比亚迪在2010年以前布局了大量的燃料电池相关专利,特别是从2004-2008年这几年,跨度从质子交换膜的聚合,膜电极制备,催化剂、双极板(流场板)、电堆、水气系统、控制系统、制氢、储氢,充氢,其中大部分专利围绕在燃料电池的核心部件膜电极。其中早在2004年就申请了质子交换膜方面的专利,专利发明人还是王传福,也许由于后来锂电池汽车太过火爆,2010年到2021年能找到跟燃料电池相关的专利不多,直到2022年4月12日公开的《储气罐安装座、储氢装置及汽车》。
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比亚迪在燃料电池领域的研发投入并不小,甚至远远高于一些所谓的产业链厂商,结合目前国家在燃料电池汽车系统里主推的电-电混合的驱动方案,估计比亚迪在商用车领域会推出别具创新的燃料电池和锂电池混合的驱动方案;在乘用车领域也一样,一旦时机成熟,比亚迪绝对会推出令人惊讶的产品!
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一、质子交换膜

 
  1. 一种质子交换膜的制备方法和一种聚酰亚胺全氟磺酸树脂质子交换膜

CN CN102477162A 张宜虎 比亚迪股份有限公司
Priority 2010-11-25 • Filed 2010-11-25 • Published 2012-05-30
CN102477162A.pdf (storage.googleapis.com)

本发明提供了一种质子交换膜的制备方法,包括以下步骤:
1)将全氟磺酸树脂分散于高沸点有机溶剂中,配制全氟磺酸树脂溶液;所述高沸点有机溶剂的沸点为140-205℃;

2)在全氟磺酸树脂溶液中加入有机热稳定剂和芳香二胺,再加入芳香四酸二酐,得到聚酰胺酸全氟磺酸树脂溶液;

3)将聚酰胺酸全氟磺酸树脂溶液在玻璃板上涂膜,烘干得到聚酰胺酸全氟磺酸树脂复合膜;

4)将聚酰胺酸全氟磺酸树脂复合膜浸入混合溶剂中,室温下脱水环化得到聚酰亚胺全氟磺酸树脂质子交换膜;所述混合溶剂中含有乙酐和吡啶。本发明提供的制备方法得到的质子交换膜具有高电导率和良好的耐高温性能,另外不含有通孔,提高电池的安全性能。

[0004] CN101510615A中公开了一种基于可交联聚酰亚胺的半互穿网络型复合质子交换膜及其制备方法,通过先合成具有可交联基团的聚酰亚胺聚合物,然后与全氟磺酸树脂共聚,在成膜过程中可交联基团发生交联,形成具有半互穿网络结构的复合膜。该制备方法引入了大量可交联基团,降低了聚酰亚胺的耐高温性;另外,为促进可交联基团发生交联反应,引入了大量引发剂、催化剂,会导致复合膜中存在通孔,采用该复合膜的燃料电池存在安全隐患;另外,该复合膜的制备工艺繁琐,原料复杂。

[0005] 本发明解决了现有技术中存在的复合质子交换膜导电率低、耐高温性差且由于存在通孔导致采用该复合质子交换膜的燃料电池存在安全隐患的技术问题。
 

2. 聚合物、含有该聚合物的质子膜以及它们的制备方法

CN CN1951969A 杨新胜 比亚迪股份有限公司
Priority 2005-10-21 • Filed 2005-10-21 • Published 2007-04-25

一种聚合物,该聚合物含有主链和与主链相键连的支链,其中,所述聚合物的碳原子之间以碳碳单键相键连,支链结构为-Ar-R-SO3H,所述Ar为取代芳基,所述R为亚甲基或取代亚甲基。用本发明聚合物制得的质子膜具有优良的水解稳定性、柔韧性和尺寸稳定性。

背景技术
燃料电池是一种能量转换装置,它可以按照电化学原理,把贮存在燃料(如氢气、低级醇等)和氧化剂(氧气)内的化学能转化成电能。燃料电池具有能量转换率高、环境友好等优点,而质子膜燃料电池(Proton ExchangeMembrane Fuel Cell,PEMFC)更具有低温运行、比功率高的优点,因此PEMFC不仅适用于建立分散电站,也适合用于可移动动力源,如电动汽车、潜艇等,是军、民通用的新型可移动动力源。质子膜(简称质子膜)在PEMFC中起着重要作用,是PEMFC的关键材料。在PEMFC的使用条件下,要求质子膜在性能和稳定性上能满足以下条件:(1)较高的质子传导性能:质子膜作为质子 …
 

3. 一种聚合物及含有该聚合物的质子交换膜

WO EP US CN JP CN1796423A 董俊卿 比亚迪股份有限公司
Priority 2004-12-21 • Filed 2004-12-21 • Published 2006-07-05

一种聚合物和含有该聚合物的质子膜,该聚合物含有一种聚合物主链和与聚合物主链相连接的支链,其中,所述支链的结构式如下右,其中,n为3-6的整数,所述聚合物主链选自脂肪族聚合物、脂肪族嵌段聚合物或脂肪族无规共聚物。该聚合物具有良好的柔韧性、尺寸稳定性和水解稳定性。

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二、膜电极


4. 质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法

WO EP US CN JP AT DE CN100405641C 张日清 比亚迪股份有限公司
Priority 2004-06-23 • Filed 2004-06-23 • Granted 2008-07-23 • Published 2008-07-23

1. 本发明公开了一种质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法,要解决的技术问题是使制备的膜电极具有优良的整体电性能,包括以下步骤:

(1)将碳纸或碳布浸渍PTFE乳液中,干燥后制得导电基底;
(2)将VXC-72碳黑或乙炔黑与PTFE乳液混合成浆料涂于导电基底上,干燥后形成气体扩散层;
(3)配制催化剂浆料;
(4)催化剂浆料涂于扩散层上,热压后在保持压力的状态下冷却,形成气体扩散电极;
(5)将Nafion膜置于两个带催化层的气体扩散电极之间,热压后在保持压力的状态下冷却;与现有技术相比,各层之间结合紧密,不容易分层,热压之后在有压力状态下冷却电极,制备的电极不变形,不易产生缺陷,制备过程简单,容易操作,重现性好。

2. 根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法,其特征在于:在步骤(2)(4)(5)中所述在保持压力的状态下冷却采用自然冷却或水冷却。

3. 根据权利要求1或2所述的质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法,其特征在于:所述PTFE乳液中PTFE浓度以重量百分含量计为2至35%,碳纸或碳布浸渍PTFE后取出在20至8(TC温度下干燥,放置于马福炉中保温;将VXC-72碳黑或乙炔黑与PTFE乳液混合浆料涂于导电基底上,在20至8(TC温度下干燥。

4. 根据权利要求3所述的质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法,其特征在于:所述VXC-72碳黑或乙炔黑与PTFE乳液混合 …
 

5. 具有一体化结构的燃料电池膜电极的制备方法

WO EP US CN JP AT DE CN100352091C 王传福 比亚迪股份有限公司
Priority 2004-11-03 • Filed 2004-11-03 • Granted 2007-11-28 • Published 2007-11-28

一种具有一体化结构的燃料电池膜电极的制备方法,它包括如下步骤:
a、在碳纸周边预留一定的待处理密封区域,进行疏水处理;
b、将憎水高分子树脂分散液、碳粉与醇类或水以一定的比例混合,形成稳定无沉降的墨水状混合物;
c、在碳纸周边预留一定的待处理密封区域,将所述墨水状混合物涂覆在碳纸的中心部位,形成气体扩散层;
d、将高分子树脂溶解后浇铸在碳纸周边的待处理密封区域,使其与气体扩散层形成初级密封膜;
e、将上述具有局部复合结构的扩散层热压,使树脂与气体扩散层形成具有稳定的一体化结构的气体扩散单元;
f、在气体扩散单元的密封区域的单面或两面涂覆热溶胶层;
g、将阳极和阴极的气体扩散单元与催化剂涂层膜在一定温度和压力下热压一段时间,即制成具有一体化结构的多层膜电极。本发明可提高膜电极的使用寿命。

