[發明專利]一種燃料電池低溫快速啟動控制方法及系統在審

申請號：	202110326129.1	申請日：	2021-03-26
公開（公告）號：	CN113140749A	公開（公告）日：	2021-07-20
發明（設計）人：	王文智;張超;管俊生;夏冬冬;陶安文;戴俊	申請（專利權）人：	蘇州弗爾賽能源科技股份有限公司
主分類號：	H01M8/04007	分類號：	H01M8/04007;H01M8/04029;H01M8/04223;H01M8/04225;H01M8/04302;H01M8/0432;H01M8/04701
代理公司：	蘇州睿昊知識產權代理事務所(普通合伙) 32277	代理人：	沈彬彬
地址：	215000 江蘇***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種燃料電池低溫快速啟動控制方法系統
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【說明書】：

本發明公開了一種燃料電池低溫快速啟動控制方法及系統，包括以下步驟：對燃料電池堆設置用于流通循環冷卻液的輔助加熱冷卻回路和散熱冷卻回路，并獲取燃料電池堆冷卻液初始溫度值；當冷卻液初始溫度值低于冷啟動預設閾值時，燃料電池執行低溫快速啟動控制策略，冷卻液由輔助加熱冷卻回路進行循環流通；當冷卻液初始溫度值高于冷啟動預設閾值時，燃料電池執行常溫啟動控制策略，冷卻液由散熱冷卻回路進行循環流通或由輔助加熱冷卻回路和散熱冷卻回路同時進行循環流通。本發明能夠克服現有技術在環境溫度低時冷啟動困難或無法啟動的缺陷。

技術領域

本發明涉及燃料電池領域，具體涉及一種燃料電池低溫快速啟動控制方法及系統。

背景技術

燃料電池運行時電池內部發生電化學反應生成大量水，同時有大量余熱產生，當燃料電池啟動溫度低于零點時，電堆內部生成的液態水會快速凍結，且在燃料電池內部溫度達到0℃前，反應生成的水發生凍結后會堵塞電池催化層燃料或空氣(氧氣)進氣通道，阻礙局部區域正?；瘜W反應，同時液態水發生凍結后體積膨脹，損壞燃料電池內部結構，使燃料電池低溫啟動失敗或導致燃料電池損壞。所以，燃料電池在低于零點環境溫度下無法滿足正常啟動需求，需要解決水結冰這一問題。

現有燃料電池低溫冷啟動主要有自啟動，常規自啟動能夠很好的控制燃料電池系統生產成本和系統復雜程度，但啟動過程允許溫度范圍較窄，啟動效率較差，無法滿足更低溫度下快速啟動。

發明內容

本發明的目的是提供一種燃料電池低溫快速啟動控制方法及系統，能夠克服現有技術在環境溫度低時冷啟動困難或無法啟動的缺陷。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種燃料電池低溫快速啟動控制方法，包括以下步驟：

對燃料電池堆設置用于流通循環冷卻液的輔助加熱冷卻回路和散熱冷卻回路，并獲取燃料電池堆冷卻液初始溫度值；

當冷卻液初始溫度值低于冷啟動預設閾值時，燃料電池執行低溫快速啟動控制策略，冷卻液由輔助加熱冷卻回路進行循環流通；

當冷卻液初始溫度值高于冷啟動預設閾值時，燃料電池執行常溫啟動控制策略，冷卻液由散熱冷卻回路進行循環流通或由輔助加熱冷卻回路和散熱冷卻回路同時進行循環流通。

作為本發明的進一步改進，還包括：燃料電池堆運行啟動后，實時監測燃料電池堆入堆冷卻液溫度值，并通過控制冷卻液在輔助加熱冷卻回路和散熱冷卻回路中循環的流量比，使入堆冷卻液溫度值始終大于所述冷啟動預設閾值。

作為本發明的進一步改進，還包括：當燃料電池執行低溫快速啟動控制策略時，對所述燃料電池堆進行空氣內部循環供應，調節進入燃料電池的空氣流量和氧含量，使燃料電池模塊快速升溫。

一種燃料電池低溫快速啟動控制系統，包括燃料電池堆、輔助加熱冷卻回路管路、散熱冷卻回路管路、溫壓一體傳感器和燃料電池控制器，其中：

所述輔助加熱冷卻回路管路，分別與所述燃料電池堆和所述散熱冷卻回路管路連接，用于對循環流入燃料電池堆的冷卻液進行輔助加熱；

所述散熱冷卻回路管路，連接所述燃料電池堆，用于對循環流入燃料電池堆的冷卻液進行散熱降溫；