CN114628734A - 一种氢燃料保温系统及其低温启动关机的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种氢燃料保温系统及其低温启动关机的控制方法，包括氢燃料电堆，所述氢燃料电堆与氢气路单元相连通，所述氢燃料电堆与空气路单元相连通，所述氢燃料电堆与水路单元相连通，所述氢气路单元、空气路单元和水路单元与FCU控制器相电联，所述氢燃料电堆与DCDC转换器相连。本发明实现快速低温启动，减少了电能和氢能的额外消耗，节省了启动时间，提高了系统的效率。
Description
技术领域
本发明属于氢燃料系统领域，尤其涉及一种氢燃料保温系统及其低温启动关机的控制方法。
背景技术
氢燃料，是一种清洁、无污染的可再生能源，正在被越来越多的领域使用。
然而氢燃料电池在0℃以下时，冰覆盖在催化剂层，减少甚至阻止氢气和氧气发生反应，导致氢燃料系统启动缓慢甚至启动失败。
在环境温度较低时，燃料电池会采用一定的低温启动措施，目前常用的低温启动措施主要有：PTC辅助加热、自加热以及自加热和PTC辅助加热方式相结合。
PTC辅助加热，采用PTC加热小循环的水，通过冷却路水升温实现低温启动；
自加热通过拉低单片电压使氢气和氧气反应的能量转化为热能升温的方式实现低温启动；
自加热和PTC辅助加热方式相结合的方式，将两种方式结合使用；
保温集水箱低温启动方法则是采用集水箱保存热水，氢燃料系统在10个小时内再次启动，直接采用集水箱的热水启动氢燃料电池系统；
在环境温度低于-5℃时，氢燃料电池关机之后4个小时以上，氢燃料系统的温度会很低，再次启动氢燃料系统，则需要采用冷启动措施。采用PTC辅助加热、自加热或自加热和PTC辅助加热方式相结合的方式，启动拉载至额定功率时间较长，而且在冷启动时，PTC辅助加热消耗电能，自加热方式大部分氢能都转化为热能，PTC辅助加热方式相结合的方式虽然启动时间短一些，但节省时间有限，同时消耗电能和氢能转化为热能。
传统保温集水箱低温启动方法启动时间较短，但是集水箱内的热水不能有效的形成冷却回路，并且关机吹扫时才将集水箱电磁阀打开，集水箱内存储的热水温度较低。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种氢燃料保温系统及其低温启动关机的控制方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种氢燃料保温系统，包括氢燃料电堆，所述氢燃料电堆与氢气路单元相连通，所述氢燃料电堆与空气路单元相连通，所述氢燃料电堆与水路单元相连通，所述氢气路单元、空气路单元和水路单元与FCU控制器相电联，所述氢燃料电堆与DCDC转换器相连；
所述水路单元包括水泵，所述水泵的输入端与氢燃料电堆出水端相连，所述水泵的输出端与四通阀节温器的输入端a相连，所述四通阀节温器的输出端d与第一循环支路的输入端相连，所述第一循环支路的输出端通过去离子和过滤器二合一装置、入堆水压传感器、入堆水温传感器与氢燃料电堆的进水端相连，所述第一循环支路的输出端与膨胀水壶的输入端相连，所述四通阀节温器的输出端c通过第二循环支路与第一循环支路的输出端相连，所述四通阀节温器的输出端b与水路保温集水支路的输入端相连，所述水路保温集水支路的输出端通过保温集水瓶入口电磁阀与保温集水瓶的输入端相连，所述保温集水瓶的输出端通过保温集水瓶出口电磁阀连接至第一循环支路的输出端，所述保温集水瓶内设置有PTC加热器。
优选地，所述的一种氢燃料保温系统，所述水泵与氢燃料电堆之间连接有出堆水温传感器。
