CN113921859B - 一种燃料电池系统低温自启动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了燃料电池低温启动技术领域的一种燃料电池系统低温自启动方法,包括S2:使燃料电池系统中电堆以恒定低输出电压启动;S4:使燃料电池系统以恒定高输出电流启动;S6:开启燃料电池系统中散热冷却回路;S7:重复S2和S4,直至燃料电池系统中电堆的实时温度和实时输出电压达到常态运行要求。本发明先通过恒压启动方式进行燃料电池系统的低温自启动,在通过恒流启动方式将燃料电池系统中电堆快速升温至常规运行温度,可完成燃料电池系统中电堆在低温环境下的完全快速启动,且对燃料电池系统无旁通结构需求。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池低温启动技术领域,具体涉及一种燃料电池系统低温自启动方法。
背景技术
燃料电池是将燃料具有的化学能直接变为电能的发电装置,具体来说就是,燃料电池通过将储存于氢气瓶中的氢气与空气中的氧气进行电化学反应产生电能、热能和水。燃料电池因其转化效率高,化学反应过程不产生有害化学物质的环保特点,以及低噪音和体积小的优点,被广泛应用于汽车行业。
为了满足商业化的需求,车载燃料电池系统必须满足各种气候条件下的快速启动并进行功率输出功能的要求,其中低温启动是技术难点之一,因为低温下燃料电池电堆极易结冰,不适宜的启动方法会导致电堆内部冰迅速增加并堵塞催化层,进而降低反应面积直至启动失败。
现有燃料电池低温自启动方法主要有三种:
第一种是外部辅助加热方法,该方法通过外部加热装置先将电堆温度提升至0℃以上,电堆内部冰完全融化之后再进行正常启动操作。此技术的缺点是从实际应用角度考虑,外部辅助加热功率不可能太高,会导致加热时间较长,也即开机时间较长,同时又会大量消耗电功率,在整车实际应用上对供电电池有低温大能量输出需求。
第二种是恒流自启动方法,该方法是在低温环境下以恒电流启动电堆,利用电堆自身发热对电堆及系统进行升温化冻,直至升至目标温度(0℃以上),完成冷启动开机。此技术弊端在于:若电流设置过小,会导致电堆发热量小,且升温速度慢,还可能导致启动失败;电流设置过大,由于电堆性能差导致总电压过低容易损伤电堆。
第三种是欠气恒压自启动方法,该方法是在低温环境下采用欠气恒压启动方式启动电堆,通过降低阴极过量系数导致电堆阴极欠气,降低电压而提升电堆发热量,直至升至目标温度(0℃以上),完成冷启动开机。该方法对燃料电池系统有额外需求,那就是阴极回路必须要设置旁通结构,因为当阴极回路无旁通结构时,阴极回路如空压机、节气门等虽可以共同作用实现欠气目标过量系数,但无法稀释欠气导致的阴极回路尾排中的氢气,从而导致尾排浓度超标。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种燃料电池系统低温自启动方法,以解决现有燃料电池系统低温自启动的技术问题。
本发明所采用的技术方案为:一种燃料电池系统低温自启动方法,包括如下步骤:
S1:获取燃料电池系统中电堆的起始温度,并判断所述燃料电池系统是否需要低温自启动;如果是,则执行S2;如果否,则进入正常启动模式;
S2:使所述燃料电池系统中电堆以恒定低输出电压启动;
S3:获取所述燃料电池系统中电堆的实时输出电流,并判断所述实时输出电流是否低于预设电流阈值;如果是,则继续执行S2;如果否,则执行S4;
S4:使所述燃料电池系统中电堆以恒定高输出电流启动;
S5:获取所述燃料电池系统中电堆的实时温度,并判断所述燃料电池系统中电堆是否需要冷却;如果是,则执行S6;如果否,则继续执行S4;
S6:开启所述燃料电池系统中散热冷却回路;
S7:重复S2~S4,直至所述燃料电池系统中电堆的实时温度和实时输出电压达到常态运行要求。
优选的,所述S1包括:获取所述燃料电池系统中电堆的起始温度T1,并判断所述起始温度T1是否小于0℃;如果T1<0℃,则判定所述燃料电池系统需要低温自启动,执行S2;如果T1≥0℃,则判定所述燃料电池系统需要进入正常启动模式。
