[发明专利]启动燃料电池系统的系统和方法

权利要求书

1.一种用于在启动过程期间启动燃料与氧化剂之间的电化学反应的系统，包括：

燃料电池堆，其在正常工作条件期间可输出标称电压以及在启动过程期间可输出降低的启动电压；以及

至少一个设施外围(BOP)装置，其支持所述燃料电池堆的工作，在由所述燃料电池堆供以所述标称电压时可工作于标称输出，以及在由所述燃料电池堆供以所述降低的启动电压时可工作于降低的输出。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述BOP装置包括：

氧化剂供给装置电动机，其由所述燃料电池堆供电，在被供以所述标称电压时可用于将标称流速的空气流提供给所述燃料电池堆，以及在被供以所述降低的启动电压时可用于将降低速率的空气流提供给所述燃料电池堆，其中所述降低速率的空气流在所述启动过程期间维持了在所述燃料和所述氧化剂之间的所述电化学反应。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述BOP装置包括：

燃料再循环系统电动机，其由所述燃料电池堆供电，在被供以所述标称电压时可用于向所述燃料电池堆提供标称速率的燃料再循环，以及在被供以所述降低的启动电压时可用于向所述燃料电池堆提供降低速率的燃料再循环，其中所述降低速率的燃料再循环在所述启动过程期间维持了所述燃料和所述氧化剂之间的所述电化学反应。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述BOP装置包括：

热管理系统加热器，其可用于在所述启动过程期间加热流体；以及

热管理系统电动机，其由所述燃料电池堆供电，在以所述标称电压供应功率时可用于向所述燃料电池堆以标称速率循环所述流体，以及在以所述降低的启动电压供电时可用于向所述燃料电池堆以降低的速率循环被加热时的流体，其中被加热的流体在所述启动过程期间提高了所述燃料电池堆的温度。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述BOP装置包括：

可变速电动机，其由所述燃料电池堆供电，在被供以所述标称电压时可工作于标称速率下，以及在被供以所述降低的启动电压时可工作于降低的速率下。

6.根据权利要求1所述的系统，还包括：

直流-直流(DC/DC)升压变换器，其电耦接至所述燃料电池堆的输出，以及在所述启动过程期间可用于将来自所述燃料电池堆的所述降低的启动电压升高到所述标称电压。

7.一种用于启动燃料电池堆内的电化学反应的方法，该方法包括：

在启动过程期间将燃料注入所述燃料电池堆中；

在所述启动过程期间从所述燃料电池堆接收处于降低的启动电压下的功率，其中所述降低的启动电压小于所述燃料电池堆的标称电压；

以处于所述降低的启动电压下的所述功率给至少一个设施外围(BOP)装置供电；以及

响应于供以所述降低的启动电压使所述至少一个BOP装置工作于降低的输出下。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括：

在所述启动过程期间维持所述降低的启动电压以在所述燃料电池堆内产生热，其中所产生的热提高了所述燃料电池堆的温度。

9.根据权利要求7所述的方法，其中给所述至少一个BOP装置供电包括：

给氧化剂供给装置电动机供以所述降低的启动电压以向所述燃料电池堆提供降低速率的空气流。

10.根据权利要求7所述的方法，其中给所述至少一个BOP装置供电包括：

给燃料再循环泵电动机供以所述降低的启动电压以使所述燃料以降低的流速率再循环通过所述燃料电池堆。

11.根据权利要求7所述的方法，其中给所述至少一个BOP装置供电包括：

在所述启动过程期间给热管理系统加热器供电以加热流体；以及

给热管理系统电动机供以所述降低的启动电压以使被加热时的流体以降低的流速率循环通过所述燃料电池堆以提高所述燃料电池堆的温度。

12.根据权利要求7所述的方法，其中给所述至少一个BOP装置供电包括：

给可变速电动机供以所述降低的启动电压使得所述可变速电动机工作于降低的速率下。

13.根据权利要求7所述的方法，其中给所述至少一个BOP装置供电包括：

给可变速电动机供以所述降低的启动电压使得所述可变速电动机工作于降低的扭矩下。