燃料电池启动系统及电动车技术方案

本实用新型专利技术公开了一种燃料电池启动系统及电动车。其中，该燃料电池启动系统及电动车包括：入堆空气加热器，电池堆和控制器，其中，入堆空气加热器，用于对入堆空气进行加热；电池堆，用于被加热后的入堆空气进行加热后，进行发电；控制器，用于根据电池堆的温度，通过对入堆空气加热器进行控制，完成燃料电池的启动。本实用新型专利技术解决了燃料电池启动过程中蓄电池未得到合理使用的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池启动系统及电动车
本技术涉及能量应用
，具体而言，涉及一种燃料电池启动系统及电动车。
技术介绍
燃料电池是一种采用电化学反应的方式将燃料中的化学能转化为电能的发电装置，其中，质子交换膜燃料电池发电作为新一代发电技术，由于发电过程中不受卡诺循环的限制，能量转换率高其直接发电效率可达45％，热电联供效率可达90％以上，可广泛应用于备用电源、分布式电站和汽车动力等多个领域。而质子交换膜燃料电池的环境适应性是其能否广泛商业化应用的重要因素，特别是在交通领域中，如低温环境下(例如，0℃以下的低温环境下)的燃料电池冷启动是目前燃料电池汽车面临的重要挑战之一。燃料电池发电系统要快速启动，目前常用的方法在燃料电池系统中加入辅助的电加热器，由蓄电池为该电加热器供电，使电加热器加热后的进堆空气进入电池堆，迅速使电化学反应位点升温，并将融化的液态水吹出电池堆。同时，蓄电池还需要给燃料电池发电系统中的其他发电器件进行供电。然而，蓄电池的电量是有限的，尤其低温环境下，蓄电池本身的电能也会发生衰减，其能输出的总电量变少，在冷启动效率较低的情况下，长时间消耗蓄电池的电量可能到导致蓄电池电量耗尽甚至损坏，使燃料电池发电系统(BalanceofPlant，简称为BOP)供电中断，系统启动失败。针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本技术实施例提供了一种燃料电池启动系统及电动车，以至少解决燃料电池启动过程中蓄电池未得到合理使用的技术问题。根据本技术实施例的一个方面，提供了一种燃料电池启动系统，包括：入堆空气加热器，电池堆和控制器，其中，所述入堆空气加热器，用于对入堆空气进行加热；所述电池堆，用于被加热后的入堆空气进行加热后，进行发电；所述控制器，用于根据所述电池堆的温度，通过对所述入堆空气加热器进行控制，完成所述燃料电池的启动。可选的，所述系统还包括：换热装置，其中，所述换热装置用于将从所述电池堆排出的出堆空气与所述电池堆的冷却液进行换热。可选的，所述换热装置包括：换热盘管，其中，在所述换热盘管中流动有所述出堆空气，所述换热盘管浸至于冷却液储箱中装载的所述冷却液中。可选的，所述换热装置包括：气液换热器，其中，所述气液换热器用于接收所述出堆空气，其中，所述出堆空气在所述气液换热器中对所述冷却液进行加热。可选的，所述系统还包括：控制阀，其中，所述控制阀用于控制将所述出堆空气输出至所述换热装置中，还是直接排出。可选的，所述控制阀为三通电磁阀。可选的，所述控制器，还用于在所述电池堆的温度低于第一温度阈值的情况下，开启所述入堆空气加热器对所述入堆空气进行加热；在所述电池堆的温度高于所述第一温度阈值以及小于第二温度阈值的情况下，关闭所述入堆空气加热器，停止对所述入堆空气进行加热；以及在所述电池堆的温度高于所述第二温度阈值的情况下，维持所述入堆空气加热器的关闭状态。可选的，所述系统还包括：液体泵，其中，所述液体泵用于根据所述控制器发出的控制信号，在所述电池堆的温度低于所述第二温度阈值的情况下，执行关闭处理或者以低于额定功率的功率进行运转；在所述电池堆的温度高于所述第二温度阈值的情况下，执行关闭处理或者以低于额定功率的功率进行运转。可选的，所述系统还包括：温度传感器，其中，所述温度传感器用于采集所述电池堆的温度，并将采集的温度传送给所述控制器。根据本技术实施例的另一方面，还提供了一种电动车，包括上述任一项所述的燃料电池启动系统。在本技术实施例中，通过采用燃料电池启动系统中的入堆空气加热器对入堆空气进行加热，及电池堆采用加热后的入堆空气加热进行发电的方式，再结合利用控制器，根据电池堆的温度，对入堆空气加热器进行控制，达到了完成燃料电池的启动的目的，从而实现了依据控制器对燃料电池启动系统中相关器件的控制来实现避免长时间地使用蓄电池的技术效果，进而解决了燃料电池启动过程中蓄电池未得到合理使用的技术问题。