优选的,所述S2包括:开启所述燃料电池系统的氢气供给系统和空气供给系统,通过所述氢气供给系统向燃料电池系统的阳极输送氢气,通过所述空气供给系统向燃料电池的阴极输送空气,并使所述燃料电池系统中电堆以恒定低输出电压U1启动。
优选的,所述S2中,0.1V≤U1≤0.5V。
优选的,所述S2中,U1=0.1V。
优选的,所述S3中,所述预设电流阈值小于等于安全电流上限。
优选的,所述S4中,所述恒定高输出电流等于安全电流上限。
优选的,所述S5中:获取所述燃料电池系统中电堆的实时温度T3,并判断所述实时温度T3是否大于等于45℃;如果T3≥45℃,则判定所述燃料电池系统中电堆需要进行冷却,执行S6;如果T3<45℃,则判定所述燃料电池系统中电堆的实时温度未达到上限,继续执行S4。
本发明的有益效果:
本发明先通过恒定低输出电压启动方式进行燃料电池系统的低温自启动,不仅可以使燃料电池系统中电堆的输出电流快速达到安全电流上限,还利用电堆发热量对燃料电池系统中电堆进行升温化冻;然后通过恒定高输出电流启动方式将燃料电池系统中电堆快速升温至常规运行温度,可完成燃料电池系统中电堆在低温环境下的完全快速启动,且对燃料电池系统无旁通结构需求。
附图说明
图1为本发明的燃料电池系统低温自启动方法的流程图;
图2为实施本发明方法时电堆的输出电压图;
图3为实施本发明方法时电堆的输出电流图;
图4为实施本发明方法时电堆的温度图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明,而并非对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外,在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
实施例,如图1-图4所示,一种燃料电池系统低温自启动方法,该方法用于燃料电池系统在0℃以下环境中的快速安全启动,同时减少尾排中氢气的含量;该方法包括如下步骤:
S1.获取燃料电池系统中电堆的起始温度T1,并判断起始温度T1是否低于第一温度阈值T2;如果起始温度T1低于第一温度阈值T2,则判定燃料电池系统需要进入低温自启动模式,执行S2;如果起始温度T1不低于第一温度阈值T2,则判定燃料电池系统需要进入正常自启动模式。
S2.开启氢气供给系统和空气供给系统,通过氢气供给系统向燃料电池系统的阳极输送氢气,通过空气供给系统向燃料电池的阴极输送空气;设定燃料电池系统中电堆以恒定低输出电压U1启动,以使燃料电池系统中电堆的实时输出电流I1逐渐增加,利用电堆自身发热对燃料电池系统进行升温化冻;其中,电堆热功率计算公式为:Q=(1.48*N-U)*I,N为电堆电池片数,U为电堆输出电压,I为电堆输出电流。其中,恒定低输出电压启动时长为t1。
S3.获取燃料电池中电堆的实时输出电流I1,判断实时输出电流I1是否低于电流阈值I2;如果实时输出电流I1低于电流阈值I2,则判定燃料电池系统中电堆继续以恒定低输出电压状态启动;如果实时输出电流I1不低于电流阈值I2,则判定燃料电池系统中电堆需要以恒定高输出电流状态启动,执行S4。
S4. 继续开启氢气供给系统和空气供给系统,通过氢气供给系统向燃料电池系统的阳极输送氢气,通过空气供给系统向燃料电池的阴极输送空气;设定燃料电池系统中电堆以恒定高输出电流I3启动,以使燃料电池系统中电堆的实时输出电压U2逐渐增加,继续利用电堆自身发热对燃料电池系统进行升温。其中,恒定高输出电流启动时长为t2-t1。
S5.获取燃料电池系统中电堆的实时温度T3,并判断实时温度T3是否低于第二温度阈值T4,且第二温度阈值T4大于第一温度阈值T2;如果实时温度T3低于第二温度阈值T4,则判定燃料电池系统中电堆继续以恒定高输出电流状态启动;如果实时温度T3不低于第二温度阈值T4,则判定燃料电池系统中电堆过高需要冷却,执行S6。
S6.开启燃料电池系统中的散热冷却回路,通过散热冷却回路中的冷却液对燃料电池系统中电堆的进行冷却,防止电堆温度过高而损伤燃料电池系统并稳定电堆温度。其中,电堆温度通过测量冷却液温度间接得出,所以电堆温度曲线从t2时刻开始测量得出。