优选地，所述的一种氢燃料保温系统，所述第一循环支路上设置有散热器。
优选地，所述的一种氢燃料保温系统，所述保温集水瓶内设置有保温集水瓶水温传感器。
一种氢燃料保温系统的低温启动关机的控制方法，包括以下步骤：
(1)若氢燃料系统就绪，满足启动条件同时收到燃料电池启动指令，则系统开始启动；
(2)打开保温集水瓶入口电磁阀、保温集水瓶出口电磁阀、四通阀节温器的b口电磁阀，关闭四通阀节温器的c和d口电磁阀，使保温集水瓶所在支路与氢燃料电堆形成冷却回路，同时在氢燃料电堆系统启动时，保温集水瓶的热水进入氢燃料电堆；
(3)若保温集水瓶水温传感器采集的水温大于T0℃，4≤T0≤8，则执行步骤(6)，否则执行步骤(4)；
(4)FCU控制器通过控制PTC加热器进行加热，控制水泵运转；
(5)若保温集水瓶水温传感器采集的水温大于T0+4℃，4≤T0≤8，则执行步骤(6)，否则继续执行(4)；
(6)关闭PTC，氢气路和空气路给氢燃料电堆提供氢和空气，同时控制水泵运转和控制高压系统拉载输出固定电压以及所需拉载功率；
(7)若出堆水温传感器采集的水温大于T1℃，20≤T1≤45，则执行步骤(8)，否则继续执行步骤(6)；
(8)当氢燃料电堆和保温集水箱的回路内水温大于T1℃，20≤T1≤45，打开四通阀节温器的c、d口电磁阀，控制四通阀节温器开度小于M1％，0≤M1≤15，使水路流通至第二水路循环支路和水路保温集水支路；
(9)若出堆水温传感器采集的水温大于T2℃，48≤T2≤58，则执行步骤(10)，否则继续执行步骤(8)；
(10)此时，氢燃料电堆、水路保温集水支路和第二水路循环支路形成的回路内水温大于T2，48≤T2≤58，接着根据出堆水温控制四通阀节温器开度使水路逐步切入第一水路循环支路，此时冷却水分别流经第二水路循环支路、第一水路循环支路和水路保温集水支路，当第一水路循环支路内的水温逐渐上升，四通阀节温器开度逐渐增大时，此时，流经第一水路循环支路的水流量增大，流经第二水路循环支路的水减少；
(11)若出堆水温传感器采集的水温大于T3℃，60≤T3≤65，则执行步骤(12)，否则继续执行步骤(10)；
(12)当第二水路循环支路、第一水路循环支路和水路保温集水支路的冷却水温度大于T3，60≤T3≤65，低温快速启动完成，关闭四通阀节温器的b口电磁阀，控制四通阀节温器开度大于等于M2％，85≤M2≤100，使冷却水只流经第一水路循环支路，不流经第二水路循环支路和水路保温集水支路；
(13)若出堆水温传感器采集的水温大于T4℃，68≤T4≤72，则执行步骤(14)，否则继续执行步骤(12)；
(14)开启风扇，采用PID算法控制风扇转速使水温稳定在T5℃±1℃，73≤T5≤82；
(15)若保温集水瓶出口水温小于T5-10℃，73≤T5≤82，则执行步骤(16)，否则继续执行步骤(14)；
(16)开启四通阀节温器的b口电磁阀，同时控制风扇散热使水温稳定在T5℃，73≤T5≤82；
(17)若保温集水瓶出口水温大于等于T5-2℃，73≤T5≤82，则执行步骤(18)，否则继续执行步骤(16)；
(18)当保温集水瓶内的水温达到T5-2℃，73≤T5≤82，关闭四通阀节温器的b口电磁阀，采用PID算法控制风扇转速使水温稳定在T5±1℃，73≤T5≤82；
(19)若FCU控制器收到关机指令，则运行步骤(20)，否则继续步骤(18)；
(20)首先关闭四通阀节温器的b口电磁阀，关闭保温集水瓶的入口、出口电磁阀，使保温集水瓶进入保温状态；
