作為空調領域的龍頭企業(yè)，格力電器同樣在燃料電池領域有一定的技術創(chuàng)新。經專利數據庫檢索，截止2021年3月10日，格力電器在燃料電池領域公開的相關專利共計115件。

格力電器以空調產業(yè)為支柱的同時，大力拓展智能家居、智能裝備、新能源技術等多項產業(yè)，2018年年報將新能源產業(yè)拓展上升到公司發(fā)展戰(zhàn)略層面，而燃料電池作為新能源產業(yè)中的一員，自然也受到了格力的重視。值得一提的是，格力燃料電池相關專利申請最早開始于2019年第一季度，該時間節(jié)點也與格力發(fā)展規(guī)劃相吻合。另外，經專利發(fā)明人統(tǒng)計，目前格力在燃料電池技術領域的研發(fā)人員共有57人（不代表實際情況）。

在格力專利技術方面，目前格力電堆方面的專利主要涉及雙極板結構改進與制備、質子交換膜與膜電極制備、電堆結構改進等；在動力系統(tǒng)方面，格力主要改進了燃料電池用DC／DC和備用電源控制等；在熱管理方面，格力從雙極板結構設計、電堆結構設計、散熱器設計、系統(tǒng)檢測與控制層面全方面地改進了燃料電池散熱性能，確保燃料電池發(fā)電性能；另外，格力在燃料電池空壓機技術上也有較多的創(chuàng)新。

在燃料電池應用方面，格力專利中提及到三種場景，包括直流微網系統(tǒng)、家用熱電聯供系統(tǒng)、空調外機，主要涉及小功率電堆。

關于直流微網系統(tǒng)方面，格力主要是利用燃料電池發(fā)電保證直流微網系統(tǒng)穩(wěn)定運行。格力目前在全國重點區(qū)域集中實施了直流示范項目，整合了國網南網及建筑院所的產學研用資源，特別是在山西大同開展了能源革命排頭兵展示館項目，全力打造全直流微網。關于家用熱電聯供系統(tǒng)，格力主要將燃料電池的余熱供給家庭使用、并將燃料電池發(fā)電電力用于家庭供電，該應用場景與格力宣傳的“零碳生活、綠色世界”相吻合。關于空調外機場景的使用，格力將燃料電池集成在空調外機內，可解決移動式空調用電高峰電力供應不足的問題。

01  格力電器雙極板相關專利

格力雙極板的主要類型為金屬雙極板，大部分雙極板用于水冷型電堆，少數雙極板用于風冷型電堆。在格力早期申請的雙極板專利中，有采用將冷卻水入口設置在極板中心位置處的設計，以更好地對極板中央反應區(qū)域進行冷卻，具體極板結構可參見下圖。

在通過雙極板結構優(yōu)化改善冷卻液流動以及促進排水方面，專利CN201911093404．9通過使相連接的極板的冷卻流道沿冷卻液流動方向對稱設置，且其交疊區(qū)域重合，同時優(yōu)化氣體流道與冷卻液流道的寬度比，來降低冷卻液流動時的流阻，降低燃料電池的寄生功率；專利CN202010238488．7通過一面設置蛇形氣體流道，一面設置直線型、弧形或折線形的冷卻流道，來改善排水性能和降低冷卻液的流動阻力。

在通過雙極板改善氣體分配均勻性、提高燃料電池發(fā)電性能方面，專利CN202010047839．6公開了在陰極板中間設置有多條平行波浪形流道以及在陽極板中間設置多條平行直流道來使氫氣和氧氣在流場中流動更加均勻，使反應更加充分；專利CN202010573255．2公開了通過設置多個氫氣、氧氣進口和出口，并將進出口與相應流道連通，來解決了“三進三出”（1個氫氣進氣口、1個氧氣進氣口、1個冷卻水進水口，對應3個出口）雙極板中由于單一進出口結構而導致氣體分配不均的問題。

在提高電堆功率密度方面，專利CN201910728860．X公開了在極板上形成兩個活性區(qū)域，且兩個活性區(qū)域共用一個非活性區(qū)域，從而提高了活性區(qū)域的占比以及非活性區(qū)域的利用率，使燃料電池結構更加緊湊，提高了電池功率密度。

另外，格力專利CN202010287280．4還公開了一種用于無人機、小型備用電源或小功率燃料電池系統(tǒng)的風冷電堆用雙極板，該雙極板結構如下圖所示，包括陰極板和陽極板，其可形成直流道流場，采用高速硬模沖壓形成，密封采用激光焊接。

格力其他雙極板專利一覽

總體而言，格力雙極板的技術改進主要涉及以下方面：改善氣體的分布均勻性、改善冷卻液的流動、改善生成水的排出、提高電堆功率密度、提高雙極板可加工性和減少制造成本等。

02  格力電器電堆結構相關專利

在電堆結構方面，格力的改進主要集中在提高電堆功率密度、熱交換性能以及改善氣體分布不均衡等。例如，專利CN201910439773．2公開了一種緊湊型燃料電池結構，兩個并聯的子電池共用一個陽極板，其中第一陽極氣體槽道13、第二陽極氣體槽道14的陽極氣體可以互通，利用陽極板雙側的供氣可同時滿足兩個膜電極的氣體消耗；專利CN202021655343．9通過第一內壁部21的結構增大氣體流通通道2的流通面積，使氣體的分配更加均勻，提高電堆的工作效率。

