[发明专利]低温冷启动的装置及方法

说明书

本发明提供一种低温冷启动的装置及方法，该装置中冷却系统以及加热器均设置在燃料电池电堆的冷却液出口和冷却液进口之间，冷却系统和燃料电池电堆形成冷却液的主循环回路，加热器和燃料电池电堆形成冷却液的副循环回路，分别在主循环回路和副循环回路中设置切换装置，并设置与切换装置、加热器连接的控制装置，在燃料电池发动机处于低温冷启动状态，控制切换装置将冷却液的循环回路由主循环回路切换为副循环回路，并控制加热器仅对副循环回路中的冷却液加热。利用加热器仅对副循环回路中现存的少量冷却液进行加热，通过不断循环，可以快速将燃料电池电堆的温度升至起堆温度，缩短了冷启动时间。

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，尤其涉及一种低温冷启动的装置及方法。

背景技术

燃料电池具有功率密度高，开关能力好等多种优势，但其低温冷启动性能较差。

现有技术中为了解决燃料电池低温冷启动性能差的问题，采用在燃料电池的冷却系统中加入一个加热器，在低温冷启动阶段，先使冷却系统运转，形成冷却液的循环回路，通过加入的加热器对循环回路中的冷却液进行加热，以使循环回路中冷却液的温度升至燃料电池的起堆温度。

这种加热方式需要较长时间才能将整个循环回路中的冷却液加热到燃料电池电堆的起堆温度。导致低温冷启动时间长。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种低温冷启动的装置及方法，以解决现有技术低温冷启动时间长的问题。

技术方案如下：

本发明提供一种低温冷启动的装置，应用于燃料电池发动机系统，包括：

设置于燃料电池发动机系统中燃料电池电堆的冷却液出口和冷却液进口之间的冷却系统，所述冷却系统和所述燃料电池电堆形成冷却液的主循环回路；

设置于所述燃料电池电堆的冷却液出口和冷却液进口之间的加热器，所述加热器和所述燃料电池电堆形成冷却液的副循环回路；

所述主循环回路和所述副循环回路上分别设置有切换装置；

与所述加热器、切换装置连接的控制装置，所述控制装置用于在燃料电池发动机处于低温冷启动状态，控制所述切换装置将冷却液的循环回路由主循环回路切换为副循环回路并控制所述加热器对冷却液进行加热。

优选地，所述切换装置为三通阀，其中，所述主循环回路和所述副循环回路上分别设置有切换装置包括：

在所述燃料电池电堆的冷却液出口处设置第一三通阀；所述第一三通阀的输入端连接所述燃料电池电堆的冷却液出口，所述第一三通阀的第一输出端连接所述冷却系统的第一端，所述第一三通阀的第二输出端连接所述加热器的第一端；

在所述燃料电池电堆的冷却液进口处设置第二三通阀；所述第二三通阀的输入端连接所述燃料电池电堆的冷却液进口，所述第二三通阀的第一输出端连接所述冷却系统的第二端，所述第一三通阀的第二输出端连接所述加热器的第二端。

优选地，所述切换装置为开关阀；

其中，所述主循环回路和所述副循环回路上分别设置有切换装置包括：

在所述主循环回路的冷却系统两端分别设置一个开关阀；

在所述副循环回路的加热器两端分别设置一个开关阀。

优选地，还包括：

设置在所述燃料电池电堆的冷却液出口或冷却液出口位置处，与所述控制装置连接的温度传感器；

所述温度传感器用于检测所述燃料电池电堆的温度，并发送至所述控制装置，使得所述控制装置根据所述燃料电池电堆的温度确定所述燃料电池发动机是否处于低温冷启动状态。

优选地，所述控制装置还用于：