用于燃料电池系统的启动方法和系统与流程

本申请涉及电池领域，具体而言，涉及用于燃料电池系统的启动方法和系统。

背景技术：

1、燃料电池是一种主要通过氧化还原反应，直接将燃料中的化学能转换成电能的发电装置。

2、最常见的燃料电池是氢燃料电池（质子交换膜燃料电池）。氢燃料电池工作时，阳极的氢气在催化剂的作用下分解出氢离子和电子，氢离子通过质子交换膜到达阴极，电子则沿着外部电路到达阴极（正极）产生电流，而在阴极，空气中的氧气与氢离子、电子反应生成水。氢燃料电池只需要提供稳定的氢气和氧气，即可连续不断的提供稳定电能。

3、燃料电池由于具有零污染、高效率、续航里程长的优点而被广泛应用于汽车领域。与传统燃油车上的发动机相同，当采用燃料电池用作汽车动力源时，也需要相应的辅助系统，因此，燃料电池及其相应的辅助系统可以被称为燃料电池系统。燃料电池车上的燃料电池系统也称为燃料电池发动机，主要由燃料电池电堆、空气供应系统、氢气供应系统、冷却系统、配电管理系统和控制器等组成。

4、然而，在低温条件下，燃料电池的系统核心零部件燃料电池电堆将直面冰冻，电堆膜电极上的催化剂及质子交换膜一旦被冰覆盖，燃料电池的启动反应性能就受到直接影响。如冷冻情况严重，燃料电池甚至会完全无法发生反应，并造成膜电极不可恢复性的损坏。

技术实现思路

1、本申请提供了一种用于燃料电池系统的启动方法和系统，其能够有效降低燃料电池系统在低温冻结状态下的启动时间，节省启动燃料电池系统所需的能量。

2、根据本申请的第一方面，提供一种用于燃料电池系统的启动方法，所述启动方法包括首次启动步骤和持续启动步骤；

3、所述首次启动步骤包括：使所述燃料电池系统加热；在所述燃料电池系统加热之后确定所述燃料电池系统是否存在冻结；并且在所述燃料电池系统存在冻结的情况下，执行所述持续启动步骤；以及

4、所述持续启动步骤包括：使所述燃料电池系统加热；并且在所述燃料电池系统加热的同时持续地确定所述燃料电池系统是否存在冻结，以及在所述燃料电池系统不存在冻结的情况下，停止所述燃料电池系统的加热。

5、在本申请的第一方面的实施例中，可选地，确定所述燃料电池系统是否存在冻结包括：检查所述燃料电池系统是否能够正常启动。

6、在本申请的第一方面的实施例中，可选地，所述燃料电池系统包括燃料电池电堆和加热器；以及所述加热所述燃料电池系统包括：利用所述加热器对所述燃料电池电堆进行加热。

7、在本申请的第一方面的实施例中，可选地，所述加热器设置在所述燃料电池电堆的阴极侧和阳极侧，并且所述加热器是低压加热器。

8、在本申请的第一方面的实施例中，可选地，确定所述燃料电池系统是否存在冻结包括：检查所述燃料电池电堆的阳极和阴极的功能是否正常。根据本申请的第二方面，提供一种用于燃料电池系统的启动系统，所述启动系统包括首次启动模块和持续启动模块，所述首次启动模块与所述持续启动模块通信地连接；

9、所述首次启动模块配置成：使所述燃料电池系统加热；在所述燃料电池系统加热之后确定所述燃料电池系统是否存在冻结；并且在所述燃料电池系统存在冻结的情况下，激活所述持续启动模块；以及

10、所述持续启动模块配置成：使所述燃料电池系统加热；并且在所述燃料电池系统加热的同时持续地确定所述燃料电池系统是否存在冻结，以及在所述燃料电池系统不存在冻结的情况下，停止所述燃料电池系统的加热。

