CN114284522B - 一种基于相变储热的燃料电池冷启动装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于相变储热的燃料电池冷启动装置及控制方法，包括相变储热器、水泵、燃料电池电堆、三通电磁阀、节温器、散热器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和热管理控制器；还公开了一种基于相变储热的燃料电池冷启动装置的控制方法，利用该装置中相变储热器内的相变材料在低温环境下释放相变潜热为燃料电池电堆加热来实现燃料电池的冷启动。本发明规避了燃料电池汽车在冷启动时通常采用电加热或氢气催化燃烧等预热方式所需要的额外能量消耗，提高了燃料电池汽车车载能源的利用率，从而延长了燃料电池的续驶里程，同时还拓宽了燃料电池汽车在低温环境中停放的时间，增强了整个低温启动系统的时效性。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池动力系统热管理技术领域，具体涉及一种基于相变储热的燃料电池冷启动装置及控制方法。
背景技术
随着环境问题和能源问题的日益突出，发展新能源汽车已是全球的共识。作为汽车电动化的解决方案之一，燃料电池汽车除了具有纯电动汽车相对于燃油车所具有的优点外，又独具续航里程长和充能时间短的特质，被业内一致认为是汽车工业的终极目标。
当前，燃料电池汽车的大规模商业化还存在着成本高、寿命短、氢基础设施薄弱等问题。其中，燃料电池低温启动问题则是阻碍燃料电池商业化的关键技术瓶颈之一，是燃料电池汽车冬季运行的最大挑战。
当燃料电池在不采取任何保护措施情况下在低于0℃的低温环境中启动时，其反应所产生的水首先会在催化层内部结冰，导致催化层反应活性位点被覆盖和氧气传输受阻，电压出现骤降；当催化层完全被冰覆盖而电堆温度还未升至0℃以上则会在扩散层和流道内结冰导致冷启动失败。另一方面，催化层的结冰过程会导致催化剂层和质子交换膜之间出现间隙，同时结冰/融化循环会引起催化层微孔结构的崩塌和致密化以及催化层中铂颗粒的粗化，致使电化学活性表面积减小并难以恢复，从而对燃料电池发电性能造成永久性损害，且循环次数越多冷启温度越低对电池损害越大。
目前燃料电池低温启动的解决策略分为两类：一类是在电堆停机时利用气体吹扫来降低燃料电池膜电极的含水量，从而减少固态冰的形成，但是在电堆温度未升至0℃以上时只要启动电堆产生水就会结冰，且首先是在铂颗粒表面与Nafion树脂接触的部位产生冰，一旦温度升至室温铂与Nafion界面的冰融化就会造成界面的脱离，导致不可逆的电化学活性面积的损失；另一类是通过配置的动力电池进行电加热或氢气催化燃烧放热等方式对电堆及其内部极板和膜电极进行预热，该类方式的主要问题是需要额外消耗较多能量(车载电能或氢能)，缩短了燃料电池汽车的续航里程。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种基于相变储热的燃料电池冷启动装置及控制方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
根据本发明的一个方面，提供了一种基于固液相变的相变储热器。
一种基于固液相变的相变储热器，包括相变储热器外壳、保温层、热交换管阵列外壳和热交换管阵列；其中，所述相变储热器外壳与所述热交换管阵列外壳之间的空间填充保温绝热材料从而形成所述的保温层，所述热交换管阵列外壳包裹所述热交换管阵列，所述热交换管阵列的热交换管为燃料电池冷却液流动管道，所述热交换管阵列的进液分流主管道和出液汇流主管道均位于所述保温层内，所述热交换管阵列与所述热交换管阵列外壳所形成的空腔内充满相变储热材料和高热导率添加剂。
优选的，所述热交换管阵列的热交换管为由紫铜焊接而成的管肋式结构，该管肋式热交换管包含了纵、横两个方向的肋片，且所述热交换管阵列含有至少1根所述热交换管。
优选的，所述热交换管阵列与所述热交换管阵列外壳所形成的空腔内填充的相变储热材料为凝固点温度在0℃～-10℃之间的低温相变材料。
