一种燃料电池低温冷启动结构以及燃料电池系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种燃料电池低温冷启动结构以及燃料电池系统，该燃料电池低温冷启动结构包括排氢模块加热管路及电堆加热管路，排氢模块加热管路的入口端连接于燃料电池系统的空压机出口，排氢模块加热管路的出口端连接于燃料电池系统的排氢模块的空气入口，排氢模块加热管路设有第一控制阀；电堆加热管路的入口端连接于燃料电池系统的空压机出口，电堆加热管路的出口端连接于燃料电池系统的燃料电池电堆的箱体的空气入口，电堆加热管路设有第二控制阀；在低温冷启动时，空压机产生的高温气体经排氢模块加热管路及电堆加热管路分别加热排氢模块以及电堆，使排氢模块可以正常排氢的同时加热燃料电池电堆，使得燃料电池发动机可以实现低温冷启动。机可以实现低温冷启动。机可以实现低温冷启动。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池低温冷启动结构以及燃料电池系统


[0001]本技术涉及燃料电池
，特别涉及一种燃料电池低温冷启动结构以及燃料电池系统。

技术介绍

[0002]燃料电池发动机正常起动时，氢气进入到燃料电池电堆中与空气进行反应，未反应的氢气夹杂着少量的水排出燃料电池电堆，其中一部分通过排氢模块将部分氢气排掉，另一部分通过氢气循环泵重新循环回燃料电池电堆的氢气进堆管路中，循环回的氢气带有少量的水，起到对入堆氢气加湿的作用。而在燃料电池发动机低温起动时，由于燃料电池发动机在上次发动机停机时虽然经过了吹扫，但仍会在排氢模块处残余少量的水，在低温坏境下，这些残存的水会遇冷结冰从而造成排氢模块的堵塞，使得氢气不能定时排出，从而影响燃料电池发动机的工作。

