[发明专利]一种燃料电池动力系统组合低温冷启动装置及控制方法

摘要

本发明属于燃料电池启动装置技术领域，涉及一种燃料电池动力系统组合低温冷启动装置及控制方法，解决燃料电池于低温状态下采用不同的加热方式来应对难以启动的问题，从而使燃料电池稳定的运行。该组合低温冷启动装置具备：温度传感器a、电加热器、冷却液循环泵a、动力电池和电加热器用于电加热器加热启动模式；温度传感器b、冷却液循环泵b、燃烧气加热器和燃料电池堆用于高温燃气加热启动模式；温度传感器c、混合气加热器和燃料电池堆用于燃料电池堆电极催化加热启动模式；本发明还提供了该燃料电池动力系统组合低温冷启动装置的控制方法，通过检测温度，选择不同的启动模式。

主权项

1.一种燃料电池动力系统组合低温冷启动装置，其特征在于，所述的燃料电池动力系统组合低温冷启动装置主要由冷却液管路a(1)、温度传感器a(2)、电加热器(3)、冷却液循环泵a(4)、冷却液管路b(5)、电控通断阀a(6)、冷却液管路c(7)、冷却液箱(8)、电控通断阀b(9)、电控通断阀c(10)、冷却液管路d(11)、温度传感器b(12)、冷却液循环泵b(13)、冷却液管路e(14)、燃烧气加热器(15)、燃烧气管路a(16)、电控三位两通阀a(17)、空气供给管a(18)、调压阀(19)、空气罐(20)、空气供给管b(21)、空气泵(22)、氢‑空混合气流通管a(23)、电控通断阀d(24)、燃烧气流通管a(25)、燃烧罐(26)、火花塞(27)、燃烧气流通管b(28)、混合气回流管a(29)、单向阀(30)、氢‑空混合气流通管b(31)、温度传感器c(32)、混合气加热器(33)、氢‑空混合气流通管c(34)、氢‑空混合气流通管d(35)、电控通断阀e(36)、混合罐(37)、氢‑空混合气流通管e(38)、空气供给管c(39)、氢气供给管a(40)、氢气罐(41)、手动温度压力调节阀(42)、电控通断阀f(43)、氢气供给管b(44)、电控通断阀g(45)、电控通断阀h(46)、空气供给管d(47)、电控三位两通阀b(48)、电控三位两通阀c(49)、氢循环管路a(50)、氢循环泵(51)、氢循环管路b(52)、水气分离器(53)、混合气回流管b(54)、燃料电池堆(55)、电控三位两通阀d(56)、电控通断阀i(57)、冷却液管路f(58)、冷却液管路g(59)、电控通断阀j(60)、调制控制器(61)、动力电池(62)和电控通断阀k(63)组成；冷却液管路a(1)一端与动力电池(62)的冷却液通道相连，二者间通过电控通断阀k(63)控制；冷却液管路a(1)另一端与冷却液循环泵a(4)入口端相连，二者间设有温度传感器a(2)和电加热器(3)；冷却液管路b(5)一端与冷却液循环泵a(4)出口端相通；冷却液管路b(5)另一端与冷却液箱(8)相连，其上设有电控通断阀a(6)；冷却液管路b(5)与冷却液管路c(7)十字相通，冷却液管路c(7)两端均与冷却液管路f(58)相连通，两端连通处分别通过电控通断阀i(57)和电控通断阀j(60)控制，冷却液管路c(7)上还设有电控通断阀b(9)；冷却液管路c(7)与冷却液管路d(11)十字相通；冷却液管路d(11)一端与冷却液箱(8)相连，其上设有电控通断阀c(10)；冷却液管路d(11)另一端与冷却液循环泵b(13)出口端相连，其上设有温度传感器b(12)；冷却液管路f(58)分为三个通路，一路与动力电池(62)的冷却液通道相连，二路与燃料电池堆(55)的冷却液通道相连，三路通过冷却液管路g(59)与冷却液箱(8)相通；冷却液管路e(14)