更优选的，所述的低温相变材料可以是相变温度为-3℃相变潜热为328kJ/kg的SN03和SLT-3、相变温度为-4℃相变潜热为286kJ/kg 的HT-4、相变温度为-6℃相变潜热为284kJ/kg的SN06和SLT-6等商用共晶盐溶液相变材料的一种。
优选的，所述热交换管阵列与所述热交换管阵列外壳所形成的空腔内填充的相变储热材料高热导率添加剂为碳材料，且所述的碳材料至少包括碳纳米管、石墨烯、碳纤维中的一种。
优选的，所述保温层内填充的绝热材料为发泡聚丙烯、挤塑聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料等绝热材料的一种。
根据本发明的另一个方面，提供了一种基于相变储热的燃料电池冷启动装置。
一种基于相变储热的燃料电池冷启动装置，包括：
所述的相变储热器、水泵、燃料电池电堆、三通电磁阀、节温器、散热器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和热管理控制器；所述燃料电池电堆的冷却液出口通过所述三通电磁阀后一路接于所述相变储热器中热交换管阵列的进液分流主管道的进液口，另一路接于所述节温器的输入端，所述节温器的第一输出端接于所述散热器的输入端，所述节温器的第二输出端与所述散热器的输出端及所述相变储热器中热交换管阵列的出液汇流主管道的出液口三路汇并后经水泵接于燃料电池电堆的冷却液进口；所述第一温度传感器设置在水泵和燃料电池电堆的冷却液进口之间，所述第二温度传感器设置在燃料电池电堆的冷却液出口和所述三通电磁阀之间，所述第三温度传感器设置在所述相变储热器的相变储热材料内。
上述方案中，所述一种基于相变储热的燃料电池冷启动装置还包括设置在水泵进出液管路上用于定压补液的膨胀水箱。
上述方案中，所述热管理控制器通过低压信号线与所述温度传感器连接，接收温度传感器的温度信号；通过低压开关控制线与所述三通电磁阀连接，向其发送开通方向的指令；通过低压开关控制线与所述水泵和散热器连接，向其发送开关指令并通过PWM控制机制向水泵和散热器风扇发送脉宽调制信号以调控水泵电机和散热器风扇电机的转速。
根据本发明的另一个目的，还提供了一种基于相变储热的燃料电池冷启动装置的控制方法。
一种基于相变储热的燃料电池冷启动装置的控制方法，包括以下步骤：
步骤一：当燃料电池在低温环境下需要冷启动时，所述热管理控制器检测到燃料电池电堆冷却液温度TF小于第一阈值温度T1时，开启所述水泵和三通电磁阀接于相变储热器的阀门，使所述燃料电池电堆的冷却液流经所述相变储热器的热交换管阵列的管路获取所述相变储热器中相变材料所传递过来的相变潜热并在水泵的驱动下进入燃料电池电堆为电堆加热；
步骤二：当所述热管理控制器检测到TF＞T1或相变储热材料体相温度TP大于其相变特征温度时，开启所述三通电磁阀接于所述节温器的阀门，使所述燃料电池电堆的冷却液流经节温器直接通过水泵进入电堆，冷启动结束；
步骤三：当所述热管理控制器检测到燃料电池电堆冷却液温度 TF大于第二阈值温度T2时，再次开启所述三通电磁阀接于相变储热器的阀门，使所述燃料电池电堆的冷却液流经所述相变储热器的热交换管阵列的管路将燃料电池在工作时所产生的热量通过换热器传递给所述相变储热器的相变材料使其升温以存储热量；
步骤四：当所述热管理控制器检测到相变储热材料体相温度TP＞T2时，再次开启所述三通电磁阀接于所述节温器的阀门进行正常热管理，而相变材料所储存的热量则被封存于相变储热器中留待下一次冷启动时再次释放。
进一步地，所述第一阈值温度T1设定为-4℃～0℃之间，第二阈值温度T2设定为70℃～80℃之间。
