[實用新型]一種用于燃料電池汽車冷啟動的系統

有效

• 申請號: 202021033187.2
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN212366009U
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 劉杰;衣豐艷;宋菊蘭;楊磊;秦騰
• 申請（專利權）人: 山東交通學院
• 主分類號: H01M8/04225
• 分類號: H01M8/04225;H01M8/04007;H01M8/04089;H01M8/04302;H01M8/0432;B60L58/31;B60L58/34
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一種用于燃料電池汽車冷啟動的系統主要包括：遙控器，中央控制器，與中央控制器通過線束連接的接收器、電動機、輔助電源裝置、第一加熱裝置、第二加熱裝置、燃料電池、溫度傳感器、距離傳感器，水泵，熱交換器，燃料電池加濕器，貯氫罐，空氣壓縮機。本實用新型所提供的用于燃料電池汽車冷啟動系統，有效縮短了燃料電池汽車冷啟動的時間。同時，系統中的中央控制器可根據溫度對比結果、距離比較結果，作為實施冷啟動控制的部分判定條，這有效避免因人為選擇模式錯誤所造成能源損耗，并且增加了冷啟動的有效性，避免了加熱時間過長造成的能源浪費問題和加熱時間過短導致的燃料電池內部結冰無法正常工作的問題。

技術領域

本實用新型涉及燃料電池領域，尤其涉及燃料電池低溫冷啟動領域。

背景技術

燃料電池在低溫下的性能會顯著降低，在低于0℃的環境中，燃料電池內質子交換膜中的水會結冰，從而導致質子交換膜鼓脹、破裂、穿孔等問題，同時，若燃料電池內的催化層發生凍結，電化學反應會因反應區域的冰封而停止。而且我國目前存在的燃料電池汽車未能實現冷啟動來降低車主等候時間，提高車主使用效率。

中國專利“一種基于渦流管加熱的燃料電池冷啟動系統”（授權號：CN209374567U）提出當環境溫度較低時，在渦流管中加熱即將進入燃料電池的空氣，加熱后的空氣進入電堆進行化學反應，并融化陰極結冰。但該專利中所提供的縮短燃料電池汽車冷啟動時間方法，未能提前啟用，增加了車主的等候時間，降低了燃料電池汽車的使用效率。

中國專利“具備低溫啟動保護的燃料電池系統” （授權號：CN210182491U）提供了保溫裝置保護氫氣循環泵，解決了在低溫下電堆運行時由于氫氣循環泵內部溫度較低導致結冰無法正常運行的問題，但該專利未考慮到當燃料電池汽車處于低溫環境時，燃料電池內部也會因結冰而無法正常工作的問題。

中國專利“用于遠程控制燃料電池電動車輛的裝置和方法”（申請號：201710785133.8）提供了一種用于氫燃料電池車輛的遠程啟動控制的方法，車主可自由選擇啟動模式，達到遠程操控的目的，但該發明中未能切實解決低溫環境中燃料電池內部結冰所導致的燃料電池汽車無法正常啟動的問題。

發明內容

本實用新型針對燃料電池處于低于0℃環境中時，因燃料電池內部水結冰導致的電化學反應停止問題以及燃料電池汽車無法預啟動問題，提供了一種燃料電池汽車冷啟動系統。本實用新型在燃料電池汽車正常啟動基礎上又增設了冷啟動模式，有效縮短了燃料電池汽車冷啟動的時間。根據溫度對比結果，近一步判斷燃料電池汽車是否需要啟用冷啟動模式，有利于避免人為選擇模式錯誤所造成能源損耗。通過距離計較結果來為中央控制器實施冷啟動控制提供判定條件，增加了冷啟動的有效性，避免了加熱時間過長造成的能源浪費問題和加熱時間過短導致的燃料電池內部結冰無法正常工作的問題。

本實用新型的技術方案是：

一種用于燃料電池汽車冷啟動的系統，主要包括：遙控器，中央控制器，與中央控制器通過線束連接的接收器、電動機、輔助電源裝置、第一加熱裝置、第二加熱裝置、燃料電池、溫度傳感器、距離傳感器，水泵，熱交換器，燃料電池加濕器，貯氫罐，空氣壓縮機。

所述接收器接收車主通過遙控器所發出的命令，并通過線束傳遞給中央控制器。所述第一加熱裝置布置于貯氫罐與燃料電池加濕器之間，用來加熱進入燃料電池陽極的氫氣，與中央控制器、輔助電源裝置分別通過線束連接。所述第二加熱裝置布置于空氣壓縮機與燃料電池之間，用來加熱進入燃料電池陰極的空氣，與中央控制器、輔助電源裝置分別通過線束連接。所述熱交換器布置于水泵與燃料電池加濕器之間，與外界進行熱量交換，降低冷卻液的溫度。所述貯氫罐通過燃料電池加濕器與燃料電池連接，并為燃料電池提供反應原料。

具體的，中央控制器內布置有溫度控制器和距離控制器。