CN111403772A - 一种燃料电池冷启动装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃料电池冷启动装置及其控制方法，属于能源技术领域。本发明所述装置包含燃烧加热和电加热两种模式，可以保证在整车锂电池SOC较低无法输出电加热功率时，直接利用氢氧燃烧产生的热能，实现低温环境下的燃料电池发动机快速启动。本发明所述控制方法可以根据动力电池SOC状态及冷启动升温速度需求确定相应的启动策略。当动力电池SOC过低时，将氢气与空气直接通入燃烧加热器，通过氢氧燃烧反应加热循环冷却水，从而提高电堆温度，避免消耗动力电池电量。氢气预热器和空气预热器可以充分利用燃烧高温尾气携带的余热对反应气体进行预热，降低对环境排放尾气的焓值，提高系统能量效率。

Description

一种燃料电池冷启动装置及其控制方法
技术领域
本发明属于能源技术领域，具体涉及一种燃料电池冷启动装置及其控制方法。
背景技术
目前全球能源危机和环境污染问题日益突出，人们对二氧化碳排放法规更加关注，不断要求车辆更加清洁与节能。为了满足这一需求，质子交换膜燃料电池(PEMFC)被认为是未来交通运输领域的具有广阔前景的清洁能源。然而，为实现燃料电池发动机的商业化，仍然存在一些问题需要改进。在寒冷地区使用PEMFC时，低温启动问题是需要解决的一个障碍，因为阴极反应产生的水在零度以下将冻结，可能会导致停堆。
专利申请CN 106784922 A公开了一种利用石墨板通直流电加热质子交换膜燃料电池冷启动装置。该发明利用石墨板通直流电加热质子交换膜燃料电池冷启动装置，包括锂电池组、燃料电池堆和变压片充电器。该不改变电池自身结构，不影响电池工作状况，添加少许的廉价器件，改造成锂电通直流电给石墨板产生欧姆热对冷启动过程中的燃料电池加热。然而，当锂电池SOC过低时，该装置无法正常运行。
专利申请CN 106784925 A公开了一种无接触式质子交换膜燃料电池冷启动装置。该发明通过微波加热器对位于其外部的质子交换膜燃料电池进行无接触的微波加热。该发明不影响电池自身结构和正常工作状态。通过车载直流电源给微波加热器供电，整个冷启动系统占用空间小。然而，当车载直流电流低时，该装置无法正常运行。
专利申请CN 110690483 A公开了一种燃料电池冷启动装置及控制方法。该发明装置包括第一循环回路和第二循环回路，其中第一循环回路对动力电池进行加热，第二循环回路对燃料电池进行加热。该发明能够在燃料电池的温度低于零度的情况下，实现燃料电池以较大输出功率工作，进而实现快速冷启动，提高整车性能。然而，该发明的两个回路均采用电加热器，在整车动力电池SOC过低，电加热器供电不足时，该装置无法正常运行。
专利申请CN 109728328 A公开了一种燃料电池动力系统组合低温冷启动装置及控制方法。该组合低温启动装置启动模式有五种，分别是：电加热启动模式；电加热和电极催化加热组合加热模式；电加热、电极催化加热和高温燃气加热组合加热模式；电极催化加热模式；高温燃气组合燃料电池堆电极催化加热模式。该发明根据动力电池剩余电量和环境实际情况，判定选用五种加热模式之一以保证燃料电池正常启动。然而，该发明未直接利用燃烧加热器的高温尾气余热，而是通过不单独使用高温燃气加热模式的方式，减少燃料电池的废热、废气排放，因此限制了燃气燃烧功率输出和电堆升温速度，增加了其他加热启动装置负荷，降低了系统能量效率。
目前存在的燃料电池冷启动技术主要通过燃料电池内置或外置加热装置加热电池，大多数装置为消耗电能的电加热或微波加热，这一类技术的缺点是当提供电能的锂电池或蓄电池SOC过低时，不能为冷启动过程提供足够的热量，从而使燃料电池系统无法正常运行。此外，少数技术采用燃气加热方式，但未对燃烧加热器的高温尾气余热加以利用，从而造成能量浪费，并限制了冷启动升温速度。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种燃料电池冷启动装置及其控制方法。
本发明所提出的技术问题是这样解决的：
一种燃料电池冷启动装置，包括燃料电池堆101、氢气供给系统、空气供给系统、散热系统和加热系统；