S7.重复S2~S4。其中,二次恒定低输出电压和恒定高输出电流启动时长为t3-t2。
S8.再次获取燃料电池系统中电堆的实时输出电压U2和实时温度T3,并判断燃料电池系统中电堆的实时输出电压U2和实时温度T3是否符合燃料电池系统的常规运行要求;如果燃料电池系统中电堆的实时输出电压U2和实时温度T3均符合燃料电池系统的常规运行要求,则结束燃料电池系统低温自启动过程,并切换至常规运行;如果燃料电池系统中电堆的实时输出电压U2和实时温度T3不符合燃料电池系统的常规运行要求,则重复S4,直至燃料电池系统中电堆的实时输出电压U2和实时温度T3均符合燃料电池系统的常规运行要求。
本申请先通过恒定低输出电压启动方式进行燃料电池系统的低温自启动,不仅可以使燃料电池系统中电堆的输出电流快速达到电流上限,还利用电堆发热量对燃料电池系统中电堆进行升温化冻,以使燃料电池系统中电堆的温度快速上升;然后通过恒定高输出电流启动方式将燃料电池系统中电堆快速升温至常规运行温度,再通过二次恒压启动和恒流启动,使冷却散热状态下的燃料电池系统中电堆的实时输出电压和实时温度快速达到常规状态要求,实现燃料电池系统中电堆在低温环境下的完全快速启动。
具体实施例1:一种燃料电池系统低温自启动方法,包括如下步骤:
S1.获取燃料电池系统中电堆的起始温度T1,如T1=-10℃,并判断起始温度T1是否低于第一温度阈值T2,T2=0℃; T1< T2,判定燃料电池系统需要进入低温自启动模式,执行S2。
S2.开启氢气供给系统和空气供给系统,通过氢气供给系统向燃料电池系统的阳极输送氢气,通过空气供给系统向燃料电池的阴极输送空气;设定燃料电池系统中电堆以恒定低输出电压U1启动,如U1=0.5V,以使燃料电池系统中电堆的实时输出电流I1逐渐增加,利用电堆自身发热对燃料电池系统进行升温化冻。
S3.获取燃料电池中电堆的实时输出电流I1,判断实时输出电流I1是否低于电流阈值I2,I2为电堆输出的安全电流上限,该安全电流上限为电堆当前温度极化曲线的欧姆极化和浓差极化交接点电流值,这样在增加电堆发热量时,可以避免深度浓差极化对燃料电池寿命的影响;有额外外部因素导致的电流受到限制时,如电输出功率的限制、直流变换器的限制等,则取各限制值的最小值作为安全电流上限。如果实时输出电流I1低于电流阈值I2,则判定燃料电池系统中电堆继续以恒定低输出电压状态启动;如果实时输出电流I1不低于电流阈值I2,则判定燃料电池系统中电堆需要以恒定高输出电流状态启动,执行S4。
S4. 继续开启氢气供给系统和空气供给系统,通过氢气供给系统向燃料电池系统的阳极输送氢气,通过空气供给系统向燃料电池的阴极输送空气;设定燃料电池系统中电堆以恒定高输出电流I3启动,I3为电堆输出的安全电流上限,以使燃料电池系统中电堆的实时输出电压U2逐渐增加到最大,继续利用电堆自身发热对燃料电池系统进行升温。
S5.获取燃料电池系统中电堆的实时温度T3,并判断实时温度T3是否低于第二温度阈值T4,如T4=45℃;如果实时温度T3低于第二温度阈值T4,则判定燃料电池系统中电堆继续以恒定高输出电流状态启动;如果实时温度T3不低于第二温度阈值T4,则判定燃料电池系统中电堆温度过高需要冷却,执行S6。如此设置,是因为在对电堆进行冷却后,电堆的温度会发生骤降,而燃料电池系统中电堆的常规运行温度为45℃左右,通过恒定该输出电流启动方式先将电堆升温至常规运行温度,可以缩短后续电堆升温和稳定的时间。
S6.开启燃料电池系统中的散热冷却回路,通过散热冷却回路中的冷却液对燃料电池系统中电堆进行冷却,防止电堆温度过高而损伤燃料电池系统并稳定电堆温度。
S7.重复S2~S4。如此设置,是因为刚对电堆进行冷却降温时,电堆的温度会发生骤降,并导致电堆性能降低;此时将电堆的单池电压降至0.5V以下,则可使电堆再次进入恒定低输出电压启动模式,此时的实际电流值也会小于安全电流上限。在恒定低输出电压启动模式下,电堆的温度再次上升,电堆性能重新恢复后,电堆的实际输出电流快速上升至安全电流上限,并再次进入恒定高输出电流启动模式,使得电堆的实时温度T3和实时输出电压U2增高。
