燃料电池冷启动系统的制作方法

本申请涉及燃料电池，特别涉及一种燃料电池冷启动系统。

背景技术：

1、当燃料电池处于温度零下的环境中，燃料电池反应所生成的物水会因低温而冻结，所形成的冰滞留在燃料电池的部件或管道中，将影响电堆的进气和排气，进而导致燃料电池性能下降，无法启动燃料电池。

2、相关技术中，一般是依靠设置ptc水加热器以对燃料电池系统进行加热，但受限于ptc水加热器的发热功率，通常燃料电池系统实现冷启动的时间需要15-20分钟，降低了燃料电池系统的工作效率。如何缩短燃料电池系统冷启动的时间，提高燃料电池系统的工作效率，是当下亟待讨论和解决的问题。

技术实现思路

1、本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种燃料电池冷启动系统，能够缩短燃料电池系统冷启动的时间，提高燃料电池系统的工作效率。

2、根据本申请实施例的燃料电池冷启动系统，包括：

3、电堆，所述电堆外部设有封装箱体；

4、空气进气管路，所述空气进气管路包括依次连接的空气过滤器、空压机、控制部件、中冷器和加湿器，且所述加湿器的排气口和所述电堆的进气口连通；

5、氢气进气管路,所述氢气进气管路的排气口和所述电堆的进气口连接；

6、电堆加热管路，所述电堆加热管路的进气口和所述控制部件的一端连接，所述电堆加热管路的出气口和所述电堆外部的封装箱体连接，或和所述氢气进气管路连接；其中，当所述电堆加热管路的出气口和所述电堆外部的封装箱体连接，所述电堆加热管路用于将空压机输出的加热的空气传输给所述电堆外部的封装箱体以对所述电堆进行加热；当所述电堆加热管路的出气口和所述氢气进气管路连接，所述电堆加热管路用于将空压机输出的加热的空气传输给所述氢气进气管路以对氢气进行加热。

7、根据本申请实施例的燃料电池冷启动系统，至少具有如下有益效果：本申请通过设置电堆加热管路，电堆加热管路的进气口和控制部件的一端连接，电堆加热管路的出气口和电堆外部的封装箱体连接，或和氢气进气管路连接，在燃料电池系统冷启动时，电堆加热管路能够实现将空压机输出的加热的空气传输给电堆外部的封装箱体以对电堆进行加热，或实现将空压机输出的加热的空气传输给氢气进气管路以对氢气进行加热，在短时间内提高燃料电池系统内部的温度，缩短了燃料电池系统冷启动的时间，提高了燃料电池系统的工作效率。

8、根据本申请的一些实施例，还包括电堆排气管路，所述电堆排气管路包括依次连接的加湿器、背压阀、混合室和消音器，用于排出所述电堆中的湿空气，其中，所述加湿器的另一端和所述电堆的出气口连接，所述消音器的另一端和外部连通。

9、根据本申请的一些实施例，还包括气液分离管路，所述气液分离管路包括气液分离器、氢气循环泵和至少一个排水阀，所述气液分离器的一端和所述电堆的出液口连接，所述气液分离器的另一端分别和所述排水阀的一端、所述氢气循环泵的一端连接，所述排水阀的另一端和所述混合室的一端连接，用于将所述气液分离器分离出的液体传输给所述混合室，所述氢气循环泵的另一端和所述氢气进气管路连通，用于将所述气液分离器分离出的氢气传输给所述氢气进气管路。

10、根据本申请的一些实施例，所述排水阀外部设有封装箱体，所述电堆加热管路包括第一二通阀和第二二通阀，其中，所述第一二通阀的两端分别连接所述控制部件和所述电堆，用于将所述空压机输出的加热的空气传输给所述电堆外部的封装箱体，所述第二二通阀的两端分别连接所述控制部件和所述排水阀外部的封装箱体，用于将所述空压机输出的加热的空气传输给所述排水阀外部的封装箱体。

11、根据本申请的一些实施例，所述控制部件为三通阀。

12、根据本申请的一些实施例，所述氢气进气管路包括依次连接的氢气源、过滤器和至少一个第三二通阀，其中，所述第三二通阀的另一端和所述电堆的进气口连接，用于将所述氢气源输出的氢气传输给所述电堆。