氢气供给系统包括高压氢气源201、减压阀202、压力调节阀203、氢气三通阀204、氢气入堆管路205和氢气出堆管路206；空气供给系统包括空气流量计301、空气压缩机302、空气三通阀303、空气入堆管路304和空气出堆管路305；散热系统包括冷却液出堆温度传感器401、水泵402、冷却液三通阀403、风冷散热器404和冷却液入堆温度传感器405；加热系统包括燃烧室501、换热器502、电加热器503、氢气流量计504、氢气预热器505、氢气路阻燃器506、燃烧室氢气入口管路507、空气预热器508、空气路阻燃器509、燃烧室空气入口管路510；
在正常运行状态时：
氢气从高压氢气源201流出，经过减压阀202降压，再通过压力调节阀203精确控制后端压力，氢气三通阀204将氢气流动路径切换到氢气入堆管路205，氢气通过氢气入堆管路205进入燃料电池堆101，氢气反应后的尾气从氢气出堆管路206排出；
空气通过空气流量计301进入空气压缩机302并升压，空气三通阀303将空气流动路径切换到空气入堆管路304，空气通过空气入堆管路304进入燃料电池堆101，空气反应后的尾气从空气出堆管路305排出；
冷却液出堆温度传感器401测量燃料电池堆101的温度，冷却液通过水泵402后流入冷却液三通阀403，将冷却液流动路径切换至风冷散热器404，冷却液入堆温度传感器405测量冷却后的冷却液温度；冷却后的冷却液流回燃料电池堆101；
在不需要燃烧加热需要电加热的启动状态时：
氢气从高压氢气源201流出，经过减压阀202降压，再通过压力调节阀203精确控制后端压力，氢气三通阀204将氢气流动路径切换到氢气入堆管路205，氢气通过氢气入堆管路205进入燃料电池堆101，氢气反应后的尾气从氢气出堆管路206排出；
空气通过空气流量计301进入空气压缩机302并升压，空气三通阀303将空气流动路径切换到空气入堆管路304，空气通过空气入堆管路304进入燃料电池堆101，空气反应后的尾气从空气出堆管路305排出；
冷却液出堆温度传感器401测量燃料电池堆101的温度，冷却液通过水泵402后流入冷却液三通阀403，将冷却液流动路径切换至燃烧室501内的换热器502，开启电加热器503，冷却液经电加热器503升温后进入燃料电池堆；
在需要燃烧加热的启动状态时：
氢气从高压氢气源201流出，经过减压阀202降压，压力调节阀203精确控制后端压力，氢气三通阀204将氢气流动路径切换到氢气流量计504，调节好压力的氢气通过氢气三通阀204依次进入氢气流量计504、氢气预热器505、氢气路阻燃器506，最终经由燃烧室氢气入口管路507进入燃烧室501；
空气通过空气流量计301进入空气压缩机302并升压，空气三通阀303将空气流动路径切换到空气预热器508，升压后的空气通过空气三通阀303依次进入空气预热器508、空气路阻燃器509，最终经由燃烧室空气入口管路510进入燃烧室501；
冷却液出堆温度传感器401测量燃料电池堆101的温度，冷却液通过水泵402后流入冷却液三通阀403，冷却液三通阀403将冷却液流动路径切换至燃烧室501内的换热器502，冷却液升温后得到高温冷却液，电加热器不开启，高温冷却液流经电加热器503进入并加热燃料电池堆101；燃烧室501排出的高温尾气流入氢气预热器505和空气预热器508。
上述燃料电池冷启动装置的控制方法，包括以下步骤：
步骤1.判断动力电池SOC是否小于电量阈值C1，0<C1＜1，若是，则转至步骤2，否则转至步骤4；
步骤2.判断燃料电池堆101的温度是否小于第一温度阈值T1，若是，开启燃烧加热模式，转至步骤3，否则，关闭燃烧加热模式，转至步骤7；
步骤3.开启燃烧加热模式；
开启高压氢气源201，氢气从高压氢气源201流出，经过减压阀202降压，压力调节阀203精确控制后端压力，氢气三通阀204将氢气流动路径切换到氢气流量计504，通过调节压力调节阀203使氢气流量计504示数稳定在设定值，调节好压力的氢气通过氢气三通阀204依次进入氢气流量计504、氢气预热器505、氢气路阻燃器506，最终经由燃烧室氢气入口管路507进入燃烧室501；