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1是根据本技术实施例一的燃料电池启动系统的示意图；图2是根据本技术实施例一的燃料电池启动系统所采用的质子交换膜燃料电池中单电池的工作原理示意图；图3是根据本技术实施例一的燃料电池启动系统的优选结构示意图一；图4是根据本技术实施例一的燃料电池启动系统的优选结构示意图二；图5是根据本技术实施例一的燃料电池启动系统的优选结构示意图三；图6是根据本技术实施例二的高效燃料电池低温启动系统的示意图；图7是根据本技术实施例三的高效燃料电池低温启动系统的示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列模块或单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些模块或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它模块或单元。实施例一本技术实施例提出了一种燃料电池启动系统，图1是根据本技术实施例一的燃料电池启动系统的示意图，如图1所示，该燃料电池启动系统可以包括：入堆空气加热器1，电池堆2和控制器3。其中，入堆空气加热器1，用于对入堆空气进行加热；电池堆2，连接于上述入堆空气加热器1，用于被加热后的入堆空气进行加热后，进行发电；控制器3，连接于上述入堆空气加热器1，用于根据电池堆的温度，通过对入堆空气加热器进行控制，完成燃料电池的启动。在上述系统中，采用控制器3根据电池堆温度对入堆空气加热器1的控制，使入堆空气加热器1能够根据电池堆的温度对入堆空气进行加热，使得蓄电池能够合理地为入堆空气加热器1供电，相对于相关技术中，在燃料电池启动系统在整个启动的过程中，蓄电池均需要不停止地对入堆空气加热器1进行加热，有效地节省了蓄电池对入堆空气加热器1的供电，达到了在保护蓄电池的前提下完成燃料电池的启动的目的。实现了依据控制器对燃料电池启动系统中的入堆空气加热器的控制来实现避免长时间地使用蓄电池的技术效果，解决了燃料电池启动过程中蓄电池未得到合理使用的技术问题。需要说明的是，在燃料电池的电池堆进行电化学反应的过程中，除了需要给燃料电池提供氢气外，还需要提供入堆空气，以保证足够的氧气进行电化学反应，相关技术中，常用基于空气泵供气的常压供气方式。其中，在该燃料电池启动系统中的燃料电池的性能受环境温度影响较大，在低温环境下，如温度低于0℃时，燃料电池容易启动失败。因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池启动系统，其特征在于，包括：入堆空气加热器，电池堆和控制器，其中，所述入堆空气加热器，用于对入堆空气进行加热；所述电池堆，用于被加热后的入堆空气进行加热后，进行发电；所述控制器，用于根据所述电池堆的温度，通过对所述入堆空气加热器进行控制，完成所述燃料电池的启动。

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池启动系统，其特征在于，包括：入堆空气加热器，电池堆和控制器，其中，所述入堆空气加热器，用于对入堆空气进行加热；所述电池堆，用于被加热后的入堆空气进行加热后，进行发电；所述控制器，用于根据所述电池堆的温度，通过对所述入堆空气加热器进行控制，完成所述燃料电池的启动。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：换热装置，其中，所述换热装置用于将从所述电池堆排出的出堆空气与所述电池堆的冷却液进行换热。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述换热装置包括：换热盘管，其中，在所述换热盘管中流动有所述出堆空气，所述换热盘管浸至于冷却液储箱中装载的所述冷却液中。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述换热装置包括：气液换热器，其中，所述气液换热器用于接收所述出堆空气，其中，所述出堆空气在所述气液换热器中对所述冷却液进行加热。5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：控制阀，其中，所述控制阀用于控制将所述出堆空气输出至所述换热装置中，还是直接排出。6.根据权利要求5所述的系...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘煜，谢光有，宋彦彬，方明，
申请(专利权)人：中国东方电气集团有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51