本發(fā)明涉及燃料電池，特別是涉及一種燃料電池發(fā)動機冷啟動方法。

背景技術(shù)：

1、燃料電池是一種把燃料所具有的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)裝置，燃料電池在工作的過程中會產(chǎn)生水，因此，當(dāng)燃料電池在低溫環(huán)境下啟動時，若燃料電池啟動時化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量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)膜電極，導(dǎo)致電化學(xué)反應(yīng)的中止，此時，燃料電池將無法正常工作，低溫啟動失敗。

2、現(xiàn)有燃料電池發(fā)動機冷啟動多通過電加熱器加熱冷卻液，通過冷卻液熱傳導(dǎo)的換熱方式加熱雙極板進而加熱膜電極，以達到加熱燃料電池堆的目的，但是，通過電加熱器加熱燃料電池，其熱傳導(dǎo)的方式存在“電加熱器-冷卻液”、“冷卻液-雙極板”、“雙極板-膜電極”三個熱傳導(dǎo)過程，導(dǎo)致冷啟動時間較長、耗能較大。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的首要目的是：提出一種燃料電池發(fā)動機冷啟動方法，采用此方法實現(xiàn)燃料電池發(fā)動機的冷啟動，燃料電池發(fā)動機啟動耗能比較低、啟動等待時間比較短。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種燃料電池發(fā)動機冷啟動方法，包括如下步驟：

3、在接收到冷啟動命令后，控制發(fā)動機的空氣系統(tǒng)、供氫系統(tǒng)啟動，通過空氣系統(tǒng)向燃料電池堆內(nèi)部通入熱空氣，并控制所述燃料電池堆間歇輸出預(yù)設(shè)電流。

4、本發(fā)明一個特定的實施例中，所述燃料電池堆間隔8s-12s輸出一次電流，且每次輸出電流1s-2s。

5、本發(fā)明一個特定的實施例中，在接收到冷啟動命令后，還控制發(fā)動機的冷卻液系統(tǒng)啟動，其中，所述冷卻液系統(tǒng)中的冷卻液在與所述空氣系統(tǒng)中的熱空氣換熱之后輸入至所述燃料電池堆內(nèi)部。

6、本發(fā)明一個特定的實施例中，所述空氣系統(tǒng)包括進氣管、出氣管、第一連接管、空壓機、中冷器、進口節(jié)氣門、出口節(jié)氣門和第一電磁閥；

7、所述進氣管、所述出氣管均與所述燃料電池堆內(nèi)連通；

8、所述空壓機、所述中冷器、所述進口節(jié)氣門沿進氣方向串聯(lián)在所述進氣管上；

9、所述出口節(jié)氣門設(shè)置在所述出氣管上；

10、所述第一連接管具有第一端和第二端，所述第一端連通所述進氣管且位于所述中冷器和所述進口節(jié)氣門之間，所述第二端連通所述出氣管且位于所述出口節(jié)氣門遠離所述燃料電池堆的一側(cè)；

11、所述第一電磁閥設(shè)于所述第一連接管上。

12、本發(fā)明一個特定的實施例中，所述冷卻液系統(tǒng)包括進液管、出液管、第一回流管、第二連接管、三通閥和冷卻泵；

13、所述進液管、所述出液管均與所述燃料電池堆連接；

14、所述三通閥具有第一連通端、第二連通端和第三連通端，所述第一連通端、所述第二連通端串聯(lián)在所述進液管上；

15、所述冷卻泵設(shè)于所述進液管上，且所述冷卻泵位于所述三通閥和所述燃料電池堆之間；

16、所述第一回流管具有第三端和第四端，所述第三端連通所述進液管，且所述第三端位于所述冷卻泵和所述燃料電池堆之間，所述第四端連通所述出液管，所述第一回流管用于與所述中冷器換熱；

17、所述第二連接管連通所述出液管和所述第三連通端。

18、本發(fā)明一個特定的實施例中，所述中冷器包括殼體和散熱模塊，所述散熱模塊設(shè)于所述殼體內(nèi)，所述散熱模塊串聯(lián)在所述進氣管上；

19、其中，所述回流管部分位于所述殼體內(nèi)。

20、本發(fā)明一個特定的實施例中，所述供氫系統(tǒng)包括氫氣輸入管、氫氣輸出管、第二電磁閥、比例閥和引射器；

21、所述氫氣輸入管、所述氫氣輸出管均與所述燃料電池堆內(nèi)連通；

22、所述第二電磁閥、所述比例閥和所述引射器沿氫氣輸入方向串聯(lián)在所述氫氣輸入管上。

23、本發(fā)明一個特定的實施例中，所述供氫系統(tǒng)還包括分水器和第二回流管；

24、所述分水器串聯(lián)在所述氫氣輸出管上；

25、所述第二回流管連接所述分水器和所述引射器，所述第二回流管用于將所述分水器中的氫氣回流至所述引射器中。

26、本發(fā)明實施例一種燃料電池發(fā)動機冷啟動方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果在于：