开启空气压缩机302，空气通过空气流量计301进入空气压缩机302并升压，通过调节空气压缩机302转速使空气流量计301示数稳定在设定值，空气设定流量高于反应空气量，空气三通阀303将空气流动路径切换到空气预热器508，升压后的空气通过空气三通阀303进入空气预热器508，升温后的空气通过空气路阻燃器509，最终经由燃烧室空气入口管路510进入燃烧室501；
氢气和空气进入燃烧室501后，通过点火发生反应，气体燃烧后，高温尾气分别进入氢气预热器505和空气预热器508，为进入燃烧室501的反应气体预热；
冷却液出堆温度传感器401测量燃料电池堆101的温度，冷却液通过水泵402后流入冷却液三通阀403，冷却液三通阀403将冷却液流动路径切换至燃烧室501内的换热器502，冷却液升温后得到高温冷却液，电加热器503不开启，高温冷却液流经电加热器503进入并加热燃料电池堆101；
步骤4.判断燃料电池堆101的温度是否小于第二温度阈值T2，T2＜T1，若是，则开启燃烧加热模式，即调用步骤3；否则，转至步骤5；
步骤5.判断燃料电池堆101的温度是否小于第三温度阈值T3，T3>T2，若是，关闭燃烧加热模式，开启电加热模式，即转至步骤6；若否，正常运行，转至步骤7；
步骤6.关闭燃烧加模式，开启电加热模式；
氢气从高压氢气源201流出，经过减压阀202降压，再通过压力调节阀203精确控制后端压力，氢气三通阀204将氢气流动路径切换到氢气入堆管路205，氢气通过氢气入堆管路205进入燃料电池堆101，氢气反应后的尾气从氢气出堆管路206排出；
空气通过空气流量计301进入空气压缩机302并升压，空气三通阀303将空气流动路径切换到空气入堆管路304，空气通过空气入堆管路304进入燃料电池堆101，空气反应后的尾气从空气出堆管路305排出；
冷却液出堆温度传感器401测量燃料电池堆101的温度，冷却液通过水泵402后流入冷却液三通阀403，将冷却液流动路径切换至燃烧室501内的换热器502，开启电加热器503，冷却液经电加热器503升温后进入燃料电池堆；
步骤7.启动结束，开始正常运行；
氢气从高压氢气源201流出，经过减压阀202降压，再通过压力调节阀203精确控制后端压力，氢气三通阀204将氢气流动路径切换到氢气入堆管路205，氢气通过氢气入堆管路205进入燃料电池堆101，氢气反应后的尾气从氢气出堆管路206排出；
空气通过空气流量计301进入空气压缩机302并升压，空气三通阀303将空气流动路径切换到空气入堆管路304，空气通过空气入堆管路304进入燃料电池堆101，空气反应后的尾气从空气出堆管路305排出；
冷却液出堆温度传感器401测量燃料电池堆101的温度，冷却液通过水泵402后流入冷却液三通阀403，将冷却液流动路径切换至风冷散热器404，冷却液入堆温度传感器405测量冷却后的冷却液温度；冷却后的冷却液流回燃料电池堆101。
优选的，电量阈值C1＝30％。
优选的，T1＝30℃，T2＝10℃，T3＝50℃。
本发明的有益效果是：
本发明提出一种燃料电池冷启动装置与方法，该装置包含燃烧加热和电加热两种模式，可以保证在整车锂电池SOC较低无法输出电加热功率时，直接利用氢氧燃烧产生的热能，实现低温环境下的燃料电池发动机快速启动。本发明所述控制方法可以根据动力电池SOC状态及冷启动升温速度需求确定相应的启动策略。当动力电池SOC过低时，将氢气与空气直接通入燃烧加热器，通过氢氧燃烧反应加热循环冷却水，从而提高电堆温度，避免消耗动力电池电量。氢气预热器和空气预热器可以充分利用燃烧高温尾气携带的余热对反应气体进行预热，降低对环境排放尾气的焓值，从而提高系统能量效率。
附图说明
图1为本发明所述燃料电池冷启动装置的结构示意图；
图2为本发明所述燃料电池冷启动装置的控制方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的说明。
本实施例提供一种燃料电池冷启动装置，其结构示意图如图1所示，包括燃料电池堆101、氢气供给系统、空气供给系统、散热系统和加热系统；