6. 燃料电池膜电极的制备方法


本发明提供了一种燃料电池膜电极的制备方法,该方法包括制备扩散层,将扩散层与两侧面具有催化层的质子交换膜叠加在一起,其中,两侧面具有催化层的质子交换膜的制备过程包括将含有催化剂和粘结剂乳液的催化剂浆料填充在两片聚合物薄膜之间,然后对填充有催化剂浆料的聚合物薄膜进行压制,得到催化层;将两个催化层的一个侧面分别叠加在质子交换膜的两个侧面上。本发明提供的燃料电池膜电极的制备方法可以在制备催化层的过程中通过压制来控制催化层的厚度,因此催化层的厚度均匀、表面平整。
 

7. 燃料电池膜电极及其制备方法

CN CN101212054A 翟玉清 比亚迪股份有限公司
Priority 2006-12-31 • Filed 2006-12-31 • Published 2008-07-02

一种燃料电池膜电极,该膜电极依次包括阳极气体扩散层、阳极催化层、质子交换膜、阴极催化层和阴极气体扩散层,所述气体扩散层包括导电载体和负载在所述导电载体上的导电剂和粘合剂,其中,所述阳极气体扩散层中的粘合剂为亲水性粘合剂。本发明提供的燃料电池膜电极的自增湿效果良好,由本发明提供的膜电极制备得到的燃料电池在大电流密度下工作时,电池的输出功率高。
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8. 一种真空流延成膜机及制备复合质子交换膜的方法

CN CN101041721B 杨新胜 比亚迪股份有限公司
Priority 2006-03-24 • Filed 2006-03-24 • Granted 2011-05-18 • Published 2011-05-18

本发明提供了一种制备具有层压结构的复合质子交换膜的新工艺,使得其具有更好的复合结构,不仅能解决单层复合膜的卷曲等变形问题,同时还提高了膜电极的稳定性。包括一种真空流延成膜机,包括加热控温装置、置于加热控温装置上的成膜盘,以及调节成膜盘水平的调平装置,其中,还包括一真空装置,所述成膜盘置于该真空装置内;及一种复合质子交换膜的制备方法,包括如下步骤:
a.将离子交换材料溶于溶剂中,制备成分散液,
b.在真空流延成膜机中,将步骤a制备的分散液加在微孔高分子薄膜上,真空流延,
c.加热挥发溶剂制得单层复合膜,
d.将多片单层复合膜热压,冷却,得到具有多层结构的复合质子交换膜。

[0002] 燃料电池是一种能量转换装置,它按电化学原理,把贮存在燃料(如氢气、低级醇 等)和氧化剂(氧气)内的化学能转化成电能。

[0003] 燃料电池具有能量转换率高、环境友好等优点,而质子交换膜燃料电池O^roton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC)更具有低温运行、比功率高等优点,因此PEMFC不 仅可适用于建立分散电站,也适用于可移动动力源,如电动汽车、潜艇等,是军、民通用的新型可移动动力源。

[0004] 膜电极(Membrane Electrode Assembly, MEA)是燃料电池的核心部件,是燃料和氧化剂发生电化学反应产生电能的装 …
 
9. 燃料电池膜电极的活化方法
CN CN101132068A 翟玉清 比亚迪股份有限公司
Priority 2006-08-25 • Filed 2006-08-25 • Published 2008-02-27
Abstract

一种燃料电池膜电极的活化方法,该方法包括将阳极燃料和阴极燃料分别通入燃料电池的阳极室和阴极室中使燃料电池放电,其中,所述放电包括多个放电阶段,多个放电阶段之间还包括至少一个时间间隔,且电池在每个放电阶段均以恒定电压放电。本发明提供的燃料电池膜电极的活化方法能够使电池在较短的时间内完成活化操作并使电池具有较高的输出功率。

10. 燃料电池气体扩散层及燃料电池电极和膜电极的制备方法

CN CN101114713B 张日清 比亚迪股份有限公司
Priority 2006-07-25 • Filed 2006-07-25 • Granted 2010-07-28 • Published 2010-07-28

一种燃料电池气体扩散层的制备方法,该方法包括将含有导电剂和疏水剂的浆料均匀分布到支撑材料上,然后烧结含有导电剂和疏水剂的支撑材料,其特征在于,将含有导电剂和疏水剂的浆料均匀分布到支撑材料上的方法包括在支撑材料的第一表面和第二表面形成压力差,第二表面的压力大于第一表面的压力,将含有导电剂和疏水剂的浆料与支撑材料的第二表面接触,第一表面和第二表面分别为支撑材料相对的两个表面。本发明提供的方法操作步骤少、过程简单,无需要额外使用开孔剂即可得到几乎百分之百地保持支撑材料本身孔隙率的扩散层,使得电池的电流密度比同类电池提高近43%。
 

11. 一种质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法

CN CN101350409A 翟玉清 比亚迪股份有限公司
Priority 2007-07-18 • Filed 2007-07-18 • Published 2009-01-21

一种质子交换膜燃料电池膜电极的制备方法包括制备扩散层;使用催化剂浆料由丝网印刷法制备催化层;将催化层和扩散层与质子交换膜层合,使催化层位于扩散层和质子交换膜之间,其中,催化剂浆料的固含量为5-15重量%。按照本发明提供的方法,所用的催化剂浆料的固含量为5-15重量%,则在使用催化剂浆料由丝网印刷法制备催化层的过程中,可以控制催化层的印刷精度在0.5-3微米的范围内,使催化层的厚度更加均匀,使膜电极的电化学反应均匀地进行,从而改善膜电极的发电性能。
 

12. 一种催化剂涂层膜的制备方法

WO EP US CN JP KR AT DE CN1981934A 杨新胜 比亚迪股份有限公司
Priority 2005-12-12 • Filed 2005-12-12 • Published 2007-06-20

一种催化剂涂层膜的制备方法,该方法包括制备催化层,并且将两个催化层压合在一个质子交换膜的两面,得到催化剂涂层膜,其特征在于,制备催化层的过程包括:将微孔膜与催化剂分散液接触,得到含有催化剂的微孔膜;并且将含有催化剂的微孔膜与树脂分散液接触,得到催化层。在本发明提供的催化剂涂层膜的制备方法中,通过在微孔膜的微孔中分步骤地填充催化剂和树脂,从而使微孔膜内催化剂和树脂的分布一致,三者的结合牢固,并且微孔膜可以起疏水作用,可以改善一般膜电极的排水障碍问题。因此,制得的催化剂涂层膜即膜电极具有良好的性能和稳定性。

膜电极(Membrane Electrode Assembly,MEA)是燃料电池的核心部件,是燃料和氧化剂发生电化学反应产生电能的装置。通常把只含有催化层和质子交换膜的膜电极称为3层膜电极,也称催化 …
 

13. 一种丝网印刷设备

CN CN201036926Y 翟玉清 比亚迪股份有限公司
Priority 2007-04-23 • Filed 2007-04-23 • Granted 2008-03-19 • Published 2008-03-19

本实用新型公开了一种丝网印刷设备,设有支撑和固定质子交换膜的工作台、将印刷浆料转移向质子交换膜的涂覆装置,其中,所述的工作台上设有一中空的基座,该基座的上表面是镂空结构,该基座的中空内部设置加热元件,该基座上端放置可支撑质子交换膜的多微孔板,该基座下端与真空泵连通。采用真空泵向放置在多微孔板上的质子交换膜提供负压,将质子交换膜牢牢地吸附在多微孔板上,在质子交换膜干燥过程中的能够使其减少收缩或者不收缩,在质子交换膜上涂覆浆料时同时进行加热,同时进行涂覆与烘干,加快浆料溶剂的蒸发,缩短涂覆的时间,提高制备效率;缩短干燥时间可减小溶剂蒸发带来的收缩力,可进一步减小质子交换膜的收缩。

技术领域
本实用新型涉及一种丝网印刷设备,尤其是涉及应用于加工燃料电池中 膜电极的印刷设备。背景技术燃料电池是一种能够将燃料与氧化剂发生电化学反应时产生的化学能转化成电能的装置,其核心部件膜电极(Membrane Electrode Assembly ,简称MEA ) , MEA由两个可导电的多孔扩散层与夹在该两个扩散层之间的覆有催化剂的质子交换膜(Catalyst Coated Membrane ,简称CCM )构成。制备CCM时常采用丝网印刷,丝网印刷是利用感光材料通过照相制版制作丝网印版,丝网印版上的图文部分为通孔,其它部分的网孔被堵住,印刷时通过刮板挤压或喷涂使 …
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三、电堆

 

14. 一种燃料电池

WO EP US CN JP KR CN1797828A 王传福 比亚迪股份有限公司
Priority 2004-12-30 • Filed 2004-12-30 • Published 2006-07-05

