王 勇, 刘志祥



质子交换膜燃料电池停机策略的实验研究

王 勇, 刘志祥

(西南交通大学电气工程学院, 四川成都 610031)

质子交换膜燃料电池(PEMFC)停机过程中引起性能衰减的根本原因是阳极侧残留有氢气。为了满足快速消除电堆内残留的氢气，研究提出了利用空冷电堆的风扇对电堆放电和使用辅助负载对电堆中各个单电池单独放电的停机控制策略。通过实验研究对比了直接停机、利用辅助负载整体放电和利用辅助负载对各个单电池单独放电三种停机方式对PEMFC性能的影响。结果表明，利用辅助负载对各个单电池单独放电的停机策略不仅能缩短燃料电池停机后各个单电池维持在高电位的时间，同时也能防止PEMFC停机放电过程中单电池反极现象的发生，是一种十分有效的质子交换膜燃料电池停机策略。

质子交换膜燃料电池；耐久性；停机策略；辅助负载

1 前 言

近年来，燃料电池因其高效环保安全的优势迅速发展，如质子交换膜燃料电池、微生物燃料电池和固体氧化物燃料电池等[1~3]。其中质子交换膜燃料电池(PEMFC)发展最为迅速。PEMFC的寿命一直是制约其大规模商业化应用的关键因素之一。尤其对于车载燃料电池系统，会频繁地经历各种不同形式的工况，如启停工况等。余意等[4,5]测试了PEMFC电堆在启停工况下的性能衰减速率，结果表明停机工况对燃料电池寿命的影响很大。PEMFC在停机过程中引起性能衰减的根本原因是由于在阳极侧残留氢气引起的[6~9]。……