氢气供给系统包括高压氢气源201、减压阀202、压力调节阀203、氢气三通阀204、氢气入堆管路205和氢气出堆管路206；空气供给系统包括空气流量计301、空气压缩机302、空气三通阀303、空气入堆管路304和空气出堆管路305；散热系统包括冷却液出堆温度传感器401、水泵402、冷却液三通阀403、风冷散热器404和冷却液入堆温度传感器405；加热系统包括燃烧室501、换热器502、电加热器503、氢气流量计504、氢气预热器505、氢气路阻燃器506、燃烧室氢气入口管路507、空气预热器508、空气路阻燃器509、燃烧室空气入口管路510；
在正常运行状态时：
氢气从高压氢气源201流出，经过减压阀202降压，再通过压力调节阀203精确控制后端压力，氢气三通阀204将氢气流动路径切换到氢气入堆管路205，氢气通过氢气入堆管路205进入燃料电池堆101，氢气反应后的尾气从氢气出堆管路206排出；
空气通过空气流量计301进入空气压缩机302并升压，空气三通阀303将空气流动路径切换到空气入堆管路304，空气通过空气入堆管路304进入燃料电池堆101，空气反应后的尾气从空气出堆管路305排出；
冷却液出堆温度传感器401测量燃料电池堆101的温度，冷却液通过水泵402后流入冷却液三通阀403，将冷却液流动路径切换至风冷散热器404，从而排除多余的电堆余热，冷却液入堆温度传感器405测量冷却后的冷却液温度；冷却后的冷却液流回燃料电池堆101。
在不需要燃烧加热需要电加热的启动状态时：
氢气从高压氢气源201流出，经过减压阀202降压，再通过压力调节阀203精确控制后端压力，氢气三通阀204将氢气流动路径切换到氢气入堆管路205，氢气通过氢气入堆管路205进入燃料电池堆101，氢气反应后的尾气从氢气出堆管路206排出；
空气通过空气流量计301进入空气压缩机302并升压，空气三通阀303将空气流动路径切换到空气入堆管路304，空气通过空气入堆管路304进入燃料电池堆101，空气反应后的尾气从空气出堆管路305排出；
冷却液出堆温度传感器401测量燃料电池堆101的温度，冷却液通过水泵402后流入冷却液三通阀403，将冷却液流动路径切换至燃烧室501内的换热器502，开启电加热器503，冷却液经电加热器503升温后进入燃料电池堆，依靠燃料电池堆和电加热器产生的热量给燃料电池堆升温；
在需要燃烧加热的启动状态时：
氢气从高压氢气源201流出，经过减压阀202降压，压力调节阀203精确控制后端压力，氢气三通阀204将氢气流动路径切换到氢气流量计504，调节好压力的氢气通过氢气三通阀204依次进入氢气流量计504、氢气预热器505、氢气路阻燃器506，最终经由燃烧室氢气入口管路507进入燃烧室501；其中，氢气路阻燃器506的作用是防止燃烧室501内的火焰回流到燃烧室氢气入口管路507；
空气通过空气流量计301进入空气压缩机302并升压，空气三通阀303将空气流动路径切换到空气预热器508，升压后的空气通过空气三通阀303依次进入空气预热器508、空气路阻燃器509，最终经由燃烧室空气入口管路510进入燃烧室501；其中，空气路阻燃器509的作用是防止燃烧室501内的火焰回流到燃烧室空气入口管路510；
冷却液出堆温度传感器401测量燃料电池堆101的温度，冷却液通过水泵402后流入冷却液三通阀403，冷却液三通阀403将冷却液流动路径切换至燃烧室501内的换热器502，冷却液升温后得到高温冷却液，电加热器不开启，高温冷却液流经电加热器503进入并加热燃料电池堆101；燃烧室501排出的高温尾气流入氢气预热器505和空气预热器508，为燃烧反应气体升温，以此降低氢气预热器尾气和空气预热器尾气的焓值，提高能量利用率。
上述燃料电池冷启动装置的控制方法，其流程示意图如图2所示，包括以下步骤：
步骤1.判断动力电池SOC(state of charge，电量状态)是否小于电量阈值C1，C1＝30％，若是，则转至步骤2，否则转至步骤4；
步骤2.判断燃料电池堆101的温度是否小于第一温度阈值T1，T1＝30℃，若是，开启燃烧加热模式，转至步骤3，否则，关闭燃烧加热模式，转至步骤7；