与现有技术相比，本发明将燃料电池汽车在燃料电池工作时所产生的热量存储于相变材料中并在低温启动时通过相变再释放出来为电堆预热，规避了通常采用电加热或氢气催化燃烧等预热方式所需要的额外能量消耗，提高了燃料电池汽车车载能源(电能和氢能)的利用率，从而延长了燃料电池的续驶里程。此外，本发明所设计的相变储热器在加入了绝热性优异的保温层的基础上采用了相变温度低于零摄氏度的低温相变材料，大幅延长了相变储热器的保温时间，从而拓宽了燃料电池汽车在低温环境中停放的时间，增强了整个低温启动系统的时效性。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1为本发明实施例提供的一种基于相变储热的燃料电池冷启动装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种基于相变储热的燃料电池冷启动装置中相变储热器的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种基于相变储热的燃料电池冷启动装置中相变储热器的热交换管的结构示意图。
图中：1、膨胀水箱；2、水泵；3、第一温度传感器；4、燃料电池电堆；5、第二温度传感器；6、三通电磁阀；7、相变储热器；701、相变储热器外壳；702、保温层；703、热交换管阵列外壳；704、封闭空间；705、横向环形肋片；706、热交换管；707、进液口；708、出液口；709、纵向肋片；710、扇形空间；711、进液分流主管道；712、出液汇流主管道；8、第三温度传感器；9、节温器；10、散热器；11、热管理控制器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
根据本发明的实施例，提供了一种基于固液相变的相变储热器的结构。
如图2所示，一种相变储热器，包括相变储热器外壳701、保温层702、热交换管阵列外壳703和热交换管阵列；
其中，所述相变储热器外壳701与所述热交换管阵列外壳703之间的空间填充保温绝热材料从而形成所述的保温层702，所述热交换管阵列外壳703包裹所述热交换管阵列，所述热交换管阵列的热交换管706为燃料电池冷却液流动管道，所述热交换管阵列的进液分流主管道711和出液汇流主管道712均位于所述保温层702内，所述热交换管阵列与所述热交换管阵列外壳703所形成的空腔704内充满相变储热材料和高热导率添加剂。
如图3所示，在本申请的具体实施例中，所述热交换管阵列含有至少1根所述热交换管706，所述热交换管706为由紫铜焊接而成的管肋式结构以增强冷却液与相变材料之间的热交换，该管肋式换热管包含了纵、横两个方向的肋片，其中，7个横向环形肋片705将热交换管706分为8段，4个纵向肋片709每隔90°将热交换管706分为4个扇形区域，从而将每根热交换管的外部空间分割为32个扇形空间710，而由热交换管阵列中的这些扇形空间710与所述热交换管阵列外壳703所围成的封闭空间704内充满相变储热材料和高热导率添加剂。
优选的，所述由热交换管阵列中的这些扇形空间710与所述热交换管阵列外壳703所围成的封闭空间704内填充的相变储热材料为凝固点温度在0℃～-10℃之间的低温相变材料。
更优选的，所述的低温相变材料可以是相变温度为-3℃相变潜热为328kJ/kg的SN03和SLT-3、相变温度为-4℃相变潜热为286kJ/kg 的HT-4、相变温度为-6℃相变潜热为284kJ/kg的SN06和SLT-6等商用共晶盐溶液相变材料的一种。
在本申请的具体实施例中，所述相变储热材料高热导率添加剂为碳材料，且所述的碳材料为碳纳米管、石墨烯、碳纤维中的一种。
在本申请的具体实施例中，所述相变储热器的保温层702内填充的绝热材料可以是发泡聚丙烯、挤塑聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料等保温材料的一种。
根据本发明的实施例，还提供了一种基于上述相变储热器的燃料电池冷启动装置。
实施例一