13、根据本申请的一些实施例，所述电堆加热管路包括换热器，所述换热器的第一端和所述控制部件的一端连接，所述换热器的第二端和外部连通，所述换热器的第三端和所述第三二通阀的另一端连接，所述换热器的第四端和所述电堆的进气口连接，所述换热器用于通过所述空压机传输的加热的空气对所述氢气源输出的氢气进行加热。

14、根据本申请的一些实施例，所述换热器的第四端还和所述氢气循环泵的另一端连接，用于通过所述空压机传输的加热的空气对所述氢气循环泵传输的氢气进行加热。

15、根据本申请的一些实施例，所述控制部件为节温器。

16、根据本申请的一些实施例，所述电堆加热管路还包括温度传感器，所述温度传感器和所述控制部件的一端连接，用于监测所述空压机输出的加热的空气的温度。

17、本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种燃料电池冷启动系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的燃料电池冷启动系统，其特征在于，还包括电堆排气管路，所述电堆排气管路包括依次连接的加湿器、背压阀、混合室和消音器，用于排出所述电堆中的湿空气，其中，所述加湿器的另一端和所述电堆的出气口连接，所述消音器的另一端和外部连通。

3.根据权利要求2所述的燃料电池冷启动系统，其特征在于，还包括气液分离管路，所述气液分离管路包括气液分离器、氢气循环泵和至少一个排水阀，所述气液分离器的一端和所述电堆的出液口连接，所述气液分离器的另一端分别和所述排水阀的一端、所述氢气循环泵的一端连接，所述排水阀的另一端和所述混合室的一端连接，用于将所述气液分离器分离出的液体传输给所述混合室，所述氢气循环泵的另一端和所述氢气进气管路连通，用于将所述气液分离器分离出的氢气传输给所述氢气进气管路。

4.根据权利要求3所述的燃料电池冷启动系统，其特征在于，所述排水阀外部设有封装箱体，所述电堆加热管路包括第一二通阀和第二二通阀，其中，所述第一二通阀的两端分别连接所述控制部件和所述电堆，用于将所述空压机输出的加热的空气传输给所述电堆外部的封装箱体，所述第二二通阀的两端分别连接所述控制部件和所述排水阀外部的封装箱体，用于将所述空压机输出的加热的空气传输给所述排水阀外部的封装箱体。

5.根据权利要求4所述的燃料电池冷启动系统，其特征在于，所述控制部件为三通阀。

6.根据权利要求3所述的燃料电池冷启动系统，其特征在于，所述氢气进气管路包括依次连接的氢气源、过滤器和至少一个第三二通阀，其中，所述第三二通阀的另一端和所述电堆的进气口连接，用于将所述氢气源输出的氢气传输给所述电堆。

7.根据权利要求6所述的燃料电池冷启动系统，其特征在于，所述电堆加热管路包括换热器，所述换热器的第一端和所述控制部件的一端连接，所述换热器的第二端和外部连通，所述换热器的第三端和所述第三二通阀的另一端连接，所述换热器的第四端和所述电堆的进气口连接，所述换热器用于通过所述空压机传输的加热的空气对所述氢气源输出的氢气进行加热。

8.根据权利要求7所述的燃料电池冷启动系统，其特征在于，所述换热器的第四端还和所述氢气循环泵的另一端连接，用于通过所述空压机传输的加热的空气对所述氢气循环泵传输的氢气进行加热。

9.根据权利要求8所述的燃料电池冷启动系统，其特征在于，所述控制部件为节温器。

10.根据权利要求1所述的燃料电池冷启动系统，其特征在于，所述电堆加热管路还包括温度传感器，所述温度传感器和所述控制部件的一端连接，用于监测所述空压机输出的加热的空气的温度。

技术总结
本申请公开了一种燃料电池冷启动系统，涉及燃料电池技术领域，包括：电堆，电堆外部设有封装箱体；空气进气管路，空气进气管路包括依次连接的空气过滤器、空压机、控制部件、中冷器和加湿器，且加湿器的排气口和电堆的进气口连通；氢气进气管路,氢气进气管路的排气口和电堆的进气口连接；电堆加热管路，电堆加热管路的进气口和控制部件的一端连接，电堆加热管路的出气口和电堆外部的封装箱体连接，或和氢气进气管路连接。本申请的燃料电池冷启动系统能够缩短燃料电池系统冷启动的时间，提高燃料电池系统的工作效率。

技术研发人员：郭跃新,曹桂军,吴苗丰,宁雷,朱兴旺
受保护的技术使用者：深圳市氢蓝时代动力科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15