步骤3.开启燃烧加热模式；
开启高压氢气源201，氢气从高压氢气源201流出，经过减压阀202降压，压力调节阀203精确控制后端压力，氢气三通阀204将氢气流动路径切换到氢气流量计504，通过调节压力调节阀203使氢气流量计504示数稳定在设定值附近(冷启动时间对应升温的速度，可以确定氢气的消耗量)，调节好压力的氢气通过氢气三通阀204依次进入氢气流量计504、氢气预热器505、氢气路阻燃器506，最终经由燃烧室氢气入口管路507进入燃烧室501；
开启空气压缩机302，空气通过空气流量计301进入空气压缩机302并升压，通过调节空气压缩机302转速使空气流量计301示数稳定在设定值附近(冷启动时间对应升温的速度，可以确定空气的消耗量)，为保证氢气完全燃烧，空气设定流量高于反应空气量，空气三通阀303将空气流动路径切换到空气预热器508，升压后的空气通过空气三通阀303进入空气预热器508，升温后的空气通过空气路阻燃器509，最终经由燃烧室空气入口管路510进入燃烧室501；
氢气和空气进入燃烧室501后，通过点火发生反应，气体燃烧后，高温尾气分别进入氢气预热器505和空气预热器508，为进入燃烧室501的反应气体预热；
冷却液出堆温度传感器401测量燃料电池堆101的温度，冷却液通过水泵402后流入冷却液三通阀403，冷却液三通阀403将冷却液流动路径切换至燃烧室501内的换热器502，冷却液升温后得到高温冷却液，电加热器503不开启，冷却液出堆温度传感器示数近似表示燃料电池堆温度，高温冷却液流经电加热器503进入并加热燃料电池堆101；燃烧室排出的高温尾气流入氢气预热器和空气预热器，为燃烧反应气体升温，以此降低氢气预热器尾气和空气预热器尾气的焓值，提高能量利用率；
步骤4.判断燃料电池堆101的温度是否小于第二温度阈值T2，T2＝10℃，若是，则开启燃烧加热模式，即调用步骤3；否则，转至步骤5；
步骤5.判断燃料电池堆101的温度是否小于第三温度阈值T3，T3＝50℃，若是，关闭燃烧加热模式，开启电加热模式，即转至步骤6；若否，正常运行，转至步骤7；
步骤6.关闭燃烧加模式，开启电加热模式；
氢气从高压氢气源201流出，经过减压阀202降压，再通过压力调节阀203精确控制后端压力，氢气三通阀204将氢气流动路径切换到氢气入堆管路205，氢气通过氢气入堆管路205进入燃料电池堆101，氢气反应后的尾气从氢气出堆管路206排出；
空气通过空气流量计301进入空气压缩机302并升压，空气三通阀303将空气流动路径切换到空气入堆管路304，空气通过空气入堆管路304进入燃料电池堆101，空气反应后的尾气从空气出堆管路305排出；
冷却液出堆温度传感器401测量燃料电池堆101的温度，冷却液通过水泵402后流入冷却液三通阀403，将冷却液流动路径切换至燃烧室501内的换热器502，开启电加热器503，冷却液经电加热器503升温后进入燃料电池堆，依靠燃料电池堆和电加热器产生的热量给燃料电池堆升温；
步骤7.启动结束，开始正常运行；
氢气从高压氢气源201流出，经过减压阀202降压，再通过压力调节阀203精确控制后端压力，氢气三通阀204将氢气流动路径切换到氢气入堆管路205，氢气通过氢气入堆管路205进入燃料电池堆101，氢气反应后的尾气从氢气出堆管路206排出；
空气通过空气流量计301进入空气压缩机302并升压，空气三通阀303将空气流动路径切换到空气入堆管路304，空气通过空气入堆管路304进入燃料电池堆101，空气反应后的尾气从空气出堆管路305排出；
冷却液出堆温度传感器401测量燃料电池堆101的温度，冷却液通过水泵402后流入冷却液三通阀403，将冷却液流动路径切换至风冷散热器404，从而排除多余的电堆余热，冷却液入堆温度传感器405测量冷却后的冷却液温度；冷却后的冷却液流回燃料电池堆101。

Claims (4)

1.一种燃料电池冷启动装置，其特征在于，包括燃料电池堆(101)、氢气供给系统、空气供给系统、散热系统和加热系统；
