公开(公告)号：CN109713332B

公开(公告)日：2021-06-11

申请号：CN201811556493.1

申请日：2018-12-19

Applicant: 清华大学

Inventor： 裴普成 ,  周棋彬 ,  吴子尧 ,  陈东方 ,  黄尚尉

IPC: H01M8/04014 ,  H01M8/04955

Abstract: 本发明公开了一种用于燃料电池的进气降温增湿系统，包括：增湿容腔，由上盖和下底组成；设置在上盖上的进气管路和出气管路，进气管路和出气管路不在同一径向方向上；设置有多个超声雾化头的超声雾化器，用于产生超声波使水雾化成气雾；设置在下底的第一管路和第二管路，第一管路用来为下底补充水；控制单元，用于通过进气管路获取当前进气量，并根据当前进气量控制多个超声雾化头的工作个数和下底内的液位。该降温增湿系统可以通过产生超声波使液态水变为微小的液态水雾，低温的液态水雾和高温空气换热，并且根据电堆内部温度的变化，通过控制单元的调节，从而使燃料电池进气温度降低、湿度升高。

公开(公告)号：CN112820910A

公开(公告)日：2021-05-18

申请号：CN202110076843.X

申请日：2021-01-20

Applicant: 清华大学

Inventor： 裴普成 ,  李子钊 ,  陈东方 ,  任棚 ,  王明凯 ,  王鹤 ,  宋鑫

IPC: H01M8/0444 ,  H01M8/04664 ,  H01M8/0282

Abstract: 本发明提出一种封闭环境燃料电池系统防漏氢及安全保障方法和装置，装置包括密封可拆卸外壳、控制单元、显示单元、气瓶、排气泵、传感器、阀门等部件。在具体实现方式中，将燃料电池系统置于密封可拆卸外壳中，利用传感器检测装置状态，利用控制单元进行控制，使装置充满一定压力的惰性气体，采用排气泵、电磁阀控制惰性气体进出，根据内部氢泄漏量、外部氢泄漏量、单位时间氢泄漏量及相关设定阈值，采取更换惰性气体、停机、报警等措施。有效保证装置不会大量漏氢，防止爆炸，提高了安全性，适用于水下、矿道等封闭环境。

公开(公告)号：CN111537900A

公开(公告)日：2020-08-14

申请号：CN202010263777.2

申请日：2020-04-07

Applicant: 清华大学

Inventor： 陈东方 ,  裴普成 ,  宋鑫

IPC: G01R31/387 ,  G01R31/378 ,  G01R31/389 ,  G01R31/392 ,  H01M8/04313

Abstract: 本发明公开了一种金属空气燃料电池耐久性综合测试评价方法，包括：在单次稳定运行工况下对金属空气燃料电池进行老化特性测试，得到第一测试结果；在长时间连续稳定运行工况下对金属空气燃料电池进行老化特性测试，得到第二测试结果；在停机储存工况下对金属空气燃料电池进行老化特性测试，得到第三测试结果；在周期性启停工况下对金属空气燃料电池进行老化特性测试，得到第四测试结果；根据第一测试结果、第二测试结果、第三测试结果和第四测试结果对金属空气燃料电池的耐久性进行综合评价。该方法可以测试评价金属空气燃料电池的耐久性、研究金属空气燃料电池的老化特性及机理，以及研究金属空气燃料电池的耐久性提升方法。

公开(公告)号：CN109033579B

公开(公告)日：2020-07-17

申请号：CN201810757597.2

申请日：2018-07-11

Applicant: 清华大学

Inventor： 裴普成 ,  任棚 ,  吴子尧 ,  贾肖宁 ,  陈东方 ,  黄尚尉

IPC: G06F30/20

Abstract: 本发明公开了一种燃料电池宽域引射器设计方法及装置，其中，方法包括以下步骤：获取燃料电池电堆参数和工作条件；建立燃料电池引射器稳态特性方程和引射流体带水特性方程；将燃料电池引射器稳态特性方程和引射流体带水特性方程耦合入燃料电池引射器数学模型；利用模型计算预估引射器可用负载范围，且获取引射器可用负载范围内氢气引射性能曲线；确定初始参数，按照顺序对喷嘴直径、混合室直径/喷嘴直径、混合室长度/混合室直径、喷嘴位置尺寸的参数数值进行优化。该方法在引射器参数优化设计阶段同时考虑性能的提升和可用负载范围的拓宽，指导设计宽域可用负载范围的氢气引射器，为解决燃料电池引射器工作负载范围较窄的难题提供了有效途径。

公开(公告)号：CN111413627A

公开(公告)日：2020-07-14

申请号：CN202010303825.6

申请日：2020-04-17

Applicant: 清华大学

Inventor： 裴普成 ,  王博正 ,  陈东方 ,  黄尚尉 ,  任棚

IPC: G01R31/367 ,  G01R31/378 ,  G01R31/392

Abstract: 本发明公开了一种基于伏安曲线的燃料电池使用寿命的预测方法及装置，其中，该方法包括：对待测燃料电池进行活化，获取初始状态的极化曲线，并根据电压衰减的百分比确定寿命终结点；使待测燃料电池在预设时间内运行，获取燃料电池当前的极化曲线；基于初始状态的极化曲线和燃料电池当前的极化曲线，获取对应的电压时间曲线，利用燃料电池伏安曲线的横向伸缩性以及寿命终结点确定燃料电池的使用寿命和剩余寿命。该方法运用了燃料电池老化过程中的伏安曲线的横向伸缩性，减少了检测花费的时间，简化了检测流程，具有较好的准确度等优点。