一种燃料电池,该电池包括室状单元1,与室状单元1相通的阳极进口2,阳极出口3,阴极进口4和阴极出口5,所述阳极进口2分别通过管道9和管道10与氢源11和有机燃料源12相连,管道9和管道10分别安装有阀门13和14;在阳极出口安装有阀门20。该电池集现有以氢为燃料和以有机燃料为燃料的电池的优点于一身,可同时满足低功率和高功率运行对电池的双重要求,不仅成本较低,而且结构简单,易于实施。
 

15. 膜电极及含有该膜电极的单体燃料电池和燃料电池组

CN CN1828986A 董俊卿 比亚迪股份有限公司
Priority 2005-03-04 • Filed 2005-03-04 • Published 2006-09-06

本发明涉及一种燃料电池的膜电极,包括活性部分和非活性部分,所述非活性部分包括从活性部分向外延伸的质子交换膜延伸部分以及与质子交换膜延伸部分紧密接触的密封材料,其特征在于,所述非活性部分还包括叠置在所述密封材料上外表面和/或下外表面上的导电材料,该导电材料的长度超出所述密封材料。另外,本发明还涉及包括这种膜电极的单体燃料电池以及燃料电池组,其中通过所述导电材料可以为检测燃料电池的电压而提供导电接口。
 

16. 一种有机燃料电池

WO CN CN101098018A 周勇 比亚迪股份有限公司
Priority 2006-06-30 • Filed 2006-06-30 • Published 2008-01-02

一种有机燃料电池,该电池包括膜电极和电池壳体,所述膜电极容纳在电池壳体内,所述膜电极包括阳极、阴极和位于阳极和阴极之间的质子交换膜,其中,该电池还包括至少一个导热部件,所述导热部件部分位于电池壳体内,另一部分伸出电池壳体的外部。本发明提供的有机燃料电池与现有技术相比,电池的功率密度提高了1倍以上。通过与电子设备本身的发热装置进行热接触,可以有效利用电子设备的废热,在解决热污染问题的同时,还有效提高了电池的功率密度。
 

17. 一种燃料电池发电系统

CN CN101212060A 周良 比亚迪股份有限公司
Priority 2006-12-30 • Filed 2006-12-30 • Published 2008-07-02

一种燃料电池发电系统包括制氢单元和燃料电池电堆,燃料电池电堆包括阳极室、阴极室以及位于阳极室和阴极室之间的膜电极,制氢单元的氢气出口与燃料电池电堆的阳极室的入口通过管道连通,其中,制氢单元的进口管道、燃料电池电堆的阳极室的出口管道、燃料电池电堆的阴极室的进口管道和出口管道、制氢单元的氢气出口与燃料电池电堆的阳极室的入口之间的管道中的至少一个管道中包括亲水性物质。本发明的燃料电池发电系统中亲水性物质能够降低冷凝水对质子交换膜的影响,因此多次停开机之后,燃料电池发电系统的发电性能保持稳定。
 

18. 微生物燃料电池装置和电池及用法以及水处理系统

CN CN101118973A 董俊卿 比亚迪股份有限公司
Priority 2006-08-01 • Filed 2006-08-01 • Published 2008-02-06

一种微生物燃料电池装置,该装置包括电池外壳(1)、阳极腔室(3)、阳极(13)、阴极腔室(4)、阴极(16)和隔膜(17);所述阳极(13)位于阳极腔室(3)中,隔膜(17)位于阳极腔室(3)及阴极腔室(4)之间,其中,所述阴极(16)为片状阴极,片状阴极的一个表面和隔膜(17)的一个表面贴合形成膜阴极组件(10),片状阴极不与隔膜(17)贴合的一面位于阴极腔室(4)一侧。由于本发明所述微生物燃料电池装置通过片状阴极和隔膜贴合构成膜阴极组件,从而可以提高质子迁移的效率,继而加快阴极反应速率,使使用该装置的微生物燃料电池的整体反应速率大幅度提高,因此可以实现污水的大规模连续处理。
 

19. 一种燃料电池堆

CN CN1917266A 董俊卿 比亚迪股份有限公司
Priority 2005-08-16 • Filed 2005-08-16 • Published 2007-02-21

一种燃料电池堆包括端板,电流引流板,多个极板,多个膜电极,密封垫圈,螺栓和螺帽。其中,所述极板包括紧密贴合的阳极流场板和阴极流场板,并且,阴极流场板上的贯通孔的周围分别设置有密封垫圈,阳极流场板上的中心孔周围以及板的外圆周也分别设置有密封垫圈。本发明提供的燃料电池堆不仅实现了螺栓与燃料通道的分离,而且燃料电池阴阳极的反应物质能够分别均匀地扩散至电池阴阳极的任何一个部分,同时阴阳极流场上没有"死区"部分,使得反应生成物和非反应物都能够及时排除。并且本发明还具有构造简单,适应面广,且通过改变其尺寸和形状就可以满足不同设备要求的优点。

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20. 一种燃料电池堆

CN CN1848505A 董俊卿 比亚迪股份有限公司
Priority 2005-04-05 • Filed 2005-04-05 • Published 2006-10-18

本发明提供的燃料电池增湿装置包括气体容器,气体容器具有与气体容器内部连通的气体进气口和气体出气口;其中,该增湿装置还包括雾化喷嘴、水量调节阀和气体容器湿度测量装置;当气体容器湿度测量装置检测到的气体的湿度不在预定范围内时,通过水量调节阀调节雾化喷嘴的进水量,直至气体容器湿度测量装置检测到的气体的湿度达到预定范围内。本发明提供的燃料电池增湿装置引入了湿度测量装置,根据检测得到的湿度调节雾化喷嘴的进水量,从而可以对气体的湿度进行实时控制。

一种燃料电池堆,该燃料电池堆包括端板,电流引流板,多个双极板,多个膜电极,密封垫圈,螺栓和螺帽。所述端板、电流引流板、双极板以及膜电极上分别有中心孔。所述端板上有连接口。所述双极板上有与连接口对应的贯通孔,且双极板的正面的贯通孔周围有密封垫圈,反面的中心孔周围以及板的外圆周有密封垫圈。所述电流引流板和膜电极上分别有与所述连接口和所述贯通孔相对应的孔。所述螺帽上有开孔。本发明提供的燃料电池堆不仅实现了螺栓与燃料通道的分离,从而不会腐蚀螺栓、污染燃料。同时在正负极流场上没有"死区"部分,使得反应生成物和非反应物都能够及时地排除。并且具有构造简单易于实现,体积功率密度高,适应面广等优点。
 

21. 质子交换膜燃料电池单元的密封装置

WO US CN CN1858926A 张日清 比亚迪股份有限公司
Priority 2005-04-30 • Filed 2005-04-30 • Published 2006-11-08

本发明质子交换膜燃料电池单元的密封装置包括膜电极组件、密封元件及夹合该膜电极组件的阳极导流极板和阴极导流极板,膜电极组件包括质子交换膜及附着在其两侧的阳极和阴极,密封元件套设于质子交换膜的周缘上并与该周缘接合,所述的密封元件面向阴、阳极导流极板的侧面设有第一定位件,阴、阳极导流极板上对应该第一定位件的位置设有第二定位件,该第一、第二定位件匹配。第一定位件为自密封元件的表面突出形成的凸起,第二定位件为自阴、阳极导流极板面向膜电极组件的表面凹入形成的密封槽。通过相匹配的第一、第二定位件的设置,使阴、阳极导流极板之间不易滑动,从而使电池的密封更加严实,实现良好的气密性。

22. 一种用于装配燃料电池堆的压紧设备

CN CN200969374Y 贺光源 比亚迪股份有限公司
Priority 2006-11-21 • Filed 2006-11-21 • Granted 2007-10-31 • Published 2007-10-31

一种用于装配燃料电池堆的压紧设备包括压力可调压紧装置、第一模板、第二模板、底座、立柱以及垫块,所述第二模板位于第一模板和底座之间,所述压力可调压紧装置位于第二模板和底座之间且固定在底座上,所述立柱的一端固定在第一模板上,另一端固定在底座上,且穿过第二模板,所述垫块至少为两块且分别设置在第一模板和第二模板彼此面对的表面上。该压紧设备适于装配多种尺寸规格的燃料电池堆,因而适用范围广,通用性强。同时,能够进一步提高装配过程中燃料电池堆端板上每个区域的受力均匀性,以确保所装配的燃料电池堆安全稳定、高效运行。