S8.获取燃料电池系统中电堆的实时输出电压U2和实时温度T3,并判断燃料电池系统中电堆的实时输出电压U2和实时温度T3是否符合燃料电池系统的常规运行要求;如果燃料电池系统中电堆的实时输出电压U2和实时温度T3符合燃料电池系统的常规运行要求,则结束燃料电池系统低温自启动过程,并切换至常规运行;如果燃料电池系统中电堆的实时输出电压U2和实时温度T3不符合燃料电池系统的常规运行要求,则重复S4,直至燃料电池系统中电堆的实时输出电压U2和实时温度T3均符合燃料电池系统的常规运行要求。
实施例2:一种燃料电池系统低温自启动方法,包括如下步骤:
S1.获取燃料电池系统中电堆的起始温度T1,如T1=-10℃,并判断起始温度T1是否低于第一温度阈值T2,T2=0℃; T1< T2,判定燃料电池系统需要进入低温自启动模式。
S2.开启氢气供给系统和空气供给系统,通过氢气供给系统向燃料电池系统的阳极输送氢气,通过空气供给系统向燃料电池的阴极输送空气;设定燃料电池系统中电堆以恒定低输出电压U1启动,如U1=0.3V,以使燃料电池系统中电堆的实时输出电流I1逐渐增加,利用电堆自身发热对燃料电池系统进行升温化冻。
S3.获取燃料电池中电堆的实时输出电流I1,判断实时输出电流I1是否低于电流阈值I2,I2为电堆输出的安全电流上限;如果实时输出电流I1低于电流阈值I2,则判定燃料电池系统中电堆继续以恒定低输出电压状态启动;如果实时输出电流I1不低于电流阈值I2,则判定燃料电池系统中电堆需要以恒定高输出电流状态启动,执行S4。
S4. 继续开启氢气供给系统和空气供给系统,通过氢气供给系统向燃料电池系统的阳极输送氢气,通过空气供给系统向燃料电池的阴极输送空气;设定燃料电池系统中电堆以恒定高输出电流I3启动,I3为电堆输出的安全电流上限,以使燃料电池系统中电堆的实时输出电压U2逐渐增加到最大,继续利用电堆自身发热对燃料电池系统进行升温。
S5.获取燃料电池系统中电堆的实时温度T3,并判断实时温度T3是否低于第二温度阈值T4,如T4=45℃;如果实时温度T3低于第二温度阈值T4,则判定燃料电池系统中电堆继续以恒定高输出电流状态启动;如果实时温度T3不低于第二温度阈值T4,则判定燃料电池系统中电堆过高需要冷却,执行S6。
S6.开启燃料电池系统中的散热冷却回路,通过散热冷却回路中的冷却液对对燃料电池系统中电堆的冷却,防止电堆温度过高而损伤燃料电池系统并稳定电堆温度。
S7.重复S2~S4。如此设置,是因为刚对电堆进行冷却降温时,电堆的温度会发生骤降,并导致电堆性能降低;此时将电堆的单池电压降至0.3V以下,则可使电堆再次进入恒定低输出电压启动模式,此时的实际电流值也会小于安全电流上限。在恒定低输出电压启动模式下,电堆的温度再次上升,电堆性能重新恢复后,电堆的实际输出电流快速上升至安全电流上限,并再次进入恒定高输出电流启动模式,使得电堆的实时温度T3和实时输出电压U2增高。
S8.获取燃料电池系统中电堆的实时输出电压U2和实时温度T3,并判断燃料电池系统中电堆的实时输出电压U2和实时温度T3是否符合燃料电池系统的常规运行要求;如果燃料电池系统中电堆的实时输出电压U2和实时温度T3符合燃料电池系统的常规运行要求,则结束燃料电池系统低温自启动过程,并切换至常规运行;如果燃料电池系统中电堆的实时输出电压U2和实时温度T3不符合燃料电池系统的常规运行要求,则重复S4,直至燃料电池系统中电堆的实时输出电压U2和实时温度T3均符合燃料电池系统的常规运行要求。
实施例3:一种燃料电池系统低温自启动方法,包括如下步骤:
S1.获取燃料电池系统中电堆的起始温度T1,T1=-10℃,并判断起始温度T1是否低于第一温度阈值T2,T2=0℃;T1< T2,则判定燃料电池系统需要进入低温自启动模式,执行S2。
S2.开启氢气供给系统和空气供给系统,通过氢气供给系统向燃料电池系统的阳极输送氢气,通过空气供给系统向燃料电池的阴极输送空气;设定燃料电池系统中电堆以恒定低输出电压U1启动,U1=0.1V,以使燃料电池系统中电堆的实时输出电流I1逐渐增加,利用电堆自身发热对燃料电池系统进行升温化冻。
