[发明专利]一种氢气循环泵的融冰冷启动系统及其冷启动方法

权利要求书

1.一种氢气循环泵的融冰冷启动系统，其特征在于，包括：氢气罐(1)、燃料电池、氢气循环泵(3)、螺旋氢气管道(5)、阀门A(10)、阀门B(12)和阀门C(6)；

所述燃料电池包括阳极(9)和阴极(17)，所述螺旋氢气管道(5)螺旋套设于所述氢气循环泵(3)的外壁，所述螺旋氢气管道(5)的一端与第一支管路的一端连接，所述螺旋氢气管道(5)的另一端与第二支管路的一端连接，所述氢气循环泵(3)与第三支管路的一端连接，所述所述第二支管路的另一端和所述第三支管路的另一端汇总成第四支管路，所述第四支管路的另一端和所述第一支管路的另一端汇总成主氢气管路与所述阳极(9)的出口连接；

所述第一支管路上设有所述阀门A(10)，所述第二支管路上设有阀门阀门B(12)，所述第四支管路上设有阀门C(6)。

2.根据权利要求1所述的氢气循环泵的融冰冷启动系统，其特征在于，所述螺旋氢气管道(5)沿轴向的长度为L，K＝1.1L_PUMP，其中L_PUMP为氢气循环泵(3)的长度。

3.根据权利要求1所述的氢气循环泵的融冰冷启动系统，其特征在于，所述螺旋氢气管道(5)的直径为D，其中D_PUMP为氢气循环泵(3)的宽度，H_PUMP为氢气循环泵(3)的高度。

4.根据权利要求1所述的氢气循环泵的融冰冷启动系统，其特征在于，还包括控制单元、以及与所述控制单元连接的氢气循环泵控制器(2)、阀门控制器A(11)、阀门控制器B(13)和阀门控制器C(7)，所述氢气循环泵控制器(2)用于控制所述氢气循环泵(3)，所述阀门控制器A(11)用于控制所述阀门A(10)，所述阀门控制器B(13)用于控制所述阀门B(12)，所述阀门控制器C(7)用于控制所述阀门C(6)。

5.根据权利要求1所述的氢气循环泵的融冰冷启动系统，其特征在于，还包括温度传感器(4)，用于监测所述氢气循环泵(3)内外的温度，所述温度传感器(4)与所述控制单元连接，所述控制单元根据所述温度传感器(4)传递的信号控制所述氢气循环泵(3)、阀门A(10)、阀门B(12)和阀门C(6)的启闭。

6.根据权利要求5所述的氢气循环泵的融冰冷启动系统，其特征在于，还包括夹钳式流量传感器(14)，所述氢气循环泵(3)上设有排水管路，所述夹钳式流量传感器(14)设置于所述氢气循环泵(3)的排水管路上，所述夹钳式流量传感器(14)与所述控制单元连接，所述控制单元根据所述夹钳式流量传感器(14)传递的信号控制所述氢气循环泵(3)、阀门A(10)、阀门B(12)和阀门C(6)的启闭。

7.根据权利要求6所述的氢气循环泵的融冰冷启动系统，其特征在于，还包括压力传感器(16)，所述压力传感器(16)用于监测所述螺旋氢气管道(5)内部的气压，所述压力传感器(16)与所述控制单元连接，所述控制单元根据所述压力传感器(16)传递的信号控制所述阀门C(6)和所述阀门B(12)的启闭。

8.根据权利要求1所述的氢气循环泵的融冰冷启动系统，其特征在于，所述氢气罐(1)通过所述氢气管道(8)与所述阳极(9)的进口连接，所述阴极(17)的出口与第一水管路(15)连接。

9.根据权利要求6所述的氢气循环泵的融冰冷启动系统，其特征在于，所述排水管路和所述第一水管路(15)汇总至主水管路。

10.根据权利要求7所述的氢气循环泵的融冰冷启动系统的冷启动方法，其特征在于，包括：

步骤一：控制单元判断温度传感器(4)的测量值是否小于等于0℃，若是，则进行步骤二，若否，则进行步骤四；

步骤二：控制单元控制氢气循环泵(3)处于关闭状态，关闭阀门C(6)和阀门B(12)，开启阀门A(10)；

步骤三：燃料电池PEM运行一定时间后，判断温度传感器(4)测量值大于0℃时，若是，则进行步骤四，若否，则返回步骤二；

步骤四：判断夹钳式流量传感器(14)的测量值是否小于设置值，若是，则开启氢气循环泵(3)及阀门B(12)，关闭阀门A(10)，继续进行步骤五，若否，则返回步骤三；

步骤五：当压力传感器(16)的测量值小于0Pa时，控制阀门C(6)开启，阀门B(12)关闭。