四、水气系统

 

23. 燃料电池的质子交换膜增湿方法及装置

WO EP US CN JP AT DE CN1738090A 王传福 比亚迪股份有限公司
Priority 2004-08-17 • Filed 2004-08-17 • Published 2006-02-22

一种燃料电池的质子交换膜增湿方法及装置,其中,方法包括如下步骤:a.将燃料电池电化学反应完后的高温高湿尾气进行冷却,使尾气的温度被降低0~10℃而产生液态水;b.将冷却后的气体和液态水进行气液分离;c.将分离后的液态水送入燃料电池的进气通道,使之对进入燃料电池的干冷气体进行增湿。增湿装置有一个固定的密闭外筒体,外筒体内设有可转动的内筒体,外筒体与内筒体之间的环形空腔形成燃料电池的进气通道,内筒体的内部空腔则形成尾气排放通道,在内筒体筒壁上布满离心分离孔。该装置工作时,内筒体旋转使得内筒体内壁上冷却下来水通过离心作用进入外筒体与内筒体之间的进气通道,起到增湿作用。
 

24. 燃料电池增湿系统

CN CN101345318A 张日清 比亚迪股份有限公司
Priority 2007-07-10 • Filed 2007-07-10 • Published 2009-01-14

本发明提供的燃料电池增湿系统包括增湿装置、水气分离器和去离子器,增湿装置包括气体容器,气体容器具有与气体容器内部连通的气体进气口和气体出气口;其中,该增湿装置还包括雾化喷嘴、水量调节阀和湿度测量装置;当湿度测量装置检测到的气体的湿度不在预定范围内时,通过水量调节阀调节雾化喷嘴的进水量,直至湿度测量装置检测到的气体的湿度达到预定范围内。本发明提供的燃料电池增湿系统所包含的增湿装置引入了湿度测量装置,根据检测得到的湿度调节雾化喷嘴的进水量,从而可以对气体的湿度进行实时控制。
 

25. 燃料电池增湿装置

CN CN100589269C 张日清 比亚迪股份有限公司
Priority 2006-11-01 • Filed 2006-11-01 • Granted 2010-02-10 • Published 2010-02-10

本发明提供的燃料电池增湿装置包括气体容器,气体容器具有与气体容器内部连通的气体进气口和气体出气口;其中,该增湿装置还包括雾化喷嘴、水量调节阀和气体容器湿度测量装置;当气体容器湿度测量装置检测到的气体的湿度不在预定范围内时,通过水量调节阀调节雾化喷嘴的进水量,直至气体容器湿度测量装置检测到的气体的湿度达到预定范围内。本发明提供的燃料电池增湿装置引入了湿度测量装置,根据检测得到的湿度调节雾化喷嘴的进水量,从而可以对气体的湿度进行实时控制。
 

26. 氢氧型质子交换膜燃料电池及其供气、排水方法

WO EP US CN JP KR AT DE CN1848501A 董俊卿 比亚迪股份有限公司
Priority 2005-04-11 • Filed 2005-04-11 • Published 2006-10-18

本发明公开了一种氢氧型质子交换膜燃料电池及其供气、排水方法,在电池的尾气管路设置储气容器,在反应气管路入口部位设置阀门,该电池工作时阀门大部分时间处于关闭状态,每过一段时间开启较短时间,从而依靠前期反应气消耗所形成的压差而产生较大的瞬时冲击气流,带走反应气流道内前期生成的水,同时尾气不排放或间隔很长时间排放,这样就能使反应气的净排放接近于零,从而产生较高的能源效率。
 

27. 有机气体清除器

CN CN201108799Y 杨新胜 比亚迪股份有限公司
Priority 2007-09-05 • Filed 2007-09-05 • Granted 2008-09-03 • Published 2008-09-03

本实用新型提供了一种有机气体清除器,其中,所述有机气体清除器包括膜电极组件、导电元件和固定装置,所述膜电极组件包括质子交换膜和分别设置在所述质子交换膜两侧的催化层,所述导电元件的两个触点分别与所述膜电极组件的两侧的外层电连接,所述固定装置固定设置在所述膜电极组件的周沿并使得所述膜电极组件两侧的空气被隔断。按照本实用新型提供的有机气体清除器,当将膜电极组件的最外层通过导电元件电连接,且保持膜电极组件两侧中仅一侧的空气含有有机气体时,该有机气体清除器成为正在工作由质子交换膜燃料电池供应的电路回路,而该燃料电池的燃料正是空气中存在的有机气体。随着电池的持续供电,空气中的有机气体不断地得以消耗。

28. 一种增湿装置

CN CN200965893Y 李治国 比亚迪股份有限公司
Priority 2006-09-28 • Filed 2006-09-28 • Granted 2007-10-24 • Published 2007-10-24

一种增湿装置,该装置包括外壳、填料;所述外壳为柱状体,外壳的端部包括贯通该端部的湿气体出口、湿气体进口、干气体进口、干气体出口和中心孔,中心孔位于外壳一端的中心位置并沿外壳的轴线方向设置;其中,所述填料构成柱状体的吸湿件,所述吸湿件位于外壳包围的空间中,吸湿件包括沿吸湿件轴线方向设置的多个独立的贯通吸湿件两端的孔道,所述干气体进口通过孔道与湿气体出口相通,所述湿气体进口通过孔道与干气体出口相通。本实用新型提供的增湿装置可以使进入吸湿件的气体的气流通畅,改善增湿装置的增湿效果,实现对气体湿度的准确的控制。

根据本实用新型的一种实施方式的增湿装置的工作过程如下:如图5所示,将外壳1一端的湿气体出口4外接质子交换膜燃料电池22的气体进口23,将外壳1一端的湿气体进口5外接质子交换膜燃料电池22的气体出口21;从质子交换膜燃料电池22的气体出口21排出的暖湿气体从湿气体进口5进入吸湿件24的孔道14,吸湿件24吸收暖湿气体中的水分和热量并储存于其表面,被降温、干燥的气体通过干气体出口7排出,由于吸湿件24是不断旋转的,所以水分和热量可以分布在整个吸湿件24的表面;当干气体从干气体进口6进入吸湿件24时,干气体流经吸湿件24的孔道14,在这一过程中,干气体吸收了吸湿件24中储存的水分和热量,从而变成湿 …
 

29. 一种用于燃料电池的气体流量控制装置

CN CN201112486Y 李治国 比亚迪股份有限公司
Priority 2007-09-28 • Filed 2007-09-28 • Granted 2008-09-10 • Published 2008-09-10

1、一种用于燃料电池(1)的气体流量控制装置,其特征在于,该装置包括控制器(2)、第一调节器(3)、第二调节器(4)和信号采集器(5),所述第一、第二调节器(3、4)都包括气阀,所述信号采集器(5)跨接于燃料电池(1)的正极和负极,所述信号采集器(5)的信号输出端接所述控制器(2)的输入端,控制器(2)的两个控制输出端分别接第一调节器(3)和第二调节器(4)的控制端,所述第一调节器(3)的气阀连接到燃料电池(1)的燃料气体进气口,所述第二调节器(4)的气阀连接到燃料电池(1)的氧化剂气体进气口。

2、 根据权利要求1所述的气体流量控制装置,其特征在于,信号采集 器(5)为滑动电阻或变阻箱。…


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五、控制系统


30. 燃料电池电压监测系统及其方法

CN CN101191822B 张振 比亚迪股份有限公司
Priority 2006-12-02 • Filed 2006-12-02 • Granted 2010-06-23 • Published 2010-06-23

本发明公开了一种燃料电池电压监测系统,包括开关网络单元、数据采集单元和控制单元,其中,还包括隔离通讯接口单元和主控制器;所述燃料电池堆划分成若单个燃料电池组;一燃料电池组与一开关网络单元,一数据采集单元,一控制单元,一隔离通讯接口单元构成一电压监测模块;燃料电池组中各单电池连接到开关网络单元,开关网络单元在控制单元的控制下逐一选通各单电池并将电压信号传送给数据采集单元,数据采集单元的输出端连接控制单元,控制单元通过隔离通讯接口单元向主控制器提供电压信号,主控制器通过隔离通讯接口单元提供控制信号给控制单元唯一选通监测模块。本发明降低了监测成本,保证了对燃料电池电压的有效监测。

