于测量多个^燃料电池202中至少一个的电压。示例性地，至少一个电压传感 器用于观懂多个燃料电池202的平均腿。可割戈的，至少一个电压传^l用 于测量多^hM^斗电池202中一个或多个单个的燃料电池。在示例性实施例中，燃料电池200包括控制器(未示出)。控伟幡可以用于 开动第一阀210和第二阔212，由此根据需要开启或关闭第一阀和第二阀。例如， 控制器可以接收来自至少一个压力传感器的信号，该压力传感器显示多个燃料 电池202的阳极具有足够M的氢气。在进一步的实施例中，控制器可以包括 控制用于M大SM的算法，例如，阳极供应流208的压力、阳极供应歧管 76的術只和燃料电池堆叠2的尺寸，且可以根据所需开启第一和第二阀210和 212。可以理解，可铮代的方式还可以用于决定阳极中或阳极供应歧管76中阳 极供应流208的存在，例如空气渗透到阴极的时间^式。在一个实施例中，燃料电池系统200包括与阴极入口歧管78连接的压縮机 (未示出)。压縮机用于给阴极入口歧管72 ,阴极供应流(未示出)。阴^A 口歧管72与多个燃料电池202的阴极流体M。在公开的具体实施例中，燃料 电池系统200进一步包括旁路阀(未示出)和旁路导管(未示出)与压縮机流 体连通。旁路阀和导管用于，例如，允许阴极供应流根据所需旁路燃料电池堆 叠2。例如，很好的是，旁路导管与第一阀210和第二阀212流体iiffi来稀释通 过阀210和212排空的氢气。如图2所示，本发明进一步包括启动燃料电池200的方法。该方、^括在 开启位置^f共第一阀210，在关闭位置提供第二阀212。阳极供应流208供应给 阳极供应岐管76。当第一阀210处于开启位置时，空气214的第一量从阳极供 应岐管76穿过第一阀210排空。很好的是，由于阳极供应流208的气流流入阳 极供应岐管76,空气214的第一量被排空。当第二阀212处于关闭體时，气 流充州氐以最小化阳极供应流208 ^A多个燃料电池202的阳极的部分。很好 的是，第二阀212处于关闭健阻止了阳极供应流208分配到阳极，因为第二 阔212关闭时防止空气216的第二量的排空。TO法进一步包括，例如，当阳极供应流208基本充填阳极供应岐管76 时，关闭第一阀210并开启第二阀212。很好的是，当阳极供应岐管76基本充填时关闭第一阀210 ^ilil防止阳极供应流208排空最小化氢气排放，例如发 ^il气清除。在进一步的实施例中，第一阀210关闭的同时第二阀212开启。如图3所示，当第一阀210关闭第二阀212开启时，空气216的第二量通 过第二阀212从多个燃料电池202的阳极和阳禾翻控岐管78排空。可以理解， 空气216的第二量fflil供应到多个燃料电池202的阳极供应流208的气流和从电池202排空。在操作^l呈中，阳极供应流208基本均匀供应到多个燃料电池202。当禁 止空气216的第二鳳多个燃料电池202的阳极和阳l翻咬岐管78移动时，阳 极供应头76充填阳极供应流208有利于基本均匀供应分配阳极供应流208。例 如，当第一阀210关闭且第二阀212开启时，供应和分配基本均匀。在本发明公开的进一步实施例中，该方法包括测量至少一个多个燃料电池 202的电压。例如，电压由至少一个电压传 ||懂。测量的电压可以用于指示 是否歹戋留氢气，阳极供应流208或空气214、 216的第一，二量出现在燃料电 池堆叠2的阳极。测量电压还可以用于开启第一阀210和第二阀212。