[发明专利]防冷冻燃料电池冷启动系统、燃料电池系统及融冰方法

权利要求书

1.一种防冷冻燃料电池冷启动系统，其特征在于，包括：

控制器(1)；

空气压缩机(2)，空气压缩机(2)包括将新气压缩后送往一电堆(5)的空压机压端(21)以及利用由电堆(5)排放的废气使自身运转的空压机涡端(22)，空压机涡端(22)包括涡壳(221)和涡轮，涡轮转动设置于涡壳(221)并且同轴连接于空压机压端(21)；

融冰装置(3)，融冰装置(3)包括加热端，加热端设于涡壳(221)并且受控于控制器(1)以消融位于涡壳(221)和涡轮的间隙处的冰晶。

2.根据权利要求1所述的防冷冻燃料电池冷启动系统，其特征在于：所述防冷冻燃料电池冷启动系统还包括与电堆(5)循环连通的冷却系统(4)；所述加热端为融冰套(31)，融冰套(31)包覆于涡壳(221)的外周处，融冰套(31)通过融冰管路(32)与冷却系统(4)循环连通。

3.根据权利要求2所述的防冷冻燃料电池冷启动系统，其特征在于：所述融冰管路(32)上设有开关阀(33)和冷却液电热器(34)，开关阀(33)和冷却液电热器(34)均与控制器(1)通信连接。

4.根据权利要求2所述的防冷冻燃料电池冷启动系统，其特征在于：所述融冰套(31)具有多个进液口(311)和多个出液口(312)，进液口(311)和出液口(312)沿融冰套(31)的周向布置，所有进液口(311)和所有出液口(312)均连通于融冰管路(32)。

5.根据权利要求1所述的防冷冻燃料电池冷启动系统，其特征在于：所述加热端为电热丝组件(35)，电热丝组件(35)贴设于涡壳(221)，电热丝组件(35)与控制器(1)通信连接。

6.一种燃料电池系统，其特征在于，包括：

如权利要求1至权利要求5任一项所述的防冷冻燃料电池冷启动系统；

电堆(5)，电堆(5)分别与空压机压端(21)和空压机涡端(22)连通。

7.一种采用如权利要求1至权利要求5任一项所述防冷冻燃料电池冷启动系统的融冰方法，其特征在于，包括如下步骤：

基于空气压缩机(2)的启动扭矩或转速响应，控制器(1)判断涡壳(221)和涡轮之间是否被冻结，若是，则控制器(1)启动融冰装置(3)，加热端对涡壳(221)进行加热以消融位于涡壳(221)和涡轮的间隙处的冰晶，直至空气压缩机(2)的启动扭矩和转速响应恢复至预设标准值。

8.根据权利要求7所述的融冰方法，其特征在于：所述融冰方法还包括如下步骤：基于所述启动扭矩或转速响应与预设标准值的差值，控制器(1)确定融冰装置(3)的启动时刻和运行时长。

9.根据权利要求8所述的融冰方法，其特征在于：所述基于所述启动扭矩或转速响应与预设标准值的差值，控制器(1)确定融冰装置(3)的启动时刻和运行时长的步骤包括：

若在预设时长内空气压缩机(2)的转速持续为零并且空气压缩机(2)的扭矩高于正常扭矩，则判断涡壳(221)和涡轮被冻结。

10.根据权利要求7所述的融冰方法，其特征在于：所述融冰方法还包括：

在不同环境温度下，对融冰装置(3)的预设运行时长进行多次确定，记录在每种环境温度下对涡壳(221)加热所需的最短加热时间，最后将最短加热时间作为在对应环境温度条件下的预设运行时长。