31. 一种燃料电池控制系统、控制装置及控制方法

CN CN101098012A 张振 比亚迪股份有限公司
Priority 2006-06-29 • Filed 2006-06-29 • Published 2008-01-02

本发明提供了一种燃料电池控制系统及其控制方法,包括用于输出被控燃料电池工作参数的至少一个参数控制执行机构、量测单元、存储单元和控制单元,所述量测单元用于与被控燃料电池相连、监测被控燃料电池的输出电压和电流,所述存储单元内存储有燃料电池不同输出功率区间的工作参数值,所述控制单元分别与量测单元、存储单元和参数控制执行机构连接,所述控制单元响应量测单元的输出,根据被控燃料电池的输出功率从存储单元读取与该输出功率对应的第一工作参数值,并按照第一工作参数值输出控制信号至参数控制执行机构。本发明简化了燃料电池控制系统结构以及控制算法,降低了燃料电池控制器的成本,同时保证了燃料电池的发电性能。
 

32. 燃料电池性能监测系统

CN CN101303396A 张振 比亚迪股份有限公司
Priority 2007-05-09 • Filed 2007-05-09 • Published 2008-11-12

一种燃料电池性能监测系统包括开关网络、低通滤波器、带通滤波器、直流分量数据采集单元、交流分量数据采集单元以及内阻计算单元;开关网络包括顺序排列的多个开关元件,奇数序号开关元件的信号输出端并联成开关网络的第一输出端,偶数序号开关元件的信号输出端并联成开关网络的第二输出端,用于输出一个单电池两端的电压信号;低通滤波器和带通滤波器分别得到直流电压信号和交流波动电压信号;直流分量数据采集单元和交流分量数据采集单元获取直流电压值和交流波动电压值;内阻计算单元用于计算单电池的内阻。本发明的优点在于利用开关元件实现多通道测量单电池电压和内阻,减少使用昂贵的高共模抑制比仪表放大器的数量,降低了成本。
 

33. 燃料电池系统的防冻装置和方法

CN CN101207215A 周勇 比亚迪股份有限公司
Priority 2006-12-20 • Filed 2006-12-20 • Published 2008-06-25

一种燃料电池系统的防冻装置和方法,该防冻装置包括水箱(2′)、出水管、回水管、水泵(3′)、电热器(4)、温度探测器(5)、控制器(6)和供电装置(7);所述温度探测器(5)被配置为探测燃料电池系统外界环境温度;所述控制器(6)被配置为检测燃料电池(1)的工作状态,并根据检测到的燃料电池(1)的工作状态和温度探测器(5)检测到的外界环境温度来启动或停止供电装置(7);所述供电装置(7)被配置为在控制器(6)的控制下对水泵(3′)和电热器(4)供电。本发明通过将水箱中的水经过电热器加热后传送到燃料电池(1)内部,从而在燃料电池(1)停机并且外界环境温度过低的情况下仍能保持燃料电池(1)内部的水温正常,不会结冻,保证了发动机的稳定性。

2. 根据权利要求1所述的燃料电池系统的防冻装置,其特征在于,所述电热器(4)为内置在出水管内的插入式加热棒或者外置在出水管外的加热带。3. 根据权利要求1所述的燃料电池系统的防冻装置,其特征在于,所述电热器(4)的安装位置靠近燃料电池(1)。4. 根据权利要求1所述的燃料电池系统的防冻装置,其特征在于,所述控制器(6)包括燃料电池检测单元(61)、外界温度判断单元(62)和控制输出单元(63),其中,燃料电池检测单元(61)与燃料电池(1)连接,并且被配置为:检测燃料电池(1)的工作状态,当检测到的工作状态为开机时燃料电池检测单元(61)直接通知控制输出单元(63)停止供电 …
 

34. 一种燃料电池控制系统及控制方法

CN CN101145615A 张振 比亚迪股份有限公司
Priority 2006-09-14 • Filed 2006-09-14 • Published 2008-03-19

本发明提供了一种燃料电池控制系统,包括控制单元、用于输出被控燃料电池工作参数的至少一个参数控制执行机构、量测单元、存储单元和调节单元,量测单元用于与负载相连并监测负载的输入电特性,存储单元内存储有燃料电池的各个输出电特性区间、各个输出电特性区间的优选电特性点及与该优选电特性点对应的第一工作参数值,控制单元分别与量测单元、存储单元、参数控制执行机构和调节单元连接,控制单元响应量测单元的输出,确定出优选电特性点和第一工作参数值,并控制燃料电池工作在优选电特性点上,并按照第一工作参数值输出控制信号至参数控制执行机构。本发明简化了燃料电池控制系统及控制算法,降低了成本,保证了燃料电池的发电性能。
 

35. 一种燃料电池系统

CN CN100546079C 张振 比亚迪股份有限公司
Priority 2006-09-22 • Filed 2006-09-22 • Granted 2009-09-30 • Published 2009-09-30

一种燃料电池系统,该系统包括燃料电池(1)、反应气供应单元(2)和控制器(3);所述控制器(3)包括输出管理模块(4)判断是否需要该燃料电池(1)对外供电并相应控制燃料电池(1)的启动和停止;还包括负载(5)、负载开关(6),控制器(3)还包括间歇工作管理模块(7)和内设有预定空闲周期的定时器(8),当输出管理模块(4)判断不需要该燃料电池(1)对外供电时,停止燃料电池(1),并激活间歇工作管理模块(7);当输出管理模块(4)判断需要该燃料电池(1)对外供电时,启动燃料电池(1)并停止间歇工作管理模块(7)。本发明的燃料电池系统可以定时启动燃料电池,从而改善了膜电极的含水量。
 

36. 燃料电池系统及其控制方法

WO EP US CN JP KR AT DE CN100470900C 董俊卿 比亚迪股份有限公司
Priority 2005-12-13 • Filed 2005-12-13 • Granted 2009-03-18 • Published 2009-03-18

一种燃料电池系统及其控制方法,所述系统包括燃料电池发电器、燃料供应装置、氧化气体供应装置、检测单元和控制单元;所述检测单元用于检测燃料电池发电器的放电电流;所述控制单元用于根据该放电电流控制所述燃料供应装置和氧化气体供应装置;其中,所述控制单元还用于根据检测单元检测到的放电电流的大小来控制所述燃料供应装置和氧化气体供应装置间歇性地供应燃料和氧化气体。利用检测燃料电池发电器的放电电流作为主要参数来控制燃料/氧化气体供应装置,较通过检测燃料电池发电器的电压来控制燃料/氧化气体供应装置的系统,控制更为直接有效。并且,本发明所述的燃料电池系统及其控制方法根据放电电流的大小来控制燃料/氧化气体供应装置的工作时间的长短,可以间歇性运行。
 

37. 用于连接燃料电池与其监测装置的连接器

CN CN201096810Y 张振 比亚迪股份有限公司
Priority 2007-08-24 • Filed 2007-08-24 • Granted 2008-08-06 • Published 2008-08-06

本实用新型提供的用于连接燃料电池与其监测装置的连接器包括母板、线缆插座和至少一个取电探针,所述母板具有至少一个导电通路,所述线缆插座固定在母板上,每个取电探针的一端固定到母板一面,并且每个取电探针与线缆插座的对应引脚通过母板的导电通路电连接。本实用新型提供的用于连接燃料电池与其监测装置的连接器,装卸方便,连接简单,能够保证监测工作的顺利进行。

CN CN201112487Y 翟玉清 比亚迪股份有限公司
Priority 2007-08-28 • Filed 2007-08-28 • Granted 2008-09-10 • Published 2008-09-10

本实用新型提供的燃料电池增湿装置包括外筒体、中空纤维管束和驱动装置,所述中空纤维束位于外筒体内,中空纤维管束与外筒体的接触为动密封结构,所述外筒体的两端具有气体导入管和气体导出管,且气体导入管和气体导出管与中空纤维管束的中空纤维管相通;中空纤维管束的外壁与外筒体之间形成腔体,所述驱动装置驱动中空纤维管束以外筒体的纵轴线为轴旋转,所述外筒体具有进气口和出气口,所述进气口和出气口与腔体相通。本实用新型提供的燃料电池增湿装置加工简单,易于操作,增湿效率高。
 

38. 一种燃料电池温度监视系统及其方法

CN CN100576619C 张振 比亚迪股份有限公司
Priority 2006-12-13 • Filed 2006-12-13 • Granted 2009-12-30 • Published 2009-12-30

