[发明专利]燃料电池车辆的使用冷却水加热器的供气装置

说明书

本发明提供一种燃料电池车辆的使用冷却水加热器的供气装置，该装置可以有效减少燃料电池车辆的冷起动时间并且可以在燃料电池车辆的冷停机(CSD)中有效去除燃料电池堆中的水分。在该供气装置中，形成有从第一供气管线分岔的旁通流动路径，其中第一供气管线连接在用于供应空气到燃料电池堆的鼓风机与用于将供应到燃料电池堆的空气加湿的加湿器之间。旁通流动路径使从鼓风机排出的空气绕过加湿器而穿过冷却水加热器然后被供应到燃料电池堆。

技术领域

本发明涉及燃料电池车辆的使用冷却水加热器的供气装置，更具体地，涉及这样一种燃料电池车辆的使用冷却水加热器的供气装置：该装置可有效减少燃料电池车辆的冷起动时间并且在燃料电池车辆的冷停机(Cold shut down，缩写为CSD)中可有效去除燃料电池堆中的水分。

背景技术

近来，汽车制造商对作为绿色车辆的氢燃料电池车辆具有极大兴趣。关于氢燃料电池车辆发展的许多问题仍有待解决。在这些问题中，尤其困难的问题是保证冷起动能力。

为促进燃料电池车辆的冷起动，在燃料电池车辆的冷起动中冷却水不循环到燃料电池堆。这是为了允许冷却水不流入燃料电池堆的目的。因此，作为冷却水循环的关键组件的冷却水加热器(即，用于加热冷却水的加热器)在冷起动中被关掉，并且冷起动由于加热器不运行而被延迟。

在此情况下，通过运行鼓风机等消耗燃料电池堆的电流，以便引起燃料电池堆发热。这就会有通过排气口造成噪音及能量损失的问题。

在现有的燃料电池车辆的冷停机(CSD)中，通过将穿过鼓风机和加湿器的空气根据冷却水的温度可变地供应到燃料电池堆，来去除在驾驶期间生成的水分。在此情况下，当水分不能像空气一样有效地从燃料电池堆中排出时，这就对燃料电池车辆随后的冷起动具有不利影响。

具体地，如果在燃料电池车辆的冷起动中供应到燃料电池堆的空气通过穿过加湿器而被冷却，则燃料电池堆和空气的升温速度就减小。因此，燃料电池车辆的冷起动被延迟，其中燃料电池堆的冷起动基于冷却水和空气的出口温度来完成。

在泵-加热器-燃料电池堆串联(inline)连接冷却系统的回路结构中，如果在冷起动或再生制动中运行加热器，由于只要冷却水不循环就会过度加热，因而就会造成加热器被损坏的问题。

发明内容

本发明提供一种燃料电池车辆的使用冷却水加热器的供气装置，其中通过与供气系统一起使用燃料电池冷却系统的冷却水加热器，在燃料电池车辆的冷起动中冷却水和空气的温度同时升高，使得燃料电池车辆的冷起动时间可有效减少。

本发明还提供一种燃料电池车辆的使用冷却水加热器的供气装置，通过在燃料电池车辆的冷停机(CSD)中用冷却水加热器来升高空气的温度，该装置可有效去除燃料电池堆内部的水分，并且通过在燃料电池车辆再生制动中冷却水不循环的条件下在泵-加热器-燃料电池堆的冷却系统的回路结构中有效冷却加热器，该装置可有效改善燃料电池车辆的整体性能。

一方面，本发明提供一种燃料电池车辆的使用冷却水加热器的供气装置，其中形成有从第一供气管线分岔的旁通流动路径，并且其中该旁通流动路径使从鼓风机排出的空气绕过加湿器而穿过冷却水加热器然后被供应到燃料电池堆，其中第一供气管线连接在用于供应空气到燃料电池堆的鼓风机与用于将供应到燃料电池堆的空气加湿的加湿器之间。

在一个示例性实施例中，用于在旁通流动路径与第一供气管线之间连接的气流控制阀可以被提供给第一供气管线。该气流控制阀可控制从鼓风机中排出的空气的流向。

在另一个示例性实施例中，气流控制阀可关闭旁通流动路径并打开第一供气管线，使得从鼓风机排出的空气通过加湿器流入燃料电池堆中，或者气流控制阀可打开旁通流动路径并关闭第一供气管线，使得从鼓风机排出的空气绕过加湿器通过冷却水加热器流入燃料电池堆。