例如，如 果燃料电池系统200仅停止最小时间，在多^h燃料电池202的阳极中仍具有预 定浓度的氢气，f碟一阀210没有开启。示例性地，当多个燃料电池202的平 均电压大^f页定最大值时，例如约1.0V，第一阀210关闭。在具体实施例中， 当多个燃料电池202的平均电压大于约0.6V的最大值时，第一阀210关闭。在 一个实施例中，当多个燃料电池202中的一个的测量电压大于约0.1V时，第一 阀210关闭。可以理解，其它的测量电压可以根据所需用于开启第一和第二阀 210和212。并且，很好的是，不同的控制诊断可以根据所需用于决定燃料电池 堆叠2中的氢气量。本发明公开的方法可以进一步包括供应阴极供应流(私5出)到阴，队口 歧管(未示出)。阴极入口歧管与多个燃料电池202连接。在示例性实施例中， 供应阴极供应流的步骤在供应阳极供应流208到阳极供应歧管76的步骤之后实 施，例如在清除空气步骤完成之后进行。在具体实施例中，如果阴极供应流需 要稀释阳极排空流300，阴极供应流可以被旁路到阴极周围。作为一个实施例， 阳极排空流300可以被临时储存然后随氢气清,释。作为可替代的选择，阳 极排空流300中多余的氢气由例如催化燃烧室清除。在进一步的实施例中，阴极供应流可以与自燃料电池堆叠2排出的空气214 和216第一或第二量合并。很好的是，合并阴极供应流和空气214和216的第 一和第二量可以有效地稀释存在于空气214和216的第一和第二量中的氢气的 量。特别的，阴极供应流可以旁路燃料电池堆叠2，例如具有旁路闽和导管，其 中它可以用于稀释存在于排空的空气214和216的第一和第二量中的氢气。很 好的是，排空的空气214和216的第一和第二量中氢气的浓度小于所需的量， 例如，约百分之4。参考图4和5，本发明进一步的实施例包括描述的多个燃料电池堆叠。为 了清魏见类似图2禾口3的结构具有相同的附图标记且以(')或(")符号表 示。如图4所示，燃料电池系统200'包括包括第一多个燃料电池202怖第」燃 料电池堆叠2'、第一阳极供应歧管76邻与第一多个燃料电池202'流体M的第 一阳极排空歧管78'。第"^燃料电池堆叠2'包括与阳极供应歧管76'流体,的第 一阀210'。第一燃料电池堆叠2'还可以具有第一电阻装置218'。燃料电池系统200'进一步包括具有第二多个燃料电池202〃的第二燃料电池 堆叠2"、第二阳极供应歧管76'邻与第二多个燃料电池202〃流体连通的第二阳 极排空歧管78"。第二燃料电池堆叠2"包括与阳极供应歧管76〃流体,的第二 阀210"。第二燃料电池堆叠2"可以具有第二电阻,218"。)5tSJi料电池系统200'还包括第三阀212'。第三阀212'与第一阳极排空岐 管78'、第一和第二燃料电池堆叠2邻2"的第二阳极排空岐管78〃流体舰，。如 图2和3所示的实施例，燃料电池200在操作中防止阳极供应流到每个燃料电 池堆叠2邻2"的多个燃料电池202'和202〃的非均匀分配。一个本领域普S^术人员可以理解，此处的开启方法可以应用于具有多个 燃料电池堆叠的燃料电池系统。例如，改方、跑括在开启艘提供第一阀210' 和第二阀210"，在关闭位置鄉第三阀212'。阳极供应流208邻208"供应到阳 极供应岐管76邻76"。当第一和第二阀210邻210"处于开启位置时，空气214' 和214〃的第一量被排空。处于关闭位置的第三阀212禁止阳极供应流208'和208" 分配到阳极中。