S3.获取燃料电池中电堆的实时输出电流I1,判断实时输出电流I1是否低于电流阈值I2, I2为电堆输出的安全电流上限,如果实时输出电流I1低于电流阈值I2,则判定燃料电池系统中电堆继续以恒定低输出电压状态启动;如果实时输出电流I1不低于电流阈值I2,则判定燃料电池系统中电堆需要以恒定高输出电流状态启动,执行S4。
S4. 继续开启氢气供给系统和空气供给系统,通过氢气供给系统向燃料电池系统的阳极输送氢气,通过空气供给系统向燃料电池的阴极输送空气;设定燃料电池系统中电堆以恒定高输出电流I2启动,以使燃料电池系统中电堆的实时输出电压U2逐渐增加到最大,继续利用电堆自身发热对燃料电池系统进行升温。
S5.获取燃料电池系统中电堆的实时温度T3,并判断实时温度T3是否低于第二温度阈值T4,如T4=45℃;如果实时温度T3低于第二温度阈值T4,则判定燃料电池系统中电堆继续以恒定高输出电流状态启动;如果实时温度T3不低于第二温度阈值T4,则判定燃料电池系统中电堆过高需要冷却,执行S6。
S6.开启燃料电池系统中的散热冷却回路,通过散热冷却回路中的冷却液对燃料电池系统中电堆的冷却,防止电堆温度过高而损伤燃料电池系统并稳定电堆温度。
S7.重复S2~S4。如此设置,是因为刚对电堆进行冷却降温时,电堆的温度会发生骤降,并导致电堆性能降低;此时将电堆的单池电压降至0.1V以下,则可使电堆再次进入恒定低输出电压启动模式,此时的实际电流值也会小于安全电流上限。在恒定低输出电压启动模式下,电堆的温度再次上升,电堆性能重新恢复后,电堆的实际输出电流快速上升至安全电流上限,并再次进入恒定高输出电流启动模式,使得电堆的实时温度T3和实时输出电压U2增高。
S8.获取燃料电池系统中电堆的实时输出电压U2和实时温度T3,并判断燃料电池系统中电堆的实时输出电压U2和实时温度T3是否符合燃料电池系统的常规运行要求;如果燃料电池系统中电堆的实时输出电压U2和实时温度T3符合燃料电池系统的常规运行要求,则结束燃料电池系统低温自启动过程,并切换至常规运行;如果燃料电池系统中电堆的实时输出电压U2和实时温度T3不符合燃料电池系统的常规运行要求,则重复S4,直至燃料电池系统中电堆的实时输出电压U2和实时温度T3均符合燃料电池系统的常规运行要求。
实施例4:一种燃料电池系统低温自启动方法,包括如下步骤:
S1.获取燃料电池系统中电堆的起始温度T1,T1=-20℃,并判断起始温度T1是否低于第一温度阈值T2,T2=0℃;T1< T2,判定燃料电池系统需要进入低温自启动模式,执行S2。
S2.开启氢气供给系统和空气供给系统,通过氢气供给系统向燃料电池系统的阳极输送氢气,通过空气供给系统向燃料电池的阴极输送空气;设定燃料电池系统中电堆以恒定低输出电压U1启动,U1=0.3V,以使燃料电池系统中电堆的实时输出电流I1逐渐增加,利用电堆自身发热对燃料电池系统进行升温化冻。
S3.获取燃料电池中电堆的实时输出电流I1,判断实时输出电流I1是否低于电流阈值I2, I2为电堆输出的安全电流上限,如果实时输出电流I1低于电流阈值I2,则判定燃料电池系统中电堆继续以恒定低输出电压状态启动;如果实时输出电流I1不低于电流阈值I2,则判定燃料电池系统中电堆需要以恒定高输出电流状态启动,执行S4。
S4. 继续开启氢气供给系统和空气供给系统,通过氢气供给系统向燃料电池系统的阳极输送氢气,通过空气供给系统向燃料电池的阴极输送空气;设定燃料电池系统中电堆以恒定高输出电流I2启动,以使燃料电池系统中电堆的实时输出电压U2逐渐增加到最大,继续利用电堆自身发热对燃料电池系统进行升温。
S5.获取燃料电池系统中电堆的实时温度T3,并判断实时温度T3是否低于第二温度阈值T4,如T4=45℃;如果实时温度T3低于第二温度阈值T4,则判定燃料电池系统中电堆继续以恒定高输出电流状态启动;如果实时温度T3不低于第二温度阈值T4,则判定燃料电池系统中电堆过高需要冷却,执行S6。
S6.开启燃料电池系统中的散热冷却回路,通过散热冷却回路中的冷却液对燃料电池系统中电堆的冷却,防止电堆温度过高而损伤燃料电池系统并稳定电堆温度。