一种燃料电池温度监视系统,该系统包括温度测量装置(1)、数据处理装置(2)和温度显示装置(3),其中,该系统还包括位置检测装置(18),温度测量装置(1)为一个并且是可移动的非接触式的;位置检测装置(18)用于检测温度测量装置(1)的位置;数据处理装置(2)用于将温度测量装置(1)输出的对应于该位置的表示每个燃料电池单电池的温度的信号转换为温度数据;温度显示装置(3)用于显示温度测量装置(1)的位置和对应于该位置的燃料电池单电池的温度数据。本发明提供的燃料电池温度监视系统及其方法在测量燃料电池的众多单电池的流场板的温度时仅使用一个温度测量装置,方法简单,系统构成简单、成本低。
 
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39. 燃料电池电流测量电路

CN CN201096875Y 王华杰 比亚迪股份有限公司
Priority 2007-09-18 • Filed 2007-09-18 • Granted 2008-08-06 • Published 2008-08-06

本实用新型提供一种燃料电池电流测量电路,测量燃料电池的电流,包括测量装置和负载模块,所述燃料电池的一极分为至少两个相互绝缘的区域,所述至少两个区域分别与一负载模块相连接形成至少两支路,所述至少两支路的放电电压分别为可调,所述测量装置分别测量所述至少两支路的放电电流。本实用新型采用多路可调负载,使燃料电池各区域工作在相同电位,此时测量的电流及得到的燃料电池电流密度分布具有较高的真实性。
 

40. 一种燃料电池电压巡回监视系统

CN CN101034745A 张振 比亚迪股份有限公司
Priority 2006-03-09 • Filed 2006-03-09 • Published 2007-09-12

本发明公开了一种燃料电池电压巡回监视系统,包括一组由若干单电池组成的燃料电池,开关网络单元、数据采集单元和主控单元,其中,燃料电池各单电池的正极连接到开关网络单元的输入端,开关网络单元的输出端连接到一数字电位器,主控单元连接开关网络单元的控制端并提供网络开关的控制信号,数字电位器将开关网络单元输出的电压通过数据采集单元传输到主控制单元,主控制单元连接到数字电位器并为其提供的控制信号。本发明优点是开关结构简单,巡回监测速度快,且成本较低。

六、双极板


41. 燃料电池的流场板

WO US CN CN1851965A 董俊卿 比亚迪股份有限公司
Priority 2005-04-22 • Filed 2005-04-22 • Published 2006-10-25

一种燃料电池的流场板,该流场板包括阴极流场板、阳极流场板,在阴极流场板和阳极流场板上分别有导流槽、气体入口和气体出口,该导流槽一侧与气体入口相通,另一侧与气体出口相通。其中,阴极流场板和/或阳极流场板上靠近气体入口侧的导流槽截面积大于靠近气体出口侧的导流槽截面积。本发明所提供的流场板通过增大靠近气体入口端的导流槽的截面积,有效地缓解了质子交换膜的失水,提高了燃料电池的发电性能;同时通过减小靠近气体出口端的导流槽的截面积,提高了导流槽的排水能力,有效地防止了导流槽的积水现象,从而提高了燃料电池工作的稳定性和可靠性。
 

42. 一种质子交换膜燃料电池用流场板及其制备方法和双极板

CN CN101192672A 崔朝阳 比亚迪股份有限公司
Priority 2006-12-01 • Filed 2006-12-01 • Published 2008-06-04

一种质子交换膜燃料电池用流场板含有主体材料和亲水性物质,其中,所述主体材料为膨胀石墨,所述亲水性物质填充在膨胀石墨的微孔中和晶片片层之间。本发明还提供了所述流场板的制备方法和双极板。根据本发明提供的流场板,所述亲水性物质填充在膨胀石墨的微孔中和晶片片层之间,可以吸收、保持水分,对膨胀石墨的电导率影响很小,因此流场板具有增湿功能且电导率较高。而且由于亲水性物质填充了膨胀石墨的微孔,不需要进行浸渍处理,就能够使流场板具有良好的隔气性能。
 

43. 一种流场板和包括该流场板的燃料电池堆

CN CN1953256A 董俊卿 比亚迪股份有限公司
Priority 2005-10-19 • Filed 2005-10-19 • Published 2007-04-25

一种流场板和包括该流场板的燃料电池堆。其中,所述流场板包括位于流场板中心的中心孔(5)、位于靠近流场板边缘的两个位置上的流入孔(6)和流出孔(7),且流场板的一面包括从中心孔(5)向四周发散的导流槽。本发明提供的流场板由于具有发散式的导流槽,而且导流槽的流程短,利于反应剂扩散,因此流场板上不存在"死区"部分,反应剂能够均匀地分布到流场板的任何一个部分,并且反应生成物,如水、氮气、CO2 等也能够及时地排出,不会在流场板上富集,因此提高了反应剂的利用率以及燃料电池的性能。
 

44. 一种流场板和包括该流场板的燃料电池堆

CN CN1953257A 董俊卿 比亚迪股份有限公司
Priority 2005-10-19 • Filed 2005-10-19 • Published 2007-04-25

一种流场板和包括该流场板的燃料电池堆。其中,所述流场板包括位于流场板中心的中心孔(5)、位于靠近流场板边缘的两个位置上的流入孔(6)和流出孔(7),且流场板的一面包括围绕中心孔(5)分布的连通流入孔(6)和流出孔(7)的导流槽。本发明提供的流场板由于将反应剂的流入口和流出口分开,且具有跑道式导流槽,因此可以形成反应剂扩散的浓度梯度,并最后汇集到流出口处。所以本发明提供的流场板上不存在"死区"部分,反应剂能够均匀地分布到流场板的任何一个部分,并且反应生成物,如水、氮气、CO2 等也能够及时地排出,不会在流场板上富集,因此提高了反应剂的利用率以及燃料电池的性能。
 

45. 一种流场板和包括该流场板的质子交换膜燃料电池

CN CN2899128Y 董俊卿 比亚迪股份有限公司
Priority 2006-04-10 • Filed 2006-04-10 • Granted 2007-05-09 • Published 2007-05-09

一种流场板和包括该流场板的质子交换膜燃料电池。所述流场板包括气体进口、气体出口以及连通气体进口和出口的导流槽,其中,所述导流槽从气体进口开始,以螺旋形式从所述流场板的外围逐渐向中心缩小,再从中心反向逐渐向外扩大,至气体出口结束。本实用新型所提供的流场板通过使用以回旋结构分布的导流槽,提高了质子交换膜的水均匀性,提高了燃料电池工作的发电性能。此外,由于本实用新型提供的流场板对导流槽的数量没有限制,同时该流场板可以同时适用于质子交换膜燃料电池的阴极和阳极,因此便于设计、加工制造以及电池的安装,而且降低了电池的制造成本。
 

46. 一种双极板和包括该双极板的燃料电池

CN CN2938429Y 崔朝阳 比亚迪股份有限公司
Priority 2006-08-24 • Filed 2006-08-24 • Granted 2007-08-22 • Published 2007-08-22

一种双极板和包括该双极板的燃料电池技术领域本实用新型涉及燃料电池,尤其涉及一种双极板和包括该双极板的燃料电池。背景技术 燃料电池是一种环保、高效的能源转换装置,能把燃料和氧化剂中的化学能转化为电能,具有功率密度高、常温启动快、无电解液流失、对环境无污染和无噪声等优点。作为理想的可移动电源,燃料电池在民用、军用各个领域均具有广泛的应用。 燃料电池组是由多个单元燃料电池串联或并联组成,以获得所需的电压。单元燃料电池的连接通过采用双极板来实现,同一块双极板的两个侧面,分别与相邻单电池的阴极和阳极接触,同时双极板还起到把燃料送到阳极,和把氧或空气送到阴极的作用。可见,双极板是燃料电池的关键部件 …
 

47. 一种质子交换膜燃料电池的导流极板

CN CN200953361Y 张日清 比亚迪股份有限公司
Priority 2006-08-24 • Filed 2006-08-24 • Granted 2007-09-26 • Published 2007-09-26