如图5所示，该方法进一步包括关闭第一和第二阔210邻210〃以及幵启第 三阀212'，例如，当阳极供应流208邻208〃基本充填阳极供应岐管76邻76"。第一和第二阀210'和210"的关闭与第三阀212怖开启同时发生。第三阀212'的 开启有利于排空^El料电池200'开启操作期间来自燃料电池堆叠2邻2'怖阳极 以M^I斗电池排空岐管216邻216〃的空气216'和216"的第二量。可以理解，本发明的燃料电池系统和的方法鹏了一种基糊匀分配到燃 料电池堆叠阳极的氢气的方法。如图6所示，这里公开的燃料电池系统和方法 禁止电池反转，特别是 料电池系统200开启期间。燃料电池堆叠的单个燃 料电池在开启该燃料电池系统和方法时基本均匀且同时收纳氢气。这导致在燃 料电池堆叠中单个燃料电池较传统氢分布产生基本均匀的电压。如图7所示，本发明防ih^料电池系统200和方法在重复开启和关闭操作 后的燃料电池系统电压劣化。特别是，惊奇地发现多个燃料电池202的电压劣 化率(pV/cyde)被优化。特别是，与具有传统氢气分布的单个燃料电池相比较可以看出，用于本发明的燃料电池系统200和方法中的燃抖电、 te间的电压劣 化率基本均匀。本发明通过预定何时堆叠阳极在启动操作期间具有空气和氢气，例如，测 fi^料电池堆叠2的^来优化启动时的氢气扩散。很好的是，当出现在排空 自第二阀212的空气中的氢气量被稀释时，氢气扩鹏一步最小化，例如空气 来自压縮机。氢气在阳极的均匀分布减少了，于穿过第二阀212的燃料电池 堆叠2的空气中混合的氢气，由此斷氏了启动时氢气的扩散。虽然特定f^性实施例和细节为了说明已经，出来，单对本领域技术人 员来说在不背离本发明公开的范围内的各种改变还是很好的是的，将在权利要 求中进一步描述。
权利要求
1.一种燃料电池系统，包括包括多个燃料电池的燃料电池堆叠，每个多个燃料电池具有阳极和阴极以及设置在阳极和阴极之间的电解质膜；阳极供应岐管，与多个燃料电池的阳极流体连通，阳极供应岐管用于给多个燃料电池传送阳极供应流；阳极排空岐管，与多个燃料电池的阳极流体连通，阳极排空岐管用于收纳来自多个燃料电池的阳极排空流；第一阀，与阳极供应岐管流体连通；第二阀，与阳极排空岐管流体连通，其中控制第一阀和第二阀的操作来防止阳极供应流到多个燃料电池阳极的非均匀分配。
2. 如权利要求1所述的燃料电池系统，其中第一阀设置 ^料电池堆叠的 第一末端，第一阀用于排空第一量空气和来自阳极供应岐管的阳极供应流的至 少之一。
3. 如权利要求1所述的燃料电池系统，其中第二阀， |料电池堆叠的 第二糊，第二阀用于排空第二量空气和来自阳^湖控岐管的阳+翻控流的至 少之一。
4. 如权利要求1所述的燃料电池系统，进一步包括与燃料电池堆叠电连接 的电阻體，并用于提供电阻负载。
5. 如权利要求1所述的燃料电池系统，进一步包括至少一个与燃料电、鹏 接的电压传感器，其中至少一个电压传感器用于测量至少一个多个燃料电池的 电压。
6. 如权利要求5所述的M^斗电池系统，其中至少一个电压传li^用于测量 多4^燃料电池的平均电压。
7. 如权利要求1所述的燃料电池系统，进一步包括与阴1SA口岐管流体连 通的压縮机，压縮机用于提供阴极供应流到阴敬入口岐管，阴极入口岐管与多 ^Mt料电池的阴+及流体M。
8. 如权利要求7戶脱的燃料电池系统，进一步包括旁路阀和与压缩机流体 连通的旁路导管，旁路阀和旁路导管用于允许阴极供应流旁路燃料电池堆叠。