如图1所示，一种基于相变储热的燃料电池冷启动装置，包括所述的相变储热器7、水泵2、燃料电池电堆4、三通电磁阀6、节温器 9、散热器10、第一温度传感器3、第二温度传感器5、第三温度传感器8和热管理控制器11；所述燃料电池电堆4的冷却液出口通过所述三通电磁阀6后一路接于所述相变储热器7中热交换管阵列的进液分流主管道711的进液口707，另一路接于所述节温器9的输入端，所述节温器9的第一输出端接于所述散热器10的输入端，所述节温器9的第二输出端与所述散热器10的输出端及所述相变储热器7中热交换管阵列的出液汇流主管道712的出液口708三路汇并后经水泵 2接于燃料电池电堆4的冷却液进口；所述第一温度传感器3设置在水泵2和燃料电池电堆4的冷却液进口之间，所述第二温度传感器5 设置在燃料电池电堆4的冷却液出口和所述三通电磁阀6之间，所述第三温度传感器8设置在所述相变储热器7的相变储热材料内。
具体的，所述第一温度传感器3、第二温度传感器5用于监测进出燃料电池电堆冷却液温度，所述第三温度传感器8用于监测相变储热器7中相变材料的体相温度。
在本申请的具体实施例中，所述热管理控制器11用于接收所述燃料电池电堆4的冷却液和相变储热器7中相变材料的温度信号并向所述水泵2、散热器10、三通电磁阀6发送开关指令以及通过PWM控制机制调控水泵电机和散热器风扇电机的转速。
具体地，燃料电池电堆4的冷却液出口与三通电磁阀6的进液口通过管道连接，三通电磁阀6的第一出液口和第二出液口分别与节温器9的进液口、相变储热器7中热交换管阵列的进液分流主管道711 的进液口707通过管道连接，节温器9的第一出液口与散热器10的进液口通过管道连接，节温器9的第二出液口与散热器10的出液口及相变储热器7中热交换管阵列的出液汇流主管道712的出液口708 均通过管道连接至水泵2的进液口，水泵2的出液口通过管道连接燃料电池电堆4的冷却液进口，从而形成燃料电池电堆的冷却液循环回路。
实施例二
如图1所示，在实施例一的基础上，所述一种基于相变储热的燃料电池冷启动装置还包括膨胀水箱1，所述膨胀水箱1通过管路连接在水泵2的两端，所述膨胀水箱1用于定压补液；
所述水泵2、三通电磁阀6、散热器10均通过线路与热管理控制器11连接，所述第一温度传感器3、第二温度传感器5、第三温度传感器8均通过线路与热管理控制器11连接；
所述水泵2、散热器10的风扇均采用PWM控制机制的电动水泵和电动风扇。
具体地，热管理控制器11通过低压信号线与燃料电池电堆的冷却液温度传感器3、5和相变储热器7中相变材料的温度传感器8连接，接收温度传感器的温度信号；通过低压开关控制线与三通电磁阀 6连接，向其发送开通方向的指令；通过低压开关控制线与水泵2和散热器10连接，向上述水泵和散热器风扇发送开关指令并通过PWM 控制机制向其发送脉宽调制信号以调控水泵电机和散热器风扇电机的转速。
为了更好的理解本发明的技术方案，以下对一种基于相变储热的燃料电池冷启动装置工作在冷启动模式和正常热管理模式下的流程进一步说明。
冷启动模式和正常热管理模式，具体流程如下：
在冷启动模式下，所述热管理控制器11开启三通电磁阀6的第二阀门，并启动水泵2使燃料电池电堆的冷却液路运行轨迹为：水泵 2→燃料电池电堆入口前冷却液温度传感器3→燃料电池电堆4→燃料电池电堆出口后冷却液温度传感器5→三通电磁阀6→相变储热器 7→水泵2，从而构成燃料电池的载热流体传递回路；
在此过程中，所述相变储热器7中的相变储热材料与热交换管 706内的冷却液存在温度梯度，并在温度梯度的驱动下相变储热材料首先将本体的显热不断传递给冷却液使其升温，相变材料本体开始降温；当相变材料的本体温度降至相变温度时开始凝固释放出更多的相变潜热并传递给冷却液使其进一步升温，冷却液则在水泵2的驱动下将相变储热材料释放的热量传递给燃料电池电堆4助其升温，从而实现燃料电池的冷启动。
在正常热管理模式下，所述热管理控制器11开启三通电磁阀6 的第一阀门并启动水泵2，如此，燃料电池电堆的冷却液路运行轨迹为：水泵2→燃料电池电堆入口前冷却液温度传感器3→燃料电池电堆4→燃料电池电堆出口后冷却液温度传感器5→三通电磁阀6→节温器9→散热器10→水泵2，从而构成燃料电池完整的热量传递回路。所述热管理控制器11通过PWM控制机制分别向水泵2和散热器10的风扇发送脉宽调制信号来调控水泵电机和散热器风扇电机的转速以控制燃料电池电堆4的温度。
需要说明的是，在上述技术方案的实施基础上，所述热管理控制器11后续比较和处理的采用参数包括：
