[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于燃料電池的輔助低溫冷啟動系統(tǒng)及其控制方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110853397.9 | 申請日： | 2021-07-27 |
| 公開（公告）號： | CN113675442B | 公開（公告）日： | 2023-03-31 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 袁偉;李錦廣;蔣子琮;吳澤宇;柯育智;趙永豪;劉慶森;梁浩偉;林惠鋮;蘇曉晴;莊梓譯;盧彪武 | 申請（專利權(quán)）人： | 華南理工大學(xué);廣東氫機智創(chuàng)科技有限公司 |
| 主分類號： | H01M8/04223 | 分類號： | H01M8/04223;H01M8/04029;H01M8/04302;H01M8/04701;H01M8/0662 |
| 代理公司： | 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102 | 代理人： | 何淑珍;江裕強 |
| 地址： | 510640 廣*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 應(yīng)用于 燃料電池 輔助 低溫 冷啟動 系統(tǒng) 及其 控制 方法 | ||
1.一種應(yīng)用于燃料電池的輔助低溫冷啟動系統(tǒng)， 其特征在于： 包括氫氣供給模塊、空氣供給模塊、冷卻液循環(huán)模塊、催化燃燒加熱模塊、電加熱模塊、尾氣處理模塊、控制模塊、燃料電池電堆(61)；
所述氫氣供給模塊和空氣供給模塊的氣體均接入催化燃燒加熱模塊和燃料電池電堆(61)；
所述催化燃燒加熱模塊的熱流經(jīng)過冷卻液循環(huán)模塊接入燃料電池電堆(61) 的陽極或陰極，在燃料電池電堆(61)的電極表面發(fā)生催化反應(yīng)，加熱燃料電池電堆(61)；
所述電加熱模塊用于給燃料電池電堆(61)和冷卻液換熱器(24)提供熱量；
所述空氣供給模塊與尾氣處理模塊連接，用于調(diào)控尾氣混合室(57)內(nèi)的氫氣濃度；
所述控制模塊控制各模塊的啟停、輔助啟動模式的切換；
所述輔助低溫冷啟動系統(tǒng)具有模式一、模式二兩種輔助啟動模式；檢測燃料電池電堆(61) 溫度 T，溫度T低于模式切換溫度 T1，則啟動模式一，否則啟動模式二；所述的模式一啟動時，催化燃燒加熱模塊和電加熱模塊同時工作；所述的模式二啟動時，電加熱模塊工作，氫氣供 給模塊和空氣供給模塊開啟，燃料電池電堆(61)開始低功率運行；
所述氫氣供給模塊包括水平方向依次連接的高壓儲氫罐(1)、減壓閥(2)、氫氣進(jìn)氣閥(3)、第一流量計(4)、氫氣入堆電磁閥(5)、用于檢測氫氣入堆溫度和壓力的傳感器(6)、以及用于尾排氫氣循環(huán)的氫氣循環(huán)泵(7)，所述的氫氣循環(huán)泵(7) 置于燃料電池電堆(61)的陽極出口和陽極入口之間；
所述空氣供給模塊包括水平方向依次連接的空氣過濾器(11)、空氣止回閥(12)、空氣壓縮機(13)、第二流量計(14)、空氣入堆電磁閥(15)、空氣加濕器(16) 和用于檢測空氣入堆溫度和壓力的傳感器(17)；
所述冷卻液循環(huán)模塊包括與燃料電池電堆(61)連接的冷卻液循環(huán)泵(21)、節(jié)溫器(22)、 散熱器(23)、冷卻液換熱器(24) 和用于檢測冷卻液入堆溫度和壓力的傳感器(25)，所述節(jié)溫器(22) 的兩出口端分別與散熱器(23) 和冷卻液換熱器(24) 連接， 所述散熱器(23)和冷卻液換熱器(24)并聯(lián)設(shè)置；
所述的冷卻液換熱器(24)為表面式換熱器， 所述的表面式換熱器為板式換熱器、翅片式換熱器或管殼式換熱器；
所述催化燃燒加熱模塊包括混合室(33)，所述混合室(33)通過混合氣體出口電磁閥(34)與催化燃燒反應(yīng)器(35)連接，所述催化燃燒反應(yīng)器(35) 產(chǎn)生的熱流通過熱流出口電磁閥(36) 接入冷卻液換熱器(24)，與冷卻液換熱器(24) 中待入堆的冷卻液換熱， 再通過熱流 出口三通閥(37) 接入燃料電池電堆(61) 的陽極或陰極， 在燃料電池電堆(61) 的電極表面發(fā)生催化反應(yīng)，加熱燃料電池電堆(61)；
所述混合室(33) 內(nèi)設(shè)置有氫氣濃度傳感器； 所述催化燃燒反應(yīng)器(35)內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器；
所述氫氣供給模塊和空氣供給模塊的氣體分別通過第一電磁閥(31) 和第二電磁閥(32) 接入混合室(33)；
所述電加熱模塊包括二次電池(41)、調(diào)制控制器(42)、用于檢測燃料電池電堆(61) 內(nèi)部溫度的傳感器(43)、設(shè)置在燃料電池電堆(61) 內(nèi)的電加熱組件和設(shè)置在冷卻液換熱器(24)內(nèi)的電加熱組件；
所述二次電池(41)通過調(diào)制控制器(42)與燃料電池電堆(61)連接；
所述設(shè)置在燃料電池電堆(61)內(nèi)的電加熱組件和設(shè)置在冷卻液換熱器(24)內(nèi)的電加熱組件均由二次電池(41)提供電能。
2.根據(jù)權(quán)利要求 1 所述的一種應(yīng)用于燃料電池的輔助低溫冷啟動系統(tǒng)， 其特征在于： 所述燃料電池電堆(61) 內(nèi)的電加熱組件為布置在燃料電池電堆(61) 膜電極表面的電熱絲或嵌入雙極板內(nèi)部的電熱絲、電熱片，能夠調(diào)節(jié)發(fā)熱功率；
所述冷卻液換熱器(24)內(nèi)的電加熱組件為能夠調(diào)節(jié)發(fā)熱功率的電熱絲、電熱棒或電熱片。
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