[發明專利]低溫冷啟動的裝置及方法

在審

• 申請號: 201811600982.2
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109686999A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 閆仕釗;趙瑩;郗富強;陳賓;劉曉輝;張學偉;王曉陽
• 申請（專利權）人: 濰柴動力股份有限公司
• 主分類號: H01M8/04029
• 分類號: H01M8/04029;H01M8/04225
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 丁曼曼;王寶筠

本發明提供一種低溫冷啟動的裝置及方法，該裝置中冷卻系統以及加熱器均設置在燃料電池電堆的冷卻液出口和冷卻液進口之間，冷卻系統和燃料電池電堆形成冷卻液的主循環回路，加熱器和燃料電池電堆形成冷卻液的副循環回路，分別在主循環回路和副循環回路中設置切換裝置，并設置與切換裝置、加熱器連接的控制裝置，在燃料電池發動機處于低溫冷啟動狀態，控制切換裝置將冷卻液的循環回路由主循環回路切換為副循環回路，并控制加熱器僅對副循環回路中的冷卻液加熱。利用加熱器僅對副循環回路中現存的少量冷卻液進行加熱，通過不斷循環，可以快速將燃料電池電堆的溫度升至起堆溫度，縮短了冷啟動時間。

技術領域

本發明屬于燃料電池技術領域，尤其涉及一種低溫冷啟動的裝置及方法。

背景技術

燃料電池具有功率密度高，開關能力好等多種優勢，但其低溫冷啟動性能較差。

現有技術中為了解決燃料電池低溫冷啟動性能差的問題，采用在燃料電池的冷卻系統中加入一個加熱器，在低溫冷啟動階段，先使冷卻系統運轉，形成冷卻液的循環回路，通過加入的加熱器對循環回路中的冷卻液進行加熱，以使循環回路中冷卻液的溫度升至燃料電池的起堆溫度。

這種加熱方式需要較長時間才能將整個循環回路中的冷卻液加熱到燃料電池電堆的起堆溫度。導致低溫冷啟動時間長。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種低溫冷啟動的裝置及方法，以解決現有技術低溫冷啟動時間長的問題。

技術方案如下：

本發明提供一種低溫冷啟動的裝置，應用于燃料電池發動機系統，包括：

設置于燃料電池發動機系統中燃料電池電堆的冷卻液出口和冷卻液進口之間的冷卻系統，所述冷卻系統和所述燃料電池電堆形成冷卻液的主循環回路；

設置于所述燃料電池電堆的冷卻液出口和冷卻液進口之間的加熱器，所述加熱器和所述燃料電池電堆形成冷卻液的副循環回路；

所述主循環回路和所述副循環回路上分別設置有切換裝置；

與所述加熱器、切換裝置連接的控制裝置，所述控制裝置用于在燃料電池發動機處于低溫冷啟動狀態，控制所述切換裝置將冷卻液的循環回路由主循環回路切換為副循環回路并控制所述加熱器對冷卻液進行加熱。

優選地，所述切換裝置為三通閥，其中，所述主循環回路和所述副循環回路上分別設置有切換裝置包括：

在所述燃料電池電堆的冷卻液出口處設置第一三通閥；所述第一三通閥的輸入端連接所述燃料電池電堆的冷卻液出口，所述第一三通閥的第一輸出端連接所述冷卻系統的第一端，所述第一三通閥的第二輸出端連接所述加熱器的第一端；

在所述燃料電池電堆的冷卻液進口處設置第二三通閥；所述第二三通閥的輸入端連接所述燃料電池電堆的冷卻液進口，所述第二三通閥的第一輸出端連接所述冷卻系統的第二端，所述第一三通閥的第二輸出端連接所述加熱器的第二端。

優選地，所述切換裝置為開關閥；

其中，所述主循環回路和所述副循環回路上分別設置有切換裝置包括：

在所述主循環回路的冷卻系統兩端分別設置一個開關閥；

在所述副循環回路的加熱器兩端分別設置一個開關閥。

優選地，還包括：

設置在所述燃料電池電堆的冷卻液出口或冷卻液出口位置處，與所述控制裝置連接的溫度傳感器；

所述溫度傳感器用于檢測所述燃料電池電堆的溫度，并發送至所述控制裝置，使得所述控制裝置根據所述燃料電池電堆的溫度確定所述燃料電池發動機是否處于低溫冷啟動狀態。

優選地，所述控制裝置還用于：