[发明专利]氢燃料电池冷启动系统及其控制方法

权利要求书

1.一种氢燃料电池冷启动系统，其特征在于，包括电堆、集水箱、循环回路、集水回路以及控制器；

所述集水箱内存储有冷媒，且为保温集水箱，所述集水箱与所述循环回路相连，所述集水箱与所述循环回路之间设有第一截止阀；

所述循环回路的两端分别与所述电堆的冷媒进口和电堆的冷媒出口相连；

所述集水回路的两端分别与所述循环回路及所述集水箱相连，所述集水回路上设有第二截止阀；

其中，所述第一截止阀和所述第二截止阀均与所述控制器通信连接，所述控制器用于控制所述第一截止阀打开且所述第二截止阀关闭以导通所述循环回路，或者控制所述第一截止阀关闭且所述第二截止阀打开以导通所述集水回路。

2.根据权利要求1所述的氢燃料电池冷启动系统，其特征在于，所述集水回路包括连接所述循环回路与所述集水箱的第一管道，所述第一管道由内层为耐热非金属的材料和外层为热不良导体的材料构成。

3.根据权利要求2所述的氢燃料电池冷启动系统，其特征在于，所述耐热非金属材料为硅胶，所述热不良导体的材料为三元、丁腈、丁苯、氯丁、硅氟橡胶中的一种。

4.根据权利要求1所述的氢燃料电池冷启动系统，其特征在于，所述循环回路在所述电堆的冷媒出口与所述集水回路之间包括第一支路、第二支路及选择阀，所述电堆的冷媒出口包括第一冷媒出口和第二冷媒出口，所述第一冷媒出口与所述第一支路的一端相连，所述第二冷媒出口与所述第二支路的一端相连，所述第一冷媒出口和所述第二冷媒出口的另一端均与所述选择阀相连，所述选择阀与所述集水回路相连；

所述选择阀与所述控制器通信连接，所述控制器用于在导通所述循环回路时，控制所述选择阀导通所述第一支路，并用于在导通所述集水回路时，控制所述选择阀导通所述第二支路；

其中，所述第一冷媒出口沿竖直方向位于所述第二冷媒出口的下方，所述冷媒进口沿竖直方向位于所述第一冷媒出口的下方。

5.根据权利要求1所述的氢燃料电池冷启动系统，其特征在于，所述循环回路包括节温器及并联设置的第一子循环回路和第二子循环回路，所述第二 子循环回路上设有散热器；

所述第一子循环回路和所述第二子循环回路的一端均与所述电堆的冷媒进口相连，所述第一子循环回路和所述第二子循环回路的另一端均与所述节温器相连；

所述节温器与所述电堆的冷媒出口相连，所述节温器用于响应所述电堆的冷媒出口的冷媒温度以选择性地导通第一子循环回路或第二子循环回路。

6.根据权利要求1~5任一项所述的氢燃料电池冷启动系统，其特征在于，所述氢燃料电池冷启动系统还包括电加热装置，所述电加热装置与所述电堆相连，所述电堆能够向所述电加热装置提供充电电流，所述电加热装置用于加热所述集水箱内的冷媒。

7.根据权利要求6所述的氢燃料电池冷启动系统，其特征在于，所述电加热装置包括超级电容。

8.一种氢燃料电池冷启动系统的控制方法，其特征在于，所述氢燃料电池冷启动系统包括电堆、集水箱、循环回路以及集水回路；所述集水箱内存储有冷媒，所述集水箱与所述循环回路相连，所述集水箱与所述循环回路之间设有第一截止阀；所述循环回路的两端分别与所述电堆的冷媒进口和电堆的冷媒出口相连；所述集水回路的两端与所述循环回路及所述集水箱相连，所述集水回路上设有第二截止阀，所述控制方法包括：

获取所述电堆的启动状态；

若所述电堆启动，控制所述第一截止阀打开且所述第二截止阀关闭以导通循环回路；

若所述电堆关闭，控制所述第一截止阀关闭且所述第二截止阀打开以导通集水回路。

9.根据权利要求8所述的氢燃料电池冷启动系统的控制方法，其特征在于，所述氢燃料电池冷启动系统还包括电加热装置，所述电加热装置与所述电堆相连，所述电堆能够向所述电加热装置提供充电电流，所述电加热装置用于加热所述集水箱内的冷媒，所述氢燃料电池冷启动系统的控制方法还包括：

获取所述电加热装置的电容量；

若所述电堆启动，且所述电加热装置的电容量不高于预设容量时，控制所述电堆向所述电加热装置提供充电电流；

若所述电堆启动，且所述电加热装置的电容量高于所述预设容量时，控制所述电堆断开向所述电加热装置提供充电电流。