(21)控制氢气路、空气路吹扫，将氢燃料电堆阴极、阳极内的气体、液体吹扫出来，保持四通阀节温器的c和d口电磁阀打开状态，控制四通阀节温器使水路流经第一水路循环支路，并控制水泵转速N2 rpm，2500≤N2≤4000控制风扇转速使水温迅速降至T6℃以下，30≤T6≤45；
(22)若吹扫完成，执行步骤(23)，否则继续执行步骤(21)；
(23)氢气路、空气路电器关闭，水泵关闭，控制四通阀节温器使水路流经第二水路循环支路环，控制四通阀节温器的c和d口电磁阀关闭，最后，关机结束。
优选地，所述的一种氢燃料保温系统的低温启动关机的控制方法，包括以下步骤：
(3)若保温集水瓶水温传感器采集的水温大于4℃，则执行步骤(6)，否则执行步骤(4)；
(4)FCU控制器通过控制PTC加热器进行加热，控制水泵运转；
(5)若保温集水瓶水温传感器采集的水温大于8℃，则执行步骤(6)，否则继续执行(4)；
(6)关闭PTC，氢气路和空气给氢燃料电堆提供氢和空气，同时控制水泵运转和控制高压系统拉载输出固定电压以及所需拉载功率；
(7)若出堆水温传感器采集的水温大于20℃，则执行步骤(8)，否则继续执行步骤(6)；
(8)当氢燃料电堆和保温集水箱的回路内水温大于20℃，打开四通阀节温器的c、d口电磁阀，控制四通阀节温器开度小于1％，使水路流通至第二水路循环支路和水路保温集水支路；
(9)若出堆水温传感器采集的水温大于48℃，则执行步骤(10)，否则继续执行步骤(8)；
(10)此时，氢燃料电堆、水路保温集水支路和第二水路循环支路形成的回路内水温大于48℃，接着根据出堆水温控制四通阀节温器开度使水路逐步切入第一水路循环支路，此时冷却水分别流经第二水路循环支路、第一水路循环支路和水路保温集水支路，当第一水路循环支路内的水温逐渐上升，四通阀节温器开度逐渐增大时，此时，流经第一水路循环支路的水流量增大，流经第二水路循环支路的水减少；
(11)若出堆水温传感器采集的水温大于60℃，则执行步骤(12)，否则继续执行步骤(10)；
(12)当第二水路循环支路、第一水路循环支路和水路保温集水支路的冷却水温度大于60℃，低温快速启动完成，关闭四通阀节温器的b口电磁阀，控制四通阀节温器开度大于等于85％，使冷却水只流经第一水路循环支路，不流经第二水路循环支路和水路保温集水支路；
(13)若出堆水温传感器采集的水温大于68℃，则执行步骤(14)，否则继续执行步骤(12)；
(14)开启风扇，采用PID算法控制风扇转速使水温稳定在73℃±1℃；
(15)若保温集水瓶出口水温小于63℃，则执行步骤(16)，否则继续执行步骤(14)；
(16)开启四通阀节温器的b口电磁阀，同时控制风扇散热使水温稳定在73℃；
(17)若保温集水瓶出口水温大于等于71℃，则执行步骤(18)，否则继续执行步骤(16)；
(18)当保温集水瓶内的水温达到73℃，关闭四通阀节温器的b口电磁阀，采用PID算法控制风扇转速使水温稳定在73±1℃；
(19)若FCU控制器收到关机指令，则运行步骤(20)，否则继续步骤(18)；
(20)首先关闭四通阀节温器的b口电磁阀，关闭保温集水瓶的入口、出口电磁阀，使保温集水瓶进入保温状态；
(21)控制氢气路、空气路吹扫，将氢燃料电堆阴极、阳极内的气体、液体吹扫出来，保持四通阀节温器的c和d口电磁阀打开状态，控制四通阀节温器使水路流经第一水路循环支路，并控制水泵转速2500rpm，控制风扇转速使水温迅速降至30℃以下。
优选地，所述的一种氢燃料保温系统的低温启动关机的控制方法，其特征在于，
包括以下步骤：
(3)若保温集水瓶水温传感器采集的水温大于8℃，则执行步骤(6)，否则执行步骤(4)；
(4)FCU控制器通过控制PTC加热器进行加热，控制水泵运转；