一种质子交换膜燃料电池导流极板,该导流极板包括流体进口(1)、流体出口(4)以及流体进口(1)与流体出口(4)之间的流道,其中,所述流道包括主流道(2)和支流道(3),所述主流道(2)从流体进口(1)开始,通过导流极板的中心区域延伸至导流极板的边缘而不贯通导流极板的边缘,所述支流道(3)的至少一部分连通主流道(2)和流体出口(4)。由于本实用新型所提供的质子交换膜燃料电池导流极板具有通过导流极板中心区域的主流道,因此,在燃料电池工作过程中,反应气能够首先到达导流极板的中心区域,从而容易带走燃料电池电化学反应中所产生的集聚在导流极板中心区域的热量,避免了导流极板中心区域的局部过热现象。

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48. 一种燃料电池的流场板


一种燃料电池阴极流场板,该阴极流场板包括冷却流场和反应流场、进气端、出气端和板脊,其中所述冷却流场的一端与所述进气端相通,另一端与所述出气端相通,并且所述冷却流道内包括分流脊,该分流脊位于进气端和出气端之间,在所述进气端和分流脊之间具有贯穿阴极流场板的连通孔。本发明所提供的燃料电池阴极流场板利用分流脊和连通孔将气体分流为冷却气和反应气。由于使用了同一气源,所以需调节的参数仅为气流的总量,对气体的控制比较简单,省去了分别控制冷却气源和反应气源的设备,因此,使用本发明提供的流场板的燃料电池成本较低。


七、制氢

 

49. 金属氢化合物水解制氢催化剂及其制备方法以及使用该催化剂的制氢方法

WO CN CN100537415C 董俊卿 比亚迪股份有限公司
Priority 2005-08-12 • Filed 2005-08-12 • Granted 2009-09-09 • Published 2009-09-09

一种金属氢化合物水解制氢催化剂含有金属粉末,其中,该催化剂还含有粘结剂和载体,金属粉末和粘结剂分布在载体上,以催化剂总量为基准,所述金属粉末的含量为1-80重量%,粘结剂的含量为2-50重量%,载体的含量为5-85重量%,所述金属选自具有加氢活性的金属中的一种或几种。本发明提供的金属氢化合物水解制氢催化剂易于回收、使用方便。

金属氢化合物水解制氢催化剂及其制备方法以及使用该催化剂的制氢方法技术领域本发明涉及制氢催化剂及其制备方法以及使用该催化剂的制氢方法,更具体地涉及金属氢化合物水解制氢催化剂及其制备方法以及使用该催化剂的制氢方法。背景技术 燃料电池一般以氢为原料产生电能,具有高比能量、清洁无污染等显著特点,是理想的移动电源或电动车的动力电源。人们提出了许多方法将氢储存在燃料电池中,比如高压气态贮氢、液态贮氢、碳纳米管贮氢、储氢合金贮氢。但这些方法都存在一定的缺陷。例如,气态储氢的安全性差;液态储氢的液化成本较高;碳纳米管的吸放氢速度缓慢、吸附容量的稳定性差;储氢合金的储氢量较低。近年又有 …
 

50. 金属氢化合物水解制氢的氢气发生装置及制氢方法

CN CN1951800A 陈春山 比亚迪股份有限公司
Priority 2005-10-18 • Filed 2005-10-18 • Published 2007-04-25

本发明提供了一种氢气发生装置,该氢气发生装置包括反应液贮存容室(21)、催化反应容室(22)、废液回收容室(23),催化反应容室(22)分别与反应液贮存容室(21)、废液回收容室(23)连通,其中,该氢气发生装置还包括氢气净化单元(24),氢气净化单元(24)与催化反应容室(22)连通。本发明还提供了利用该装置的制氢方法。由于本发明提供的氢气发生装置包括氢气净化单元,因此可以对氢气进行净化,降低了对燃料电池系统的损害。
 

51. 一种甲醇制氢系统及包括该系统的燃料电池装置

CN CN101121502B 周良 比亚迪股份有限公司
Priority 2006-08-11 • Filed 2006-08-11 • Granted 2011-11-16 • Published 2011-11-16

一种甲醇制氢系统,该系统包括甲醇供应装置、水供应装置和甲醇制氢装置,所述甲醇供应装置和水供应装置与甲醇制氢装置的入口连通,所述甲醇制氢装置中包括制氢催化剂,其中,该系统还包括一氧化碳选择性氧化反应器和氧化性气体供应装置,甲醇制氢装置的出口和氧化性气体供应装置均与一氧化碳选择性氧化反应器的入口连通,所述一氧化碳选择性氧化反应器中包括一氧化碳选择性氧化催化剂,一氧化碳选择性氧化催化剂含有铂或铂与钯和/或铑的合金。本发明提供的甲醇制氢系统能够制得CO浓度低于50ppm的氢气混合气体,而且不会导致氢气发生氧化或爆炸反应。

一种燃料电池装置,该装置包括燃料电池和制氢系统,所述燃料电池包括膜电极和与膜电极连通的阳极入口、阳极出口、阴极入口和阴极出口 ;膜电极包括阳极、阴极和位于阳极和阴极之间的电解质膜;所述制氢系统包括甲醇供应装置、水供应装置和甲醇制氢装置,所述甲醇供应装置和水供应装置与甲醇制氢装置的入口连通,所述甲醇制氢装置中包括制氢催化剂,其中,所述制氢系统还包括一氧化碳选择性氧化反应器和氧化性气体供应装置,甲醇制氢装置的出口和氧化性气体供应装置均与一氧化碳选择性氧化反应器的入口连通,所述一氧化碳选择性氧化反应器中包括一氧化碳选择性氧化催化剂,一氧化碳选择性氧化催化剂含有钼或钼与钯和/或铑的合金,所述 …
 

52. 一种用于分离氢气的复合膜及其制备方法和氢气分离器

CN CN101134158B 周良 比亚迪股份有限公司
Priority 2006-08-31 • Filed 2006-08-31 • Granted 2011-07-06 • Published 2011-07-06

一种用于分离氢气的复合膜,该复合膜包括依次形成的多孔材料支撑层、中间防扩散层和合金透氢膜层,其中,所述多孔材料支撑层为金属或金属合金,中间防扩散层为所述多孔材料支撑层金属或金属合金的氧化物,多孔材料支撑层和中间防扩散层为一体结构。本发明还提供了该复合膜的制备方法和使用该复合膜的氢气分离器。根据本发明提供的用于分离氢气的复合膜,多孔材料支撑层的表面氧化成金属氧化物层作为中间防扩散层,制作方法简单,由于多孔材料支撑层和中间防扩散层为一体结构,二者之间的结合很好,不会发生由应力引起的形变,因此复合膜不易破裂。

背景技术
[0002] 随着氢气越来越多地应用于燃料电池、半导体工业、石化炼制等领域,氢气的需求量不断增大,氢气在未来的清洁能源经济中将起到越来越重要的作用。氢气的主要来源为富氢混合气,富氢混合气中氢气的摩尔浓度一般为40-60%,同时还含有1-3%的对燃料电池电极催化剂有钝化作用的C0,但是很多氢气的应用领域都要求纯度较高的氢气,例如,纯氢气是燃料电池最理想的能量载体,富氢混合气的其它成分可能会钝化电极反应,降低燃料电池的功率密度。

[0003] 因此,在使用之前一般都需要对富氢混合气进行分离,以得到高纯度氢气。最简单有效的分离方法是用可选择性透过氢气的膜将富氢混合气进行膜分离 …

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53. 直接甲醇燃料电池阳极催化剂及其制备方法

CN CN101197445B 张日清 比亚迪股份有限公司
Priority 2006-12-07 • Filed 2006-12-07 • Granted 2010-11-17 • Published 2010-11-17

一种直接甲醇燃料电池阳极催化剂及其制备方法,该催化剂含有碳载体上负载的催化活性物质,所述催化活性物质含有铂和/或铂的氧化物及和钴和/或钴的氧化物,其中,所述催化活性物质还含有钼的氧化物和钒的氧化物,铂、钼、钒和钴的原子摩尔比为1∶0.05-2∶0.05-2∶0.05-1。本发明催化剂的催化活性高,同时原料资源较丰富、价格较低廉。
 

54. 一种燃料电池催化电极的制备方法

CN CN101290989A 周刚 比亚迪股份有限公司
Priority 2007-04-18 • Filed 2007-04-18 • Published 2008-10-22