一、热管理控制器11采用第一温度传感器3或者第二温度传感器5的冷却液温度作为参考温度进行后续比较和处理；
二、热管理控制器11采用第一温度传感器3和第二温度传感器 5的冷却液温度的平均值作为后续比较和处理的参数。
为了更好的理解本发明的技术方案，在上述技术方案的基础上，以下将上述实施例中的第一温度传感器3和第二温度传感器5的冷却液参考温度统称为“燃料电池电堆冷却液温度TF”，并将第三温度传感器8的参考温度称为“相变材料体相温度TP”。
在本申请的具体实施例中，热管理控制器11读取第一阈值温度 T1、第二阈值温度T2，其中，第一阈值温度T1小于第二阈值温度T2，即T1＜T2，第一阈值温度T1设定为-4℃～0℃区间中的一个温度；第二阈值温度T2设定为70℃～80℃区间中的一个温度，即燃料电池电堆4 正常工作的最佳温度。
在本申请的具体实施例中，热管理控制器11比较所述燃料电池电堆冷却液温度TF和第一阈值温度T1：
当TF＜T1时，基于相变储热的燃料电池冷启动装置进入冷启动模式；
当TF＞T1时，基于相变储热的燃料电池冷启动装置进入正常热管理模式；
当基于相变储热的燃料电池冷启动装置从冷启动模式进入正常热管理模式后，热管理控制器11检测到TF＞T2时再次进入冷启动模式，直至TP＞T2时再次切换回正常热管理模式。
此外，本发明将燃料电池汽车在燃料电池工作时所产生的热量存储于相变材料中并在低温启动时通过相变再释放出来为电堆预热，规避了通常采用电加热或氢气催化燃烧等预热方式所需要的额外能量消耗，提高了燃料电池汽车车载能源(电能和氢能)的利用率，从而延长了燃料电池的续驶里程。此外，本发明所设计的相变储热器在加入了绝热性优异的保温层的基础上采用了相变温度低于零摄氏度的低温相变材料，大幅延长了相变储热器的保温时间，从而拓宽了燃料电池汽车在低温环境中停放的时间，增强了整个低温启动系统的时效性。
根据本发明的实施例，还提供一种基于相变储热的燃料电池冷启动装置的控制方法。
一种基于相变储热的燃料电池冷启动装置的控制方法，包括以下步骤：
步骤S101：当燃料电池在低温环境下需要冷启动时，所述热管理控制器11检测到燃料电池电堆4冷却液温度TF小于第一阈值温度 T1时，开启所述水泵2和三通电磁阀6接于相变储热器7的阀门，使所述燃料电池电堆4的冷却液流经所述相变储热器7的热交换管阵列的管路706获取所述相变储热器7中相变材料所传递过来的相变潜热并在水泵2的驱动下进入燃料电池电堆4为电堆加热；
步骤S103：当所述热管理控制器11检测到TF＞T1或相变储热材料体相温度TP大于其相变特征温度时，开启所述三通电磁阀6接于所述节温器9的阀门，使所述燃料电池电堆4的冷却液流经节温器 9直接通过水泵2进入电堆4，冷启动结束。
步骤S105：当所述热管理控制器11检测到燃料电池电堆冷却液温度TF大于第二阈值温度T2时，再次开启所述三通电磁阀6接于相变储热器7的阀门，使所述燃料电池电堆的冷却液流经所述相变储热器7的热交换管阵列的管路706将燃料电池在工作时所产生的热量通过换热器传递给所述相变储热器的相变材料使其升温以存储热量；
步骤S107：当所述热管理控制器11检测到相变储热材料体相温度TP＞T2时，再次开启所述三通电磁阀6接于所述节温器9的阀门进行正常热管理，而相变材料所储存的热量则被封存于相变储热器7中留待下一次冷启动时再次释放。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种相变储热器，包括相变储热器外壳、保温层、热交换管阵列外壳和热交换管阵列，其特征在于，所述相变储热器外壳与所述热交换管阵列外壳之间的空间填充保温绝热材料从而形成所述的保温层，所述热交换管阵列外壳包裹所述热交换管阵列，所述热交换管阵列的热交换管为燃料电池冷却液流动管道，所述热交换管阵列的进液分流主管道和出液汇流主管道均位于所述保温层内，所述热交换管阵列与所述热交换管阵列外壳所形成的空腔内充满相变储热材料和高热导率添加剂；