另外，格力還公開了兩種風冷型電堆，如專利CN201910672211．2公開的電堆中，膜電極和單極板在電池單元疊置方向間隔交錯設置，每一單極板的兩側分別形成陽極氣體槽道和陰極氣體槽道，相比于現有常規(guī)金屬雙極板燃料電池結構，該電堆厚度能大約降低一半，極板兩側分別為陽極氣體和陰極氣氣體的流動空間。專利CN202020377026．9中電堆增加了進風區(qū)域面積，形成了更加均勻的進風結構，有利于提高陰極反應氣體傳質、提高陰極反應氣體流量、降低其流動阻力等。

03  格力電器熱管理相關專利

在燃料電池熱管理方面，格力公開的專利既涉及風冷型電堆，也涉及到水冷型電堆。在風冷型電堆熱管理上，專利CN202011257507．7通過在電堆和風機之間設置可變散熱風道，利用控制器調整可變散熱風道上多個散熱子風道的開啟數量或關閉數量，來實現對電堆的精準控溫。

在水冷型電堆熱管理方面，專利CN202010833148．9通過利用高壓氫氣降壓降溫，通過換熱器釋放冷量，將冷量送入冷凝器中，來為空壓機出口空氣降溫，同時對燃料電池進口空氣溫度進行控制，解決了燃料電池進口空氣溫度過高的問題。專利CN202011085521．3公開了一種散熱裝置，其導熱件可貼合于極板，可將極板的熱量傳導至散熱裝置。散熱裝置還包括翅片，翅片越接近極板中心位置處其導熱面積越大，可加快對極板中心位置的散熱，防止中心位置熱量集中的問題。

專利CN202011249473．7為確保燃料電池溫度不超過其損壞閾值，提供了一種溫度控制方法。通過監(jiān)測燃料電池功率和電壓變化，計算出所需的冷卻液流量，并直接調整對應目標驅動裝置，使得冷卻液流量可隨工況變化及時、迅速地作出調整，避免因溫度測量延遲特性導致燃料電池內部溫度超過允許值。專利CN202011255952．X針對現有大功率燃料電池降溫效果較差的問題，提出了一種溫度控制方法。當溫度傳感器測得燃料電池內部溫度大于設定閾值時，可通過降溫子系統(tǒng)，利用系統(tǒng)中的風扇對純水進行冷卻處理；同時調整水泵運轉頻率，提升水流速度對純水進行降溫，以實現快速降溫。專利CN202011356244．5在電堆一側設置散熱裝置，該散熱裝置包括混合腔，通過利用混合腔對散熱通道內的冷卻介質及混合腔內的冷卻介質進行混合，由于混合腔冷卻介質的溫度低于散熱通道內冷卻介質的溫度，從而無需借助外接耗電散熱器件對燃料電池內的冷卻介質進行循環(huán)，有效提高了燃料電池的電能利用率、減少了燃料電池體積。

總體而言，格力關于電堆熱管理方面的改進主要包括提升散熱性能，維持電堆溫度適宜以其發(fā)揮最大性能，減少散熱裝置帶來的電能損耗以及減少燃料電池系統(tǒng)體積等。

04   格力電器燃料電池應用相關專利

在燃料電池應用方面，目前格力申請的專利主要涉及直流微網系統(tǒng)、家用熱電聯供系統(tǒng)以及空調外機等。

例如，專利CN202020330699．9中提及了使用氫能燃料電池發(fā)電保證直流微網系統(tǒng)長時間、穩(wěn)定、高效和綠色運行。

專利CN202020515628．6公開了一種家用熱電聯供系統(tǒng)，其中蓄熱模塊能夠回收燃料電池的廢熱，并將熱能提供給家庭使用；儲能模塊能夠接收并存儲燃料電池的電能；直流供電模塊能夠將燃料電池和儲能模塊提供的電能輸送給家庭用電設備。

專利CN202021427896．9公開了一種空調外機，燃料電池設置在空調外機殼體內，燃料電池和外機換熱器共用一個風機，該風機引導的氣流可分別與燃料電池、外機換熱器進行換熱，減少了系統(tǒng)結構部件，降低了系統(tǒng)結構復雜程度。如當外機運行在制熱模式時，外機風扇反向轉動，室外空氣先流經空冷燃料電池后再流經外機換熱器，使得空氣被燃料電池加熱后再流經外機換熱器，有效地將空冷燃料電池的熱量帶到外機換熱器處吸收。通過利用燃料電池的余熱給室內供熱，進一步提高了燃料電池的能量綜合利用率。