一端与冷却液循环泵b(13)入口端相连，另一端与燃料电池堆(55)的冷却液通道相连通；冷却液管路e(14)上设有燃烧气加热器(15)，燃烧气加热器(15)通过燃烧气管路a(16)与燃烧罐(26)相连通；燃烧气流通管a(25)一端与混合气加热器(33)的燃烧气加热通道相连通；燃烧气流通管a(25)另一端与燃烧气管路a(16)相通，通过电控通断阀d(24)控制；燃烧气流通管b(28)一端与混合气加热器(33)的燃烧气加热通道相连通，另一端与燃烧罐(26)相连，燃烧罐(26)上设有火花塞(27)；氢‑空混合气流通管a(23)一端与混合气加热器(33)的混合气流动通道相连通，另一端与空气供给管a(18)相连通；空气供给管a(18)一端与燃料电池堆(55)的冷却液通道相通，另一端与空气罐(20)入口端相通；氢‑空混合气流通管a(23)和空气供给管a(18)的交汇处通过电控三位两通阀a(17)控制；空气供给管a(18)上设有调压阀(19)，用于控制空气罐(20)内的空气进入空气供给管a(18)；空气罐(20)通过空气供给管b(21)与空气泵(22)相连；氢‑空混合气流通管e(38)一端与混合气加热器(33)的混合气流动通道相通，另一端与氢气供给管b(44)相连通；氢气供给管b(44)一端与燃料电池堆(55)的冷却液通道相通，另一端与氢气罐(41)相通；氢气罐(41)与氢气供给管b(44)之间设有手动温度压力调节阀(42)和电控通断阀f(43)；氢‑空混合气流通管e(38)与氢气供给管b(44)的交汇处通过电控三位两通阀b(48)控制；混合气加热器(33)上设有温度传感器c(32)；混合罐(37)分为四个支路，一路通过氢‑空混合气流通管c(34)与混合气加热器(33)相通；二路通过串联的氢‑空混合气流通管b(31)和氢‑空混合气流通管d(35)，与燃烧罐(26)相通，氢‑空混合气流通管b(31)上设有单向阀(30)；三路与空气供给管d(47)的一端相通，空气供给管d(47)上设有电控通断阀h(46)；空气供给管d(47)的另一端与空气供给管a(18)相通；空气供给管d(47)通过空气供给管c(39)与混合气加热器(33)相通，空气供给管c(39)上设有电控通断阀e(36)；四路通过氢气供给管a(40)与氢气供给管b(44)相通，并通过电控通断阀g(45)控制；水气分离器(53)一端与燃料电池堆(55)的冷却液通道相连，另一端混合气回流管b(54)相通；混合气回流管b(54)一端与燃料电池堆(55)的冷却液通道相连，通过电控三位两通阀d(56)控制；混合气回流管b(54)另一端与氢循环泵(51)相连；混合气回流管a(29)一端与氢循环泵(51)相连，另一端与燃烧罐(26)相连；氢循环管路a(50)一端与氢气供给管b(44)相通，连通处靠近燃料电池堆(55)的冷却液通道；氢循环管路a(50)另一端与混合气回流管a(29)相通，氢循环管路a(50)与混合气回流管a(29)的交汇处通过电控三位两通阀c(49)控制；燃料电池堆(55)与动力电池(62)的正负极分别通过电线线路与调制控制器(61)相连；温度传感器a(2)、电加热器(3)、冷却液循环泵a(4)、电控通断阀a(6)、电控通断阀b(9)、电控通断阀c(10)、温度传感器b(12)、冷却液循环泵b(13)、电控三位两通阀a(17)、空气泵(22)、火花塞(27)、温度传感器c(32)、电控通断阀e(36)、电控通断阀h(46)、电控三位两通阀b(48)、电控三位两通阀c(49)、氢循环泵(51)和电控三位两通阀d(56)分别通过电线线路与调制控制器(61)相连。