9.如权利要求1所述的燃料电池系统，进一步包括用于控制第一阀和第二 阀腿的控制器。
10.—种燃料电池系统包括第一M^斗电池堆叠，包括第一多^Mf斗电池、第一阳极供应岐管和与第一 多个燃料电池流体舰的第一 阳纟翻控岐管； 与阳极供应岐管流体连通的第一阀；第二燃料电池堆叠，包括第二多^M料电池，第二阳极供应岐管和与第二 多个燃料电池流体舰的第二阳，翻控岐管； 与阳极供应岐管流体连通的第二亂和与第一阳极排空岐管和第二阳极排空岐管流体舰的第三阀，其中控制第 一阀、第二阀和第三阀的操作以防止阳极供应流到第一燃料电池堆叠和第二燃 料电池堆叠的至少一个中的多个燃料电池的非均匀分配。
11. 一种启动燃料电池系统的方法，该燃料电池系统包括具有多个燃料电池 的燃料电池堆叠，多个燃料电池的每个具有阳极和阴极以及设置在阳极禾,极 之间的电解质膜，燃料电池堆叠具有阳极供应岐管和与多个燃料电池的阳极连 接的阳极排空岐管，该方^括步骤衛共处于开启位置的第一阀，第一阀与阳极供应岐管流体连通；提供处于关闭錢的第二阀，第二阀与阳，湖咬岐管流体鄉；供应阳极供应流到阳极供应岐管；排空来自阳极供应岐管穿过第一阀的第一量空气；关闭第一阀；开启第二阀；和排空来自阳极排空岐管穿过第二阀的第二量空气，其中阳极供应流基本均 匀供应到多个燃料电池。
12.如权利要求10所述的燃料电池系统，其中在阳极供应流基本充填阳极供应岐管后关闭第一阀。
13，如权利要求10所述的燃料电池系统，其中测 料电池堆叠的多个燃 料电池中至少一个的电压。
14.如权利要求13所述的燃料电池系统，其中当电压高于预定最大值时第 一阀关闭。
15. 如权利要求11戶腿的燃料电池系统，其中阳极供应流基本同时供应到多个燃料电池，由此防ibt料电池堆叠性能劣化。
16. 如权利要求11所述的燃料电池系统，进一步包括步骤阳极供应流供应到阳极供应歧管之后，供应阴极供应流到与多个燃料电池流体M的阴^A口歧管。
17. 如权利要求11戶M的燃料电池系统，进一步包括步骤用阴极供应流稀释氢气，第一量空，二量空气氢气存在于M^料电池堆叠排空的第一量空气，二量空气的至少一个中。
18. 如权利要求11所述的燃料电池系统，其中第一阀关闭而第二阀基本同时开启。
19. 如权利要求11所述的燃料电、 條统，其中第一量空气和第二量空气的排空由阳极供应流的流动引起。
20. 如权利要求11所述的燃料电、鹏统，其中阳极供应流最小化第二阀开 启之前分配到阳极供应流的量。
全文摘要
本发明涉及具有均匀氢气流的燃料电池启动方法，提供的一种燃料电池系统具有包括多个燃料电池的燃料电池堆叠。该燃料电池包括阳极供应歧管与多个燃料电池流体连通，阳极供应歧管用于传送阳极供应流到多个燃料电池；阳极排空歧管与多个燃料电池的阳极流体连通，阳极排空歧管用于接收来自多个燃料电池的阳极排空流；第一阀与阳极供应歧管流体连通；第二阀与阳极排空歧管流体连通。本发明还涉及一种开启燃料电池系统的方法。该燃料电池系统和方法防止阳极供应流到多个燃料电池的阳极的非均匀分布。
文档编号H01M8/02GK101325261SQ200810131458
公开日2008年12月17日 申请日期2008年6月13日 优先权日2007年6月14日
发明者B·拉克什马南, D·J·达加, J·P·萨尔瓦多, J·R·谢恩科夫斯基 申请人:通用汽车环球科技运作公司