公开(公告)号：CN111413626A

公开(公告)日：2020-07-14

申请号：CN202010303823.7

申请日：2020-04-17

Applicant: 清华大学

Inventor： 裴普成 ,  王博正 ,  陈东方 ,  黄尚尉 ,  任棚

IPC: G01R31/367 ,  G01R31/378 ,  G01R31/392

Abstract: 本发明公开了一种基于类极化特性的燃料电池使用寿命的预测方法及装置，其中，该方法包括：对待测燃料电池进行活化，获取初始状态的极化曲线，并根据定电流下电压衰减的百分比确定寿命终结点；使待测燃料电池在预设时间内运行，获取燃料电池当前的极化曲线；根据类极化特性的燃料电池寿命预测公式对初始状态的极化曲线、燃料电池当前的极化曲线和寿命终结点进行处理，获取燃料电池的使用寿命和剩余寿命。该方法大幅简化了燃料电池寿命预测的步骤，节省了燃料电池寿命预测的时间。

公开(公告)号：CN111413624A

公开(公告)日：2020-07-14

申请号：CN202010285041.5

申请日：2020-04-13

Applicant: 清华大学

Inventor： 裴普成 ,  王博正 ,  陈东方 ,  黄尚尉 ,  任棚

IPC: G01R31/367 ,  G01R31/378 ,  G01R31/392

Abstract: 本发明公开了一种燃料电池使用寿命和剩余寿命的倒数预测方法及装置，方法包括：对待测燃料电池进行活化，获取活化后待测燃料电池的初始极化曲线中定电压下的电流为第一电流；根据初始极化曲线中定电压下电流或者功率的衰减比确定待测燃料电池的寿命终结点；将待测燃料电池运行预设时间，获取待测燃料电池的当前极化曲线中同一定电压下的电流为第二电流；根据第一电流和第二电流以及燃料电池老化过程中定电压下的电流和时间之间的倒数特性公式预测待测燃料电池的使用寿命，根据待测燃料电池的使用寿命和待测燃料电池的寿命终结点预测待测燃料电池的剩余寿命。该方法操作流程简单，高效，能够大幅缩短燃料电池寿命预测的检测时间。

公开(公告)号：CN108258268B

公开(公告)日：2020-05-08

申请号：CN201810059712.9

申请日：2018-01-22

Applicant: 清华大学

Inventor： 裴普成 ,  任棚 ,  李跃华 ,  吴子尧 ,  陈东方 ,  黄尚尉 ,  贾肖宁

IPC: H01M8/04664 ,  H01M8/0438

Abstract: 本发明公开了一种燃料电池组合电堆系统水故障的控制方法及装置，燃料电池组合电堆系统的第一电堆和第二电堆并联或串联供能，且第一电堆和第二电堆的冷却水支路上分别设置有流量调节阀，其中，方法包括：获取电堆系统在每个正常工况的氢气压力降基准值，以得到调控控制线；采集当前氢气侧压力降，并在当前氢气侧压力降高于当前正常工况对应的调控控制线时，根据第一电堆和第二电堆的电压或电流判定故障电堆；减小故障电堆流量调节阀的开度，并且增加另个电堆的流量调节阀的开度。该方法可有效地对燃料电池水淹故障提出预警，可确定有水淹趋势的电堆并对该堆采取相应措施规避故障。

公开(公告)号：CN110400946A

公开(公告)日：2019-11-01

申请号：CN201910691112.9

申请日：2019-07-29

Applicant: 清华大学

Inventor： 陈东方 ,  裴普成 ,  牛祥福 ,  宋鑫

IPC: H01M8/04089 ,  H01M8/0438

Abstract: 本发明公开了一种基于氧气生成的金属氧气燃料电池调控装置及调控方法，其中，该装置包括：氧气在线生成供给系统，用于控制反应室的反应催化剂和反应剂发生的氧气生成反应，并向电堆供应氧气生成反应生成的氧气；氧气流量控制系统，用于获取电堆的氧气需求量，并根据氧气需求量确定进入反应室的反应剂流量；气压稳定系统，用于检测反应室的气压值，根据反应室的气压值调整进入反应室的反应剂流量。该装置能实现氧气的在线供应，满足封闭、低噪声等特殊场景下的金属氧气燃料电池供氧需求。

公开(公告)号：CN109167125A

公开(公告)日：2019-01-08

申请号：CN201811009500.6

申请日：2018-08-31

Applicant: 清华大学

Inventor： 裴普成 ,  黄尚尉 ,  陈东方 ,  吴子尧 ,  任棚 ,  贾肖宁

IPC: H01M12/06 ,  H01M12/08

Abstract: 本发明公开了规避金属空气燃料电池停机腐蚀的系统和方法，系统包括：电池腔，电池腔内设有间隔布置的空气正极和金属负极，电池腔具有第一电解液入口、第一保护液入口、第一电解液出口和第一保护液出口；电解液储存装置，电解液储存装置具有第二电解液入口和第二电解液出口，第二电解液入口与第一电解液出口相连，第二电解液出口与第一电解液入口相连；保护液储存装置，保护液储存装置具有第二保护液入口和第二保护液出口，第二保护液入口与第一保护液出口相连，第二保护液出口与第一保护液入口相连。该系统避免了金属空气燃料电池在停机状态下金属负极的自腐蚀，同时可自由切换电池的工作-停机状态，显著提高了金属空气燃料电池的使用寿命。