[发明专利]氢燃料电池发动机冷启动方法

说明书

本发明公开了一种氢燃料电池发动机冷启动方法，该氢燃料电池发动机冷启动方法包括：对电器件进行通信检查；若通信检查无故障，则进行开机检查；若开机检查无故障，则闭合接触器以开机；令氢燃料电池输出预设电流，若预设时间内未检测到故障，则对所述氢燃料电池进行加载，使其输出功率至少达到额定功率的50％。本发明在对氢燃料电池加载之前，先以预设小电流进行预热，利用该预热过程中的电化学反应产生的热量使质子交换膜上冰霜融化，防止冰霜影响氢燃料电池的启动速度，以及避免过低温度造成单节燃料电池电压过低而造成冷启动失败，从而提高冷启动成功率。

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，具体涉及一种氢燃料电池发动机冷启动方法。

背景技术

质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有能量转换效率高、工作温度低、零污染、能量密度高、燃料来源广等优点，是一种高效、环境友好的新能源发电装置，可广泛应用于汽车动力、备用电源、分布式电站等许多领域。

氢燃料电池在低温环境中工作时，内部阴极侧H⁺离子和通入的O₂反应生成的水残留在电堆的内部，在冰点以下的低温环境中会发生结冰，导致电堆内催化层、扩散层堵塞，阻碍电化学反应的进行，并且水结冰产生的体积变化也会对氢燃料电池内部结构造成破坏，导致燃料电池反应性能降低。从而造成对整个燃料电池发动机系统的启动造成影响，尤其在极低的环境中发动机系统可能会出现启动缓慢、甚至无法启动或启动失败等问题。

良好的低温冷启动能力对于提高氢燃料电池使用范围和寿命至关重要，特别是在冷启动多次失败后，膜电极上的催化剂结构会发生变化，严重影响着电堆的性能。现如今质子交换膜燃料电池的环境适应性是其能否大范围商业化应用的重要因素，特别是在交通领域中，北方寒冷的冬天零摄氏度以下的低温环境的燃料电池发动机冷启动是目前氢燃料电池汽车面临的重要挑战之一。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种氢燃料电池发动机冷启动方法，旨在解决现有技术中氢燃料电池发动机冷启动困难的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种氢燃料电池发动机冷启动方法，该氢燃料电池发动机冷启动方法包括：

对电器件进行通信检查，所述电器件包括电池控制器、传感器和辅助设备；

若通信检查无故障，则进行开机检查，所述开机检查的对象包括电堆、氢气循环泵、氢气喷射器、节气门、旁通阀、空压机、水泵和节温器；

若开机检查无故障，则闭合接触器以开机；

令氢燃料电池输出预设电流，若预设时间内未检测到故障，则对所述氢燃料电池进行加载，使其输出功率至少达到额定功率的50％。

优选地，氢燃料电池发动机冷启动方法还包括：

开启氢气循环泵和氢气尾排阀，并且对所述氢气循环泵和氢气尾排阀进行加热；

所述闭合接触器的条件还包括：所述氢气循环泵和氢气尾排阀的温度均不低于预设值。

优选地，氢燃料电池发动机冷启动方法还包括：

当在所述对氢燃料电池进行加载的过程中检测到故障时，打开与电堆的空气入口连通的吹扫电磁阀、关闭与电堆的空气入口连通的入堆节气门，对电堆进行吹扫。

优选地，所述对电堆进行吹扫包括：

保持氢燃料电池空载，并对所述电堆持续吹扫至少4分钟，所述氢气尾排阀在吹扫开始时的两分钟内保持开1秒、关1秒循环交替的工作频率，其余时间内保持开0.5秒、关2.5秒循环交替的工作频率。

优选地，所述对电器件进行通信检查包括：

对电池控制器进行通信检查；

若所述电池控制器通信异常，则进行故障诊断；