11、在本申请的第二方面的实施例中，可选地，确定所述燃料电池系统是否存在冻结包括：检查所述燃料电池系统是否能够正常启动。

12、在本申请的第二方面的实施例中，可选地，所述燃料电池系统包括燃料电池电堆和加热器；以及加热所述燃料电池系统包括：利用所述加热器对所述燃料电池电堆进行加热。

13、在本申请的第二方面的实施例中，可选地，所述加热器设置在所述燃料电池电堆的阴极侧和阳极侧，并且所述加热器是低压加热器。

14、在本申请的第二方面的实施例中，可选地，确定所述燃料电池系统是否存在冻结包括：检查所述燃料电池电堆的阳极和阴极的功能是否正常。根据本申请的第三方面，提供一种用于燃料电池系统的启动系统，所述启动系统包括存储器和处理器。所述存储器配置成存储指令，所述处理器配置成执行所述指令使得所述启动系统执行如上文第一方面所述的任意一种启动方法。

15、根据本申请的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令由处理器执行时，使得所述处理器执行如上文第一方面所述的任意一种启动方法。

16、根据本申请的第五方面，提供一种燃料电池系统，所述燃料电池系统包括如上文第二方面和第三方面所述的任意一种启动系统。

17、根据本申请的第六方面，提供一种车辆，所述车辆包括如上文第五方面所述的燃料电池系统。

18、本申请的用于燃料电池系统的启动方法和系统利用改进的启动策略，将燃料电池系统在低温冻结状态下的启动步骤分成首次启动步骤和持续启动步骤，从而有效地降低了启动时间，节省了启动燃料电池系统所需的能量。

技术特征：

1.一种用于燃料电池系统的启动方法（100），其特征在于，所述启动方法（100）包括首次启动步骤和持续启动步骤；

2. 根据权利要求1所述的启动方法（100），其特征在于，确定所述燃料电池系统是否存在冻结包括：检查所述燃料电池系统是否能够正常启动。

3.根据权利要求1所述的启动方法（100），其特征在于，所述燃料电池系统包括燃料电池电堆和加热器；以及

4.根据权利要求3所述的启动方法（100），其特征在于，确定所述燃料电池系统是否存在冻结包括：检查所述燃料电池电堆的阳极和阴极的功能是否正常。

5.一种用于燃料电池系统的启动系统（300），其特征在于，所述启动系统（300）包括首次启动模块（310）和持续启动模块（320），所述首次启动模块（310）与所述持续启动模块（320）通信地连接；

6. 根据权利要求5所述的启动系统（300），其特征在于，确定所述燃料电池系统是否存在冻结包括：检查所述燃料电池系统是否能够正常启动。

7.根据权利要求5所述的启动系统（300），其特征在于，所述燃料电池系统包括燃料电池电堆和加热器；以及

8. 一种用于燃料电池系统的启动系统（400），其特征在于，所述启动系统（400）包括：

9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，其特征在于，当所述指令由处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-4中任一项所述的启动方法。

10.一种燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统包括如权利要求5-8所述的启动系统（300；400）。

技术总结
本申请涉及用于燃料电池系统的启动方法和系统，所述启动方法包括首次启动步骤和持续启动步骤。所述首次启动步骤包括：加热所述燃料电池系统；在加热之后判断所述燃料电池系统是否存在冻结；并且在所述燃料电池系统存在冻结的情况下，执行所述持续启动步骤。所述持续启动步骤包括：加热所述燃料电池系统；并且在加热的同时持续地判断所述燃料电池系统是否存在冻结，以及在所述燃料电池系统不存在冻结的情况下，停止所述燃料电池系统的加热。本申请的启动方法和系统降低了燃料电池系统在低温冻结状态下的启动时间，有效节省了启动燃料电池系统所需的能量。

技术研发人员：S·帕塔帕拉巴诺亚拉杰
受保护的技术使用者：罗伯特·博世有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27