氢气供给系统包括高压氢气源(201)、减压阀(202)、压力调节阀(203)、氢气三通阀(204)、氢气入堆管路(205)和氢气出堆管路(206)；空气供给系统包括空气流量计(301)、空气压缩机(302)、空气三通阀(303)、空气入堆管路(304)和空气出堆管路(305)；散热系统包括冷却液出堆温度传感器(401)、水泵(402)、冷却液三通阀(403)、风冷散热器(404)和冷却液入堆温度传感器(405)；加热系统包括燃烧室(501)、换热器(502)、电加热器(503)、氢气流量计(504)、氢气预热器(505)、氢气路阻燃器(506)、燃烧室氢气入口管路(507)、空气预热器(508)、空气路阻燃器(509)、燃烧室空气入口管路(510)；
在正常运行状态时：
氢气从高压氢气源(201)流出，经过减压阀(202)降压，再通过压力调节阀(203)精确控制后端压力，氢气三通阀(204)将氢气流动路径切换到氢气入堆管路(205)，氢气通过氢气入堆管路(205)进入燃料电池堆(101)，氢气反应后的尾气从氢气出堆管路(206)排出；
空气通过空气流量计(301)进入空气压缩机(302)并升压，空气三通阀(303)将空气流动路径切换到空气入堆管路(304)，空气通过空气入堆管路(304)进入燃料电池堆(101)，空气反应后的尾气从空气出堆管路(305)排出；
冷却液出堆温度传感器(401)测量燃料电池堆(101)的温度，冷却液通过水泵(402)后流入冷却液三通阀(403)，将冷却液流动路径切换至风冷散热器(404)，冷却液入堆温度传感器(405)测量冷却后的冷却液温度；冷却后的冷却液流回燃料电池堆(101)；
在不需要燃烧加热需要电加热的启动状态时：
氢气从高压氢气源(201)流出，经过减压阀(202)降压，再通过压力调节阀(203)精确控制后端压力，氢气三通阀(204)将氢气流动路径切换到氢气入堆管路(205)，氢气通过氢气入堆管路(205)进入燃料电池堆(101)，氢气反应后的尾气从氢气出堆管路(206)排出；
空气通过空气流量计(301)进入空气压缩机(302)并升压，空气三通阀(303)将空气流动路径切换到空气入堆管路(304)，空气通过空气入堆管路(304)进入燃料电池堆(101)，空气反应后的尾气从空气出堆管路(305)排出；
冷却液出堆温度传感器(401)测量燃料电池堆(101)的温度，冷却液通过水泵(402)后流入冷却液三通阀(403)，将冷却液流动路径切换至燃烧室(501)内的换热器(502)，开启电加热器(503)，冷却液经电加热器(503)升温后进入燃料电池堆；
在需要燃烧加热的启动状态时：
氢气从高压氢气源(201)流出，经过减压阀(202)降压，压力调节阀(203)精确控制后端压力，氢气三通阀(204)将氢气流动路径切换到氢气流量计(504)，调节好压力的氢气通过氢气三通阀(204)依次进入氢气流量计(504)、氢气预热器(505)、氢气路阻燃器(506)，最终经由燃烧室氢气入口管路(507)进入燃烧室(501)；
空气通过空气流量计(301)进入空气压缩机(302)并升压，空气三通阀(303)将空气流动路径切换到空气预热器(508)，升压后的空气通过空气三通阀(303)依次进入空气预热器(508)、空气路阻燃器(509)，最终经由燃烧室空气入口管路(510)进入燃烧室(501)；
冷却液出堆温度传感器(401)测量燃料电池堆(101)的温度，冷却液通过水泵(402)后流入冷却液三通阀(403)，冷却液三通阀(403)将冷却液流动路径切换至燃烧室(501)内的换热器(502)，冷却液升温后得到高温冷却液，电加热器不开启，高温冷却液流经电加热器(503)进入并加热燃料电池堆(101)；燃烧室(501)排出的高温尾气流入氢气预热器(505)和空气预热器(508)。
2.一种燃料电池冷启动装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1.判断动力电池SOC是否小于电量阈值C1，0<C1＜1，若是，则转至步骤2，否则转至步骤4；
步骤2.判断燃料电池堆(101)的温度是否小于第一温度阈值T1，若是，开启燃烧加热模式，转至步骤3，否则，关闭燃烧加热模式，转至步骤7；
步骤3.开启燃烧加热模式；
