[发明专利]燃料电池的冷启动系统

说明书

本发明提供一种燃料电池的冷启动系统，所述燃料电池包括冷却剂入口以及冷却剂出口，所述冷启动系统包括调节阀、水泵、加热器、以及供气管集成腔，供气管集成腔的内壁分布有冷却剂管，供气管集成腔内设置有氢气循环管路以及空气循环管路，氢气循环管路以及空气循环管路用于分别向所述燃料电池提供氢气和空气；冷却剂出口通过水泵与所述调节阀的入口连接，所述调节阀的第一出口通过第一连接管路与所述冷却剂管的一端连通，冷却剂管的另一端与所述冷却剂入口连通，第一连接管路上设置有加热器，所述加热器用于加热所述冷却剂管内的冷却剂。本发明技术方案可以实现对氢气循环管路、空气循环管路以及燃料电池的全面加热，加热效率高。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池的冷启动系统。

背景技术

燃料电池系统是一种氢气和氧气通过电化学反应发电，并产生水的系统。在实际应用时，燃料电池系统通常需要满足低温(例如：-30℃-0℃)环境下启动并运行。由于燃料电池在运行过程中有水的产生，燃料电池内部以及供气管路里都会有液态水，当燃料电池的当前运行周期结束后，液态水在低温环境会出现冷凝或结冰的现象，影响燃料电池的下一次正常启动及运行。

现有技术中，在燃料电池需要低温冷启动时，通常利用多个加热器对燃料电池的气体管路(氢气管路以及空气管路)进行单独局部加热，不仅加热系统复杂，热损失较大，而且不能实现全面均匀的对燃料电池内部以及气体管路进行加热，导致加热效率低下。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中在燃料电池需要低温冷启动时不能高效全面的对燃料电池内部以及气体管路进行加热的缺陷，提供一种燃料电池的冷启动系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种燃料电池的冷启动系统，所述燃料电池包括冷却剂入口以及冷却剂出口，所述冷启动系统包括调节阀、水泵、加热器、以及供气管集成腔，所述供气管集成腔的内壁分布有冷却剂管，所述供气管集成腔内设置有氢气循环管路以及空气循环管路，所述氢气循环管路以及空气循环管路用于分别向所述燃料电池提供氢气和空气；所述冷却剂出口通过水泵与所述调节阀的入口连接，所述调节阀的第一出口通过第一连接管路与所述冷却剂管的一端连通，所述冷却剂管的另一端与所述冷却剂入口连通，所述第一连接管路上设置有加热器，所述加热器用于加热所述冷却剂管内的冷却剂。

较佳地，所述调节阀包括第二出口，所述第二出口通过第二连接管路与所述冷却剂入口连通，所述第二连接管路上设置有散热器，所述散热器用于在所述加热器关闭后并且所述燃料电池的温度高于预设阈值时对所述燃料电池进行散热。

较佳地，所述供气管集成腔的外表面设置有保温层。

较佳地，所述冷却剂管以蛇形或同心圆形固定在所述供气管集成腔的内壁上。

较佳地，所述燃料电池还包括第一进气口以及第一出气口；所述氢气循环管路包括第一进气管、第一出气管以及第一旁路管，所述第一进气管的一端与储氢罐连通，所述第一进气管的另一端通过进氢阀与所述第一进气口连通，所述第一出气管的一端与所述第一出气口连通，所述第一出气管的另一端与外部空气连通，所述第一进气管与所述第一出气管通过所述第一旁路管互相连通，所述第一旁路管上设置有氢气旁路电磁阀。

较佳地，所述氢气循环管路还包括第二旁路管、水气分离装置以及氢气循环泵，所述水气分离装置的入气口连接所述第一出气管的另一端，所述水气分离装置的第一出气口连接所述第二旁路管的一端，所述水气分离装置的第二出气口与外部空气连通，所述第二旁路管上设置有所述氢气循环泵，所述第二旁路管的另一端与所述第一进气管连通，其中，所述水气分离装置用于分离氢气与水蒸气。