所述热交换管阵列的热交换管为由紫铜焊接而成的管肋式结构，该管肋式结构包含了纵、横两个方向的肋片，且所述热交换管阵列含有至少1根所述热交换管；
所述热交换管阵列与所述热交换管阵列外壳所形成的空腔内填充的相变储热材料为凝固点温度在0℃~-10℃之间的低温相变材料。
2.根据权利要求1所述的相变储热器，其特征在于，所述的低温相变材料为相变温度为-3℃相变潜热为328 kJ/kg的SN03和SLT-3、相变温度为-4℃相变潜热为286 kJ/kg的HT-4、相变温度为-6℃相变潜热为284 kJ/kg的SN06和SLT-6商用共晶盐溶液相变材料的一种。
3.根据权利要求2所述的相变储热器，其特征在于，所述热交换管阵列与所述热交换管阵列外壳所形成的空腔内填充的相变储热材料高热导率添加剂为碳材料，且所述的碳材料至少包括碳纳米管、石墨烯、碳纤维中的一种。
4.根据权利要求3所述的相变储热器，其特征在于，所述的相变储热器的保温层内填充的绝热材料至少包括发泡聚丙烯、挤塑聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料中的一种。
5.一种基于相变储热的燃料电池冷启动装置，其特征在于，基于权利要求1-4任一所述的相变储热器，包括：权利要求1-4任一所述的相变储热器、水泵、燃料电池电堆、三通电磁阀、节温器、散热器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和热管理控制器；所述燃料电池电堆的冷却液出口通过所述三通电磁阀后一路接于所述相变储热器中热交换管阵列的进液分流主管道的进液口，另一路接于所述节温器的输入端，所述节温器的第一输出端接于所述散热器的输入端，所述节温器的第二输出端与所述散热器的输出端及所述相变储热器中热交换管阵列的出液汇流主管道的出液口三路汇并后经水泵接于燃料电池电堆的冷却液进口；所述第一温度传感器设置在水泵和燃料电池电堆的冷却液进口之间，所述第二温度传感器设置在燃料电池电堆的冷却液出口和所述三通电磁阀之间，所述第三温度传感器设置在所述相变储热器的相变储热材料内。
6.根据权利要求5所述的一种基于相变储热的燃料电池冷启动装置，其特征在于，所述水泵、三通电磁阀、散热器均通过线路与热管理控制器连接，所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器均通过线路与热管理控制器连接。
7.一种基于相变储热的燃料电池冷启动装置的控制方法，其特征在于，用于权利要求6所述基于相变储热的燃料电池冷启动装置的控制方法，包括以下步骤：
步骤一：当燃料电池在低温环境下需要冷启动时，所述热管理控制器检测到燃料电池电堆冷却液温度TF小于第一阈值温度T1时，开启所述水泵和三通电磁阀接于相变储热器的阀门，使所述燃料电池电堆的冷却液流经所述相变储热器的热交换管阵列的管路获取所述相变储热器中相变材料所传递过来的相变潜热并在水泵的驱动下进入燃料电池电堆为电堆加热；
步骤二：当所述热管理控制器检测到TF＞T1或相变储热材料体相温度TP大于其相变特征温度时，开启所述三通电磁阀接于所述节温器的阀门，使所述燃料电池电堆的冷却液流经节温器直接通过水泵进入电堆，冷启动结束；
步骤三：当所述热管理控制器检测到燃料电池电堆冷却液温度TF大于第二阈值温度T2时，再次开启所述三通电磁阀接于相变储热器的阀门，使所述燃料电池电堆的冷却液流经所述相变储热器的热交换管阵列的管路将燃料电池在工作时所产生的热量通过换热器传递给所述相变储热器的相变材料使其升温以存储热量；
步骤四：当所述热管理控制器检测到相变储热材料体相温度TP＞T2时，再次开启所述三通电磁阀接于所述节温器的阀门进行正常热管理，而相变材料所储存的热量则被封存于相变储热器中留待下一次冷启动时再次释放。
8.根据权利要求7所述的一种基于相变储热的燃料电池冷启动装置的控制方法，其特征在于，所述第一阈值温度T1设定为-4℃~0℃之间，第二阈值温度T2设定为70℃~80℃之间。
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