开启高压氢气源(201)，氢气从高压氢气源(201)流出，经过减压阀(202)降压，压力调节阀(203)精确控制后端压力，氢气三通阀(204)将氢气流动路径切换到氢气流量计(504)，通过调节压力调节阀(203)使氢气流量计(504)示数稳定在设定值，调节好压力的氢气通过氢气三通阀(204)依次进入氢气流量计(504)、氢气预热器(505)、氢气路阻燃器(506)，最终经由燃烧室氢气入口管路(507)进入燃烧室(501)；
开启空气压缩机(302)，空气通过空气流量计(301)进入空气压缩机(302)并升压，通过调节空气压缩机(302)转速使空气流量计(301)示数稳定在设定值，空气设定流量高于反应空气量，空气三通阀(303)将空气流动路径切换到空气预热器(508)，升压后的空气通过空气三通阀(303)进入空气预热器(508)，升温后的空气通过空气路阻燃器(509)，最终经由燃烧室空气入口管路(510)进入燃烧室(501)；
氢气和空气进入燃烧室(501)后，通过点火发生反应，气体燃烧后，高温尾气分别进入氢气预热器(505)和空气预热器(508)，为进入燃烧室(501)的反应气体预热；
冷却液出堆温度传感器(401)测量燃料电池堆(101)的温度，冷却液通过水泵(402)后流入冷却液三通阀(403)，冷却液三通阀(403)将冷却液流动路径切换至燃烧室(501)内的换热器(502)，冷却液升温后得到高温冷却液，电加热器(503)不开启，高温冷却液流经电加热器(503)进入并加热燃料电池堆(101)；
步骤4.判断燃料电池堆(101)的温度是否小于第二温度阈值T2，T2＜T1，若是，则开启燃烧加热模式，即调用步骤3；否则，转至步骤5；
步骤5.判断燃料电池堆(101)的温度是否小于第三温度阈值T3，T3>T2，若是，关闭燃烧加热模式，开启电加热模式，即转至步骤6；若否，正常运行，转至步骤7；
步骤6.关闭燃烧加模式，开启电加热模式；
氢气从高压氢气源(201)流出，经过减压阀(202)降压，再通过压力调节阀(203)精确控制后端压力，氢气三通阀(204)将氢气流动路径切换到氢气入堆管路(205)，氢气通过氢气入堆管路(205)进入燃料电池堆(101)，氢气反应后的尾气从氢气出堆管路(206)排出；
空气通过空气流量计(301)进入空气压缩机(302)并升压，空气三通阀(303)将空气流动路径切换到空气入堆管路(304)，空气通过空气入堆管路(304)进入燃料电池堆(101)，空气反应后的尾气从空气出堆管路(305)排出；
冷却液出堆温度传感器(401)测量燃料电池堆(101)的温度，冷却液通过水泵(402)后流入冷却液三通阀(403)，将冷却液流动路径切换至燃烧室(501)内的换热器(502)，开启电加热器(503)，冷却液经电加热器(503)升温后进入燃料电池堆；
步骤7.启动结束，开始正常运行；
氢气从高压氢气源(201)流出，经过减压阀(202)降压，再通过压力调节阀(203)精确控制后端压力，氢气三通阀(204)将氢气流动路径切换到氢气入堆管路(205)，氢气通过氢气入堆管路(205)进入燃料电池堆(101)，氢气反应后的尾气从氢气出堆管路(206)排出；
空气通过空气流量计(301)进入空气压缩机(302)并升压，空气三通阀(303)将空气流动路径切换到空气入堆管路(304)，空气通过空气入堆管路(304)进入燃料电池堆(101)，空气反应后的尾气从空气出堆管路(305)排出；
冷却液出堆温度传感器(401)测量燃料电池堆(101)的温度，冷却液通过水泵(402)后流入冷却液三通阀(403)，将冷却液流动路径切换至风冷散热器(404)，冷却液入堆温度传感器(405)测量冷却后的冷却液温度；冷却后的冷却液流回燃料电池堆(101)。
3.根据权利要求2所述的燃料电池冷启动装置的控制方法，其特征在于，电量阈值C1＝30％。
4.根据权利要求2所述的燃料电池冷启动装置的控制方法，其特征在于，T1＝30℃，T2＝10℃，T3＝50℃。
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