27、本發(fā)明的燃料電池發(fā)動機冷啟動方法，其通過空氣系統(tǒng)向燃料電池堆內(nèi)部通入熱空氣，熱空氣與燃料電池堆內(nèi)冷空氣發(fā)生熱對流作用，由此，能夠迅速提升燃料電池堆內(nèi)部溫度，與此同時，燃料電池堆間歇輸出預(yù)設(shè)電流，而燃料電池堆在輸出電流期間所發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)能夠產(chǎn)生的熱量，由此，可以一定程度地加熱燃料電池堆的膜電極，從而提升燃料電池堆內(nèi)部溫度；另外，燃料電池堆在輸出電流期間，其膜電極內(nèi)會生成水，此部分水能夠?qū)δる姌O中的質(zhì)子交換膜進行一定程度的潤濕，保證質(zhì)子交換膜不被熱空氣吹的太干，由此，能夠避免質(zhì)子交換膜太過干燥而導(dǎo)致阻值增加的情況出現(xiàn)，同時間歇性的電流輸出又可以防止較多的液態(tài)水生成而導(dǎo)致其在低溫下發(fā)生凍結(jié)，由此，能夠保證燃料電池發(fā)動機的性能，避免燃料電池發(fā)動機的啟動時間延長，即，基于此方法實現(xiàn)燃料電池發(fā)動機的冷啟動，其無需采用電加熱器也能夠迅速提升燃料電池堆內(nèi)部溫度，燃料電池發(fā)動機啟動耗能比較低、啟動等待時間比較短。

技術(shù)特征：

1.一種燃料電池發(fā)動機冷啟動方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池發(fā)動機冷啟動方法，其特征在于，所述燃料電池堆(3)間隔8s-12s輸出一次電流，且每次輸出電流1s-2s。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池發(fā)動機冷啟動方法，其特征在于，在接收到冷啟動命令后，還控制發(fā)動機的冷卻液系統(tǒng)(4)啟動，其中，所述冷卻液系統(tǒng)(4)中的冷卻液在與所述空氣系統(tǒng)(1)中的熱空氣換熱之后輸入至所述燃料電池堆(3)內(nèi)部。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料電池發(fā)動機冷啟動方法，其特征在于，所述空氣系統(tǒng)(1)包括進氣管(11)、出氣管(12)、第一連接管(13)、空壓機(14)、中冷器(15)、進口節(jié)氣門(16)、出口節(jié)氣門(17)和第一電磁閥(18)；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料電池發(fā)動機冷啟動方法，其特征在于，所述冷卻液系統(tǒng)(4)包括進液管(41)、出液管(42)、第一回流管(43)、第二連接管(44)、三通閥(45)和冷卻泵(46)；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料電池發(fā)動機冷啟動方法，其特征在于，所述中冷器(15)包括殼體和散熱模塊，所述散熱模塊設(shè)于所述殼體內(nèi)，所述散熱模塊串聯(lián)在所述進氣管(11)上；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池發(fā)動機冷啟動方法，其特征在于，所述供氫系統(tǒng)(2)包括氫氣輸入管(21)、氫氣輸出管(22)、第二電磁閥(23)、比例閥(24)和引射器(25)；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃料電池發(fā)動機冷啟動方法，其特征在于，所述供氫系統(tǒng)(2)還包括分水器(26)和第二回流管(27)；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種燃料電池發(fā)動機冷啟動方法，包括如下步驟：在接收到冷啟動命令后，控制發(fā)動機的空氣系統(tǒng)、供氫系統(tǒng)啟動，通過空氣系統(tǒng)向燃料電池堆內(nèi)部通入熱空氣，并控制燃料電池堆間歇輸出預(yù)設(shè)電流。具體來說，本申請燃料電池發(fā)動機冷啟動方法，其通過空氣系統(tǒng)向燃料電池堆內(nèi)部通入熱空氣，熱空氣與燃料電池堆內(nèi)冷空氣發(fā)生熱對流作用，由此，能夠迅速提升燃料電池堆內(nèi)部溫度，與此同時，燃料電池堆間歇輸出預(yù)設(shè)電流，而燃料電池堆在輸出電流期間所發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)能夠產(chǎn)生的熱量，由此，可以一定程度地加熱燃料電池堆的膜電極，從而提升燃料電池堆內(nèi)部溫度。

技術(shù)研發(fā)人員：孫燦興,羅杏宜,易永鑫,鄭杪聰
受保護的技術(shù)使用者：國鴻氫能科技（嘉興）股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30