[发明专利]燃料电池低温冷启动系统及方法

说明书

本发明提供了一种燃料电池低温冷启动系统及方法，其中该系统包括：氢气燃烧换热装置和蓄电池接入控制装置；氢气燃烧换热装置包括燃烧器、热交换器和通气管道，通气管道接入燃料电池；热交换器包裹在通气管道外侧，燃烧器与热交换器连通；所述燃烧器用于燃烧氢气产生热量，以加热贯穿热交换器的通气管道中的气体，加热后的气体对燃料电池进行加热；蓄电池接入控制装置包括蓄电池，蓄电池与燃料电池串联，蓄电池用于向燃料电池放电，以使燃料电池的阴极电解析出氢气，经过化学反应放热。本发明可以控制燃料电池内部温度，提高燃料电池低温冷启动成功率，延长燃料电池寿命。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及燃料电池低温冷启动系统及方法。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

目前燃料电池无任何辅助设备的情况下，如果不进行结构的特殊设计基本上只能在0摄氏度以上才能冷启动成功。燃料电池在无特殊处理或辅助工具的情况中，在低于0℃的工作环境下，阴极侧反应生成的水易结冰导致催化层、扩散层堵塞，阻碍反应的进行，并且水结冰产生的体积变化也会对膜电极组件的结构产生破坏，降低燃料电池性能。现有技术中没有针对该问题的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供一种燃料电池低温冷启动系统，用以提高燃料电池进气口温度，快速提高系统温度，保证燃料电池低温冷启动成功率，该系统包括：氢气燃烧换热装置和蓄电池接入控制装置；其中，

氢气燃烧换热装置包括燃烧器(1)、热交换器(2)和通气管道(11)，通气管道(11)接入燃料电池(16)；热交换器(2)包裹在通气管道(11)外侧，燃烧器(1)与热交换器(2)连通；所述燃烧器(1)用于燃烧氢气产生热量，以加热贯穿热交换器(2)的通气管道(11)中的气体，加热后的气体对燃料电池(16)进行加热；

蓄电池接入控制装置包括蓄电池(17)，蓄电池与燃料电池(16)串联，蓄电池(17)用于向燃料电池(16)放电，以使燃料电池(16)的阴极电解析出氢气，经过化学反应放热。

本发明实施例还提供一种燃料电池低温冷启动方法，应用于燃料电池低温冷启动系统，用以提高燃料电池进气口温度，快速提高系统温度，保证燃料电池低温冷启动成功率，该方法包括：

通过燃烧器燃烧氢气，产生热量加热热交换器中的气体；

加热后的气体对燃料电池进行加热；

通过蓄电池向燃料电池放电，电解析出氢气，通过化学反应放热。

本发明实施例中，燃料电池低温冷启动系统包括：氢气燃烧换热装置和蓄电池接入控制装置；其中，氢气燃烧换热装置包括燃烧器、热交换器和通气管道，通气管道接入燃料电池；热交换器包裹在通气管道外侧，燃烧器与热交换器连通；所述燃烧器用于燃烧氢气产生热量，以加热贯穿热交换器的通气管道中的气体，加热后的气体对燃料电池进行加热；蓄电池接入控制装置包括蓄电池，蓄电池与燃料电池串联，蓄电池用于向燃料电池放电，以使燃料电池的阴极电解析出氢气，经过化学反应放热。与现有技术相比，通过燃烧器燃烧氢气，产生热量加热热交换器中的气体；加热后的气体对燃料电池进行加热；通过蓄电池向燃料电池放电，电解析出氢气，通过化学反应放热；从而通过在接入蓄电池的同时进行氢气燃烧传热，增加保温绝热壳，不仅提高进气口气体温度，使燃料电池升温更快，更均匀，还可以防止燃料电池内外温度交换外部，维持燃料电池工作所需的正常温度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本发明实施例中燃料电池低温冷启动系统的结构示意图；