氫燃料電池汽車太陽能逆變器低溫系統(tǒng)-低溫冷啟動是影響燃料電池汽車商業(yè)化的主要因素之一，是指燃料電池汽車可在0℃以下的溫度中成功啟動，并可將燃料電池內(nèi)部溫度迅速提升至70~80℃以滿足正常運行的性能。

　　燃料電池在無特殊處理或輔助工具的情況中，在低于0℃的工作環(huán)境下，反應(yīng)生成的水易結(jié)冰導(dǎo)致催化層、擴散層堵塞，阻礙反應(yīng)的進(jìn)行，并且水結(jié)冰產(chǎn)生的體積變化也會對膜電組件的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，降低燃料電池性能。

　　啟動的反應(yīng)熱量不足是外部低溫凍結(jié)膜電的主因

　　燃料電池在常溫狀態(tài)工作時，內(nèi)部陰側(cè)H+和通入的O2反應(yīng)生成水，水以氣態(tài)或液態(tài)通過對流完成從催化層至擴散層，再到陰流道的交換排出。

　　當(dāng)外部溫度在0℃以下時，若燃料電池啟動時化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量足以支撐水以氣態(tài)或液態(tài)排出，則隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溫度會逐漸升至正常的工作溫度(70~80℃);若不足以支撐水以氣態(tài)或液態(tài)排出，則會結(jié)成冰阻礙反應(yīng)氣體的通過、凍結(jié)膜電，導(dǎo)致電化學(xué)反應(yīng)的中止，還有可能對膜電造成不可逆轉(zhuǎn)的損傷。

　　低溫冷啟動是催化層反應(yīng)溫度抵御外部低溫的過程

　　燃料電池的冷啟動可以分為水的生成、飽和、結(jié)冰和融化階段。生成的冰逐漸從陰流道通過擴散層向催化劑過度，而電池反應(yīng)產(chǎn)生的溫度從反向傳播，兩種溫度的抗衡決定啟動成功與否。

　　(1)電化學(xué)反應(yīng)的初始階段水量較少，反應(yīng)熱量供應(yīng)充足。燃料電池開始啟動，隨著反應(yīng)氣體的通入，電池陰催化層開始有水生成，使氣體中的水蒸氣密度上升，直至飽和，該過程催化層反應(yīng)產(chǎn)生的溫度充足，不足以結(jié)冰。

　　(2)隨著催化層水汽量增加，反應(yīng)供熱開始和外部溫度相抗衡。水蒸氣達(dá)到飽和后，繼續(xù)產(chǎn)生的水會在催化層中結(jié)冰沉淀，同時催化層中反應(yīng)放出的熱量會對電池進(jìn)行加熱抵御結(jié)冰。

　　(3)溫度擴散至擴散層和陰流道，使外部冰渣融化，電堆成功啟動。隨著催化層溫度的上升，抵御外部結(jié)冰能力增強，溫度從內(nèi)向外擴散，直至燃料電池整體溫度變高。

氫燃料電池汽車太陽能逆變器低溫系統(tǒng)

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