[发明专利]一种质子交换膜燃料电池冷启动系统及工作方法

摘要

本发明公开了一种质子交换膜燃料电池冷启动系统，包括质子交换膜燃料电池堆、燃料供给机构、空气供给机构、冷启动水循环机构以及控制器，所述质子交换膜燃料电池堆内设有堆内温度传感器；所述燃料供给机构通过第一管路与所述质子交换膜燃料电池堆连通，所述空气供给机构通过第二管路与所述质子交换膜燃料电池堆连通，所述第一管路和所述第二管路均有一段岔分成两条相互并联的支管路，且其中一条支管路上设有加湿器和第一电控开关阀，另一条支管路上设有第二电控开关阀。本发明能够提电池高冷启动变效率，提高工作效率，保护燃料电池，提高电池的性能和寿命，而且还可以分别对燃料和空气进行加湿和不加湿操作，可行性更高。

主权项

1.一种质子交换膜燃料电池冷启动系统，其特征在于：包括质子交换膜燃料电池堆(11)、燃料供给机构(1)、空气供给机构(2)、冷启动水循环机构以及控制器(15)，所述质子交换膜燃料电池堆(11)内设有堆内温度传感器；/n所述燃料供给机构(1)通过第一管路(a)与所述质子交换膜燃料电池堆(11)连通，所述空气供给机构(2)通过第二管路(b)与所述质子交换膜燃料电池堆(11)连通，所述第一管路(a)和所述第二管路(b)均有一段岔分成两条相互并联的支管路(n)，且两条所述支管路(n)中的一条支管路(n)上设有加湿器(10)和第一电控开关阀(91)，另一条支管路(n)上设有第二电控开关阀(92)；/n所述冷启动水循环机构包括蓄水箱(14)、冷却风扇(13)以及加热器(12)，所述蓄水箱(14)与所述质子交换膜燃料电池堆(11)之间设有三条进水管路(c)和一条回水管路(d)，且第一条所述进水管路(c)上设有所述加热器(12)和第三电控开关阀(93)，第二条所述进水管路(c)上设有所述冷却风扇(13)和第四电控开关阀(94)，第三条所述进水管路(c)上设有第五电控开关阀(95)；/n所述加湿器(10)、所述第一电控开关阀(91)、所述第二电控开关阀(92)、所述第三电控开关阀(93)、所述第四电控开关阀(94)、所述第五电控开关阀(95)、所述加热器(12)以及所述冷却风扇(13)均与所述控制器(15)连接；/n所述质子交换膜燃料电池冷启动系统的工作方法包括以下步骤：/n将燃料和空气传输到质子交换膜燃料电池堆(11)内部进行反应，堆内温度传感器将检测到的质子交换膜燃料电池堆(11)的温度值传输给控制器(15)，控制器(15)将接收的质子交换膜燃料电池堆(11)的温度值与预设温度值进行对比，然后根据对比结果进行如下操作：/n若质子交换膜燃料电池堆(11)的温度值低于预设温度值，则通过所述控制器(15)，打开各第一电控开关阀(91)，开启各加湿器(10)，闭合各第二电控开关阀(92)，打开第三电控开关阀(93)，开启加热器(12)，闭合第四电控开关阀(94)，关闭冷却风扇(13)，闭合第五电控开关阀(95)，直至质子交换膜燃料电池堆(11)的温度值等于预设温度值；/n若质子交换膜燃料电池堆(11)的温度值高于预设温度值，则通过所述控制器(15)，闭合各第一电控开关阀(91)，关闭各加湿器(10)，打开各第二电控开关阀(92)，闭合第三电控开关阀(93)，关闭加热器(12)，打开第四电控开关阀(94)，开启冷却风扇(13)，闭合第五电控开关阀(95)，直至质子交换膜燃料电池堆(11)的温度值等于预设温度值；/n若质子交换膜燃料电池堆(11)的温度值等于预设温度值，则通过所述控制器(15)，闭合各第一电控开关阀(91)，关闭各加湿器(10)，打开各第二电控开关阀(92)，闭合第三电控开关阀(93)，关闭加热器(12)，闭合第四电控开关阀(94)，关闭冷却风扇(13)，打开第五电控开关阀(95)。/n