S7.重复S2~S4。如此设置,是因为刚对电堆进行冷却降温时,电堆的温度会发生骤降,并导致电堆性能降低;此时将电堆的单池电压降至0.3V以下,则可使电堆再次进入恒定低输出电压启动模式,此时的实际电流值也会小于安全电流上限。在恒定低输出电压启动模式下,电堆的温度再次上升,电堆性能重新恢复后,电堆的实际输出电流快速上升至安全电流上限,并再次进入恒定高输出电流启动模式,使得电堆的实时温度T3和实时输出电压U2增高。
S8.获取燃料电池系统中电堆的实时输出电压U2和实时温度T3,并判断燃料电池系统中电堆的实时输出电压U2和实时温度T3是否符合燃料电池系统的常规运行要求;如果燃料电池系统中电堆的实时输出电压U2和实时温度T3符合燃料电池系统的常规运行要求,则结束燃料电池系统低温自启动过程,并切换至常规运行;如果燃料电池系统中电堆的实时输出电压U2和实时温度T3不符合燃料电池系统的常规运行要求,则重复S4,直至燃料电池系统中电堆的实时输出电压U2和实时温度T3均符合燃料电池系统的常规运行要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和替换,这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种燃料电池系统低温自启动方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1:获取燃料电池系统中电堆的起始温度,并判断所述燃料电池系统是否需要低温自启动;如果是,则执行S2;如果否,则进入正常启动模式;
S2:使所述燃料电池系统中电堆以恒定低输出电压启动;
S3:获取所述燃料电池系统中电堆的实时输出电流,并判断所述实时输出电流是否低于预设电流阈值;如果是,则继续执行S2;如果否,则执行S4;
S4:使所述燃料电池系统中电堆以恒定高输出电流启动;
S5:获取所述燃料电池系统中电堆的实时温度,并判断所述燃料电池系统中电堆是否需要冷却;如果是,则执行S6;如果否,则继续执行S4;
S6:开启所述燃料电池系统中散热冷却回路;
S7:重复S2~S4,直至所述燃料电池系统中电堆的实时温度和实时输出电压达到常态运行要求;
其中,所述恒定低输出电压为0.1V~0.5V;所述恒定高输出电流等于安全电流上限。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统低温自启动方法,其特征在于,所述S1包括:获取所述燃料电池系统中电堆的起始温度T1,并判断所述起始温度T1是否小于0℃;如果T1<0℃,则判定所述燃料电池系统需要低温自启动,执行S2;如果T1≥0℃,则判定所述燃料电池系统需要进入正常启动模式。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统低温自启动方法,其特征在于,所述S2包括:开启所述燃料电池系统的氢气供给系统和空气供给系统,通过所述氢气供给系统向燃料电池系统的阳极输送氢气,通过所述空气供给系统向燃料电池的阴极输送空气,并使所述燃料电池系统中电堆以恒定低输出电压U1启动。
4.根据权利要求3所述的一种燃料电池系统低温自启动方法,其特征在于,所述S2中,U1=0.1V。
5.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统低温自启动方法,其特征在于,所述S3中,所述预设电流阈值小于等于安全电流上限。
6.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统低温自启动方法,其特征在于,所述S5中:获取所述燃料电池系统中电堆的实时温度T3,并判断所述实时温度T3是否大于等于45℃;如果T3≥45℃,则判定所述燃料电池系统中电堆需要进行冷却,执行S6;如果T3<45℃,则判定所述燃料电池系统中电堆的实时温度未达到上限,继续执行S4。
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