技术实现思路

[0003]本技术的第一个目的在于提供一种燃料电池低温冷启动结构，以燃料电池发动机能够在低温冷启动时正常排氢以保证燃料电池发动机冷启动成功。
[0004]本技术的第二个目的在于提供一种基于上述燃料电池低温冷启动结构的燃料电池系统。
[0005]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0006]一种燃料电池低温冷启动结构，包括：
[0007]排氢模块加热管路，所述排氢模块加热管路的入口端连接于燃料电池系统的空压机的出口，所述排氢模块加热管路的出口端连接于燃料电池系统的排氢模块的空气入口，所述排氢模块加热管路设置有用于控制所述排氢模块加热管路通断的第一控制阀；
[0008]电堆加热管路，所述电堆加热管路的入口端连接于燃料电池系统的空压机的出口，所述电堆加热管路的出口端连接于燃料电池系统的燃料电池电堆的箱体的空气入口，所述电堆加热管路设置有用于控制所述电堆加热管路通断的第二控制阀。
[0009]优选地，还包括控制器以及环境温度检测装置，所述环境温度检测装置、所述第一控制阀以及所述第二控制阀分别与所述控制器连接，所述控制器用于在所述环境温度检测装置检测到环境温度低于预设值时控制所述第一控制阀以及所述第二控制阀开启。
[0010]优选地，还包括设置于燃料电池系统的排氢模块内的加热装置，所述加热装置与所述控制器连接，所述控制器在所述环境温度检测装置检测到环境温度低于预设值时控制所述加热装置启动。
[0011]优选地，还包括排氢模块排气管路，所述排氢模块排气管路的入口端与燃料电池系统的排氢模块的空气出口连通，所述排氢模块排气管路的出口端与外界环境、燃料电池系统的空气进堆管路以及燃料电池系统的空气尾排管路这三者中的一者连通。
[0012]优选地，所述排氢模块排气管路的出口端与燃料电池系统的空气尾排管路连通。
[0013]一种燃料电池系统，包括如上任意一项所述的燃料电池低温冷启动结构。
[0014]优选地，还包括冷却模块，所述冷却模块包括散热器、三通阀以及驱动泵，所述驱动泵的入口端与所述燃料电池系统的燃料电池电堆的冷却液出口连通，所述驱动泵的出口与所述三通阀的进口连通，所述三通阀的第一出口与所述散热器的入口连通，所述三通阀的第二出口以及所述散热器的出口分别与所述燃料电池系统的燃料电池电堆的冷却液入口连通，所述三通阀的进口与所述三通阀的第二出口在所述燃料电池低温冷启动结构的排氢模块加热管路以及电堆加热管路导通时连通。
[0015]优选地，还包括氢气模块，所述氢气模块包括氢气源、供氢阀、氢气循环装置以及排氢模块，所述氢气源通过所述供氢阀与所述燃料电池系统的燃料电池电堆的氢气入口连通，所述燃料电池系统的燃料电池电堆的氢气出口通过所述氢气循环装置分别与所述排氢模块以及所述燃料电池系统的燃料电池电堆的氢气入口连通。
[0016]优选地，还包括空气模块，所述空气模块包括空压机、中冷器以及增湿器，所述空气机通过所述中冷器以及所述增湿器的第一通路与所述燃料电池系统的燃料电池电堆的空气入口连通，所述燃料电池系统的燃料电池电堆的空气尾排口通过所述增湿器的第二通路与所述燃料电池系统的空气尾排管路连通。
[0017]由以上技术方案可以看出，本技术中公开了一种燃料电池低温冷启动结构，该燃料电池低温冷启动结构包括排氢模块加热管路以及电堆加热管路，其中，排氢模块加热管路的入口端连接于燃料电池系统的空压机的出口，排氢模块加热管路的出口端连接于燃料电池系统的排氢模块的空气入口，排氢模块加热管路设置有用于控制排氢模块加热管路通断的第一控制阀；电堆加热管路的入口端连接于燃料电池系统的空压机的出口，电堆加热管路的出口端连接于燃料电池系统的燃料电池电堆的箱体的空气入口，电堆加热管路设置有用于控制电堆加热管路通断的第二控制阀；在低温冷启动时，第一控制阀以及第二控制阀打开，将排氢模块加热管路以及电堆加热管路分别导通，空压机高速运转可将外界低温气体快速压缩成高温气体，然后经排氢模块加热管路加热排氢模块，加快排氢模块中的冰的溶解，从而保证燃料电池发动机在起动过程中氢气路可以正常排氢，使得燃料电池发动机可以实现低温冷启动，与此同时高温气体经电堆加热管路进入燃料电池电堆的箱体中，达到加热燃料电池电堆的目的，缩短燃料发动机低温冷启动的时间的目的。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例，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。
[0019]图1为本技术实施例提供的燃料电池系统的结构示意图。
[0020]图中：
[0021]1为排氢模块加热管路；2为电堆加热管路；3为第一控制阀；4为第二控制阀；5为空压机；6为中冷器；7为增湿器；8为排氢模块；9为氢气循环装置；10为供氢阀；11为散热器；12为三通阀；13为驱动泵；14为燃料电池电堆。
具体实施方式
[0022]本技术的核心之一是提供一种燃料电池低温冷启动结构，该燃料电池低温冷启动结构的结构设计使燃料电池发动机能够在低温冷启动时正常排氢以保证燃料电池发动机冷启动成功。
[0023]本技术的另一核心是提供一种基于上述燃料电池低温冷启动结构的燃料电池系统。
[0024]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，都属于本技术保护的范围。
[0025]请参阅图1，图1为本技术实施例提供的燃料电池系统的结构示意图。
[0026]本技术实施例中公开了一种燃料电池低温冷启动结构，该燃料电池低温冷启动结构包括排氢模块8加热管路1以及电堆加热管路2。
[0027]其中，排氢模块8加热管路1的入口端连接于燃料电池系统的空压机5的出口，排氢模块8加热管路1的出口端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池低温冷启动结构，其特征在于，包括：排氢模块加热管路，所述排氢模块加热管路的入口端连接于燃料电池系统的空压机的出口，所述排氢模块加热管路的出口端连接于燃料电池系统的排氢模块的空气入口，所述排氢模块加热管路设置有用于控制所述排氢模块加热管路通断的第一控制阀；电堆加热管路，所述电堆加热管路的入口端连接于燃料电池系统的空压机的出口，所述电堆加热管路的出口端连接于燃料电池系统的燃料电池电堆的箱体的空气入口，所述电堆加热管路设置有用于控制所述电堆加热管路通断的第二控制阀。2.根据权利要求1所述的燃料电池低温冷启动结构，其特征在于，还包括控制器以及环境温度检测装置，所述环境温度检测装置、所述第一控制阀以及所述第二控制阀分别与所述控制器连接，所述控制器用于在所述环境温度检测装置检测到环境温度低于预设值时控制所述第一控制阀以及所述第二控制阀开启。3.根据权利要求2所述的燃料电池低温冷启动结构，其特征在于，还包括设置于燃料电池系统的排氢模块内的加热装置，所述加热装置与所述控制器连接，所述控制器在所述环境温度检测装置检测到环境温度低于预设值时控制所述加热装置启动。4.根据权利要求1
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3任意一项所述的燃料电池低温冷启动结构，其特征在于，还包括排氢模块排气管路，所述排氢模块排气管路的入口端与燃料电池系统的排氢模块的空气出口连通，所述排氢模块排气管路的出口端与外界环境、燃料电池系统的空气进堆管路以及燃料电池系统的空气尾排管路这三者中的一者连通。5.根据权利要求4所述的燃料电池低温...

【专利技术属性】
技术研发人员：游庆库，郗富强，朱晓春，台述鹏，刘晓辉，
申请(专利权)人：潍柴巴拉德氢能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：