[发明专利]一种燃料电池系统低温启动装置及方法

权利要求书

1.一种燃料电池系统低温启动装置，其特征在于，该装置包括阳极端板(1)、阳极绝缘板(3)、阳极加热电阻(5)、阳极集流板(7)、燃料电池电堆(10)、阴极集流板(8)、阴极加热电阻(6)、阴极绝缘板(4)、阴极端板(2)、电子开关(9)以及燃料电池系统DCDC控制器(11)；

所述的阳极集流板(7)、燃料电池电堆(10)、阴极集流板(8)、燃料电池系统DCDC控制器(11)、阳极集流板(7)依次电连接构成控制回路；

所述的阳极加热电阻(5)、阳极集流板(7)、燃料电池电堆(10)、阴极集流板(8)、阴极加热电阻(6)、电子开关(9)、阳极加热电阻(5)依次电连接构成加热回路；

通过控制回路控制燃料电池电堆(10)的输出电流，使加热回路中的阳极加热电阻(5)、阴极加热电阻(6)在输出电流的作用下，加热燃料电池电堆(10)的阴阳极侧的单片电池，进而完成低温启动。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统低温启动装置，其特征在于，所述的阳极绝缘板(3)、阴极绝缘板(4)的厚度均为1-5mm。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统低温启动装置，其特征在于，所述的阳极加热电阻(5)及阴极加热电阻(6)的电阻值均为0.005-0.05Ω。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统低温启动装置，其特征在于，所述的燃料电池电堆(10)包括100-300节单电池。

5.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统低温启动装置，其特征在于，所述的装置能够在-30℃至0℃的环境温度下实现低温自启动。

6.一种基于权利要求1至5任一项所述的燃料电池系统低温启动装置的燃料电池系统低温启动方法，其特征在于，该方法包括闭合电子开关(9)连通加热回路，通过控制回路控制燃料电池电堆(10)输出电流，并使阳极加热电阻(5)及阴极加热电阻(6)在燃料电池电堆(10)的输出电流作用下产生热量，加热燃料电池电堆(10)的阴阳极侧的单片电池，进而完成低温启动。

7.根据权利要求6所述的一种燃料电池系统低温启动装置的燃料电池系统低温启动方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

1)闭合电子开关(9)连通加热回路；

2)设置循环温度阈值、终点温度阈值以及输出电流，使阳极加热电阻(5)及阴极加热电阻(6)对燃料电池电堆(10)的阴阳极侧的单片电池进行加热，直至氧化剂出口温度达到循环温度阈值；

3)判断氧化剂出口温度是否达到终点温度阈值，若是，则执行步骤4)，若否，则重新设定循环温度阈值、输出电流，对燃料电池电堆(10)的阴阳极侧的单片电池进行加热，直至氧化剂出口温度达到循环温度阈值，并重复步骤3)；

4)断开电子开关(9)，燃料电池电堆(10)进入正常工作模式，冷启动完成。

8.根据权利要求7所述的一种燃料电池系统低温启动装置的燃料电池系统低温启动方法，其特征在于，步骤2)中，所述的循环温度阈值的初始值为-30℃至-10℃；所述的输出电流的初始值为80-120A；所述的终点温度阈值为0-25℃。

9.根据权利要求7所述的一种燃料电池系统低温启动装置的燃料电池系统低温启动方法，其特征在于，步骤3)中，每次循环后，循环温度阈值的增加幅度为10-30℃；输出电流的增加幅度为10-50A。