用于快速冻启动的燃料电池启动方法技术

一种用于在车辆应用中尽可能有效并快速启动冷或冻燃料电池堆栈的方法基于第一电源（例如高压电池组）的充电状态。结合特定负载计划和并行控制算法管控第一电源和燃料电池系统之间的功率通量，以便最小化所需的启动时间并优化系统暖机。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种燃料电池系统的操作方法。更具体的，本专利技术针对一种用于启动冷或冻燃料电池(cold/frozen fuel cell)系统的方法。
技术介绍
在车辆应用中，启动冻或冷燃料电池系统具有若干挑战。启动冷或冻燃料电池堆栈以及相关部件需要非常特殊以及谨慎调整的程序。为了最大化操作性能，燃料电池系统必须尽可能快地启动并暖机。启动方法必须能够处理许多不同开始使用场景。例如，操作者可能在燃料电池系统达到正常操作温度并且能够实现满足需求的动力需要之前立即使系统经受重需求。相反，操作者可能长时间在燃料电池系统上设置很少或不设置需求，使得燃料电池系统的部件由于燃料电池系统产生水但不产生足够的热量而冻结。现有燃料电池启动方法所面对的另一个顾虑是对特定燃料电池系统部件和这些部件的特定状态的适应性。随着堆栈退化，它不能容许与新堆栈能够处理的相同的负载计划，并且不同系统内的部件间的变化可能改变启动方法的操作要求。具有一种启动冷或冻燃料电池的适应性方法是所希望的，该方法能够在不过载燃料电池堆栈或迫使其由于低电池电压而关闭的情况下通过迅速加载燃料电池堆栈平衡燃料电池系统的温度提高速率的增加并解本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于启动燃料电池系统的方法，所述方法包括以下步骤：（ａ）提供燃料电池堆栈、第一电源、至少一个启动部件；（ｂ）确定所述第一电源的充电状态；（ｃ）选择至少两个启动程序中的一个以便以所述第一电源充电状态的函数形式启动所述至少一个启动部件；（ｄ）控制所述燃料电池系统和所述第一电源之间的功率通量；以及（ｅ）使用负载计划保持所希望的燃料电池堆栈电压以便管理所述燃料电池堆栈上的负载。

【技术特征摘要】
US 2006-9-29 11/5367591.一种用于启动燃料电池系统的方法，所述方法包括以下步骤：(a)提供燃料电池堆栈、第一电源、至少一个启动部件；(b)确定所述第一电源的充电状态；(c)选择至少两个启动程序中的一个以便以所述第一电源充电状态的函数形式启动所述至少一个启动部件；(d)控制所述燃料电池系统和所述第一电源之间的功率通量；以及(e)使用负载计划保持所希望的燃料电池堆栈电压以便管理所述燃料电池堆栈上的负载。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：包括通过如果所述第一电源的充电状态足够则选择所述第一电源以用于启动所述启动部件，并且如果所述第一电源的充电状态不足则选择第二电源以用于启动所述启动部件来执行所述步骤(c)。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：进一步包括通过所述第一电源向多个负载提供动力的步骤。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述至少一个启动部件是空气压缩机、阀门加热器或高温冷却剂泵。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述负载包括燃料电池堆栈端板加热器、补充启动冷却剂加热器以及车辆座舱加热器中的至少一个。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：包括通过使用所述负载计划控制所述燃料电池堆栈动力以获得燃料电池堆栈平均电池电压来执行所述步骤(e)。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：包括通过使用所述负载计划控制所述燃料电池堆栈动力以获得燃料电池堆栈最小电池电压来执行所述步骤(e)。-->8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：进一步包括随着根据所述负载计划增加和移除负载而采用斜坡函数的步骤。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：进一步包括与所述负载计划并行操作局部控制回路的步骤。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述局部控制回路具有超越所述局部计划的能力。11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：进一步包括监测所述燃料电池堆栈的温度并使用所述负载计划保持所希望的燃料电池堆栈电压直到达到目标燃料电池堆栈温度的步骤。12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：电补充冷却剂加热器设置在冷却剂回路散热器旁路中。13.一种启动具有燃料电池堆栈、第一电源、第二电源、多个启动部件的燃料电池系统的方法，所述方法包括以下步骤：(a)确定所述第一电源的充电状态；(b)如果所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：SD伯奇，BJ克林格曼，AB阿尔普，DA阿瑟，D维克泽尔，M法泽，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]