一种燃料电池催化电极的制备方法包括将催化剂载体负载在催化电极支撑体上,将贵金属沉积在所述催化剂载体上,其中,将贵金属沉积在所述催化剂载体上的方法包括将负载有催化剂载体的催化电极支撑体放入含有贵金属水溶性化合物的水溶液中,将所述催化电极支撑体与直流电源的正极相连;将该直流电源的负极与所述水溶液接触,接通电源,使贵金属水溶性化合物中的贵金属还原成贵金属单质并沉积在所述催化剂载体上。本发明提供的燃料电池催化电极的制备方法通过使用电化学沉积的方法而将贵金属沉积在催化剂载体上,可以提高制得的催化电极的催化剂利用率。
 

55. 一种质子交换膜燃料电池用Pt/C催化剂的制备方法

CN CN101096016B 张日清 比亚迪股份有限公司
Priority 2006-06-29 • Filed 2006-06-29 • Granted 2010-06-16 • Published 2010-06-16

一种质子交换膜燃料电池用Pt/C催化剂的制备方法,该方法包括将还原剂与一种悬浮液接触,该悬浮液含有保护剂和吸附有铂化合物的碳载体,其中,所述保护剂为酒石酸、苹果酸和葡萄糖中的一种或几种。在本发明提供的制备方法中,使用酒石酸、苹果酸和葡萄糖中的一种或几种作为保护剂,有利于催化剂纳米颗粒的形成,同时极大地缩短了反应时间。

八、催化剂


56. 用于质子交换膜燃料电池的贵金属催化剂的制备方法

CN CN100459253C 卢彬 比亚迪股份有限公司
Priority 2005-11-30 • Filed 2005-11-30 • Granted 2009-02-04 • Published 2009-02-04

用于质子交换膜燃料电池的贵金属催化剂的制备方法,该方法包括以下步骤:(1)分别将贵金属化合物的水溶液和还原剂的水溶液加入到表面活性剂的非水溶液中,并搅拌均匀,得到两种反胶束溶液;(2)将步骤(1)中得到的两种反胶束溶液混合并与催化剂载体接触,搅拌,使贵金属颗粒负载到催化剂载体上,过滤,得到含有贵金属的催化剂颗粒。本发明提供的这种新的催化剂的制备方法简单,工艺条件可控,可通过控制反胶束液滴的大小,即含水量来精确控制所需贵金属催化剂的微粒大小,且能够通过控制含水量的多少制备得到粒径较小且催化活性高的催化剂,从而提高了贵金属的利用率,降低了成本,且本发明制备方法所采用的还原剂不会对环境造成污染。
 

57. 一种用于燃料电池的电催化剂的制备方法

CN CN1810375A 马强 比亚迪股份有限公司
Priority 2005-01-25 • Filed 2005-01-25 • Published 2006-08-02

本发明提供了一种用于燃料电池的电催化剂的制备方法,包括将铂-钌引入一种催化剂载体中,其中,所述催化剂载体为一种微球,其制备方法包括以下步骤:(1)在惰性气体保护下,将单体、引发剂、有机溶剂、水和一种助剂混合均匀,反应,然后离心沉淀并真空干燥,得到一种聚合物微球;(2)在氧化剂FeCl 3 ·6H 2 O存在下,将步骤(1)制得的聚合物微球和助剂水溶液的混合物与吡咯反应,过滤,分离固体产物并洗涤固体产物至无色,真空干燥,得到催化剂载体微球。采用本发明提供的方法制备的催化剂具有较高的催化活性,使电池的功率提高,且采用本发明提供的方法制备的催化剂的燃料电池具有良好的放电性能。
 

58. 一种从膜电极中回收催化剂的方法

CN CN101130192A 张日清 比亚迪股份有限公司
Priority 2006-08-24 • Filed 2006-08-24 • Published 2008-02-27

一种从膜电极中回收催化剂的方法包括剥离膜电极的基体材料,然后从剥离掉基体材料的膜电极中回收催化剂,其中,剥离膜电极的基体材料的方法包括将膜电极与溶剂接触,溶剂的用量和接触的条件足以使膜电极的基体材料从膜电极上剥离,溶剂为能使膜电极的基体材料溶胀的溶剂。该方法将膜电极浸泡在能使膜电极的基体材料溶胀的溶剂中,膜电极的基体材料即质子交换膜为高分子材料,能够吸收液体溶剂而发生物理溶涨,基体材料溶涨后,催化层自然从基体材料表面脱落,从而将基体材料完全从膜电极中剥离出来,因此本发明的催化剂回收方法所采用的剥离方式过程简单并且适合剥离膜电极的基体材料。

技术领域
本发明是关于一种回收催化剂的方法,更具体地是关于一种从膜电极中回收催化剂的方法。背景技术质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,简称PEMFC)是一种将燃料和氧化性气体的化学能通过电化学反应直接转化为电io能的反应装置。PEMFC具有工作温度低、能量转换效率高、结构简单,噪音低,燃料来源丰富,无环境污染等优点,具有广泛的应用前景,可用于小型便携式电源、家庭小型电站,电动汽车、潜艇等的动力电源。在PEMFC的结构中,其核心部件就是膜电极,膜电极一般包括作为基体材料的质子交换膜、在质子交换膜两个表面 …
 

59. 一种用于制备催化剂涂层膜的装置和方法

CN CN100567555C 董俊卿 比亚迪股份有限公司
Priority 2006-08-14 • Filed 2006-08-14 • Granted 2009-12-09 • Published 2009-12-09

一种用于制备催化剂涂层膜的装置,其中,该装置包括真空源(1)、基座(2)和多孔板(3),所述基座(2)的上表面包括沟槽区域(4),在使用时,基座的沟槽区域(4)与真空源(1)连通,多孔板(3)位于基座(2)的上表面。本发明还提供了使用该装置的制备催化剂涂层膜的方法。本发明提供的用于制备催化剂涂层膜的装置结构简单,适于在真空条件下制备催化剂涂层膜,能够有效地防止质子交换膜在制备催化剂涂层膜过程中收缩。

(2)将单电池温度通过外部加热方式升温至7(TC,将氢气/空气反应气体 (不加湿)经减压器减压至0.05/0.05兆帕后通入单电池,排空杂质气体,记录燃料电池的开路电压;调节气体流量计的流量使空气的流量为第一个数据点所需理论流量的2倍,氢气流量为理论流量的l.l倍,然后开始通电;(3)通电5-10分钟,等待燃料电池性能稳定后记录该点的电流、电压数据;(4)按照上述方法,依次升高电流,等待电池性能稳定后记录相应的电 流、电压数据,在测试过程中,保持氢气/空气反应气体的流量与理论流量的 比例不变,至燃料电池电压低于0.60V时终止测试;(5)将上述测得的电流值作为横坐标、电压值作为纵 …

九、整车系统


60. 储气罐安装座、储氢装置及汽车

CN CN216280654U 李超 比亚迪股份有限公司
Priority 2021-09-29 • Filed 2021-09-29 • Granted 2022-04-12 • Published 2022-04-12

本实用新型属于燃料电池汽车技术领域,涉及一种储气罐安装座、储氢装置及汽车,所述储气罐安装座包括至少一个安装单元,所述安装单元包括安装筒、底座、减压阀及落锁装置,所述安装筒的轴向两端开口,所述底座固定在所述安装筒的轴向第一端开口上,所述减压阀安装在所述底座朝向储气罐的一侧表面上,所述落锁装置安装在所述底座上;在储气罐由所述安装筒的轴向第二端开口推入所述安装筒且储气罐的气嘴与所述减压阀对接时,所述落锁装置锁止储气罐;在解除所述落锁装置对储气罐的锁止时,储气罐可拉出所述安装筒。本申请的储气罐安装座,采用推拉式装卸储气罐,拆卸更换快捷方便。
 

61. 燃料电池储氢装置以及储氢和充氢系统

CN CN101162782A 张振 比亚迪股份有限公司
Priority 2006-10-09 • Filed 2006-10-09 • Published 2008-04-16

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本发明提供一种燃料电池储氢装置,该储氢装置包括储氢容器,该储氢容器具有氢气出口和氢气入口,该储氢装置还包括设置在储氢容器外围的传热通道,该传热通道具有冷却介质入口和冷却介质出口。本发明还提供一种燃料电池的储氢和充氢系统,该系统除了包括上述的储氢装置之外,还包括充氢装置,该充氢装置包括两端分别与所述冷却介质入口和冷却介质出口连通的冷却介质管路,设置在该冷却介质管路上的驱动装置,以及两端分别与所述氢气入口和外界的氢气源连通的充氢管路。在本发明的储氢和充氢系统中,可以有效利用系统本身的能量,提高整个系统的效率。

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作者 ab

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