(5)若保温集水瓶水温传感器采集的水温大于12℃，则执行步骤(6)，否则继续执行(4)；
(6)关闭PTC，氢气路和空气路给氢燃料电堆提供氢和空气，同时控制水泵运转和控制高压系统拉载输出固定电压以及所需拉载功率；
(7)若出堆水温传感器采集的水温大于45℃，则执行步骤(8)，否则继续执行步骤(6)；
(8)当氢燃料电堆和保温集水箱的回路内水温大于45℃，打开四通阀节温器的c、d口电磁阀，控制四通阀节温器开度小于15％，使水路流通至第二水路循环支路和水路保温集水支路；
(9)若出堆水温传感器采集的水温大于58℃，则执行步骤(10)，否则继续执行步骤(8)；
(10)此时，氢燃料电堆、水路保温集水支路和第二水路循环支路形成的回路内水温大于58℃，接着根据出堆水温控制四通阀节温器开度使水路逐步切入第一水路循环支路，此时冷却水分别流经第二水路循环支路、第一水路循环支路和水路保温集水支路，当第一水路循环支路内的水温逐渐上升，四通阀节温器开度逐渐增大时，此时，流经第一水路循环支路的水流量增大，流经第二水路循环支路的水减少；
(11)若出堆水温传感器采集的水温大于65℃，则执行步骤(12)，否则继续执行步骤(10)；
(12)当第二水路循环支路、第一水路循环支路和水路保温集水支路的冷却水温度大于65℃，低温快速启动完成，关闭四通阀节温器的b口电磁阀，控制四通阀节温器开度大于等于100％，使冷却水只流经第一水路循环支路，不流经第二水路循环支路和水路保温集水支路；
(13)若出堆水温传感器采集的水温大于72℃，则执行步骤(14)，否则继续执行步骤(12)；
(14)开启风扇，采用PID算法控制风扇转速使水温稳定在82℃±1℃；
(15)若保温集水瓶出口水温小于72℃，则执行步骤(16)，否则继续执行步骤(14)；
(16)开启四通阀节温器的b口电磁阀，同时控制风扇散热使水温稳定在82℃；
(17)若保温集水瓶出口水温大于等于80℃，则执行步骤(18)，否则继续执行步骤(16)；
(18)当保温集水瓶内的水温达到80℃，关闭四通阀节温器的b口电磁阀，采用PID算法控制风扇转速使水温稳定在83℃；
(19)若FCU控制器收到关机指令，则运行步骤(20)，否则继续步骤(18)；
(20)首先关闭四通阀节温器的b口电磁阀，关闭保温集水瓶的入口、出口电磁阀，使保温集水瓶进入保温状态；
(21)控制氢气路、空气路吹扫，将氢燃料电堆阴极、阳极内的气体、液体吹扫出来，保持四通阀节温器的c和d口电磁阀打开状态，控制四通阀节温器使水路流经第一水路循环支路，并控制水泵转速4000rpm，2500≤N2≤4000控制风扇转速使水温迅速降至45℃以下。
优选地，所述的一种氢燃料保温系统的低温启动关机的控制方法，包括以下步骤：
(3)若保温集水瓶水温传感器采集的水温大于6℃，则执行步骤(6)，否则执行步骤(4)；
(4)FCU控制器通过控制PTC加热器进行加热，控制水泵运转；
(5)若保温集水瓶水温传感器采集的水温大于10℃，则执行步骤(6)，否则继续执行(4)；
(6)关闭PTC，氢气路和空气路给氢燃料电堆提供氢和空气，同时控制水泵运转和控制高压系统拉载输出固定电压以及所需拉载功率；
(7)若出堆水温传感器采集的水温大于30℃，则执行步骤(8)，否则继续执行步骤(6)；
(8)当氢燃料电堆和保温集水箱的回路内水温大于30℃，打开四通阀节温器的c、d口电磁阀，控制四通阀节温器开度小于10％，使水路流通至第二水路循环支路和水路保温集水支路；
(9)若出堆水温传感器采集的水温大于55℃，则执行步骤(10)，否则继续执行步骤(8)；
(10)此时，氢燃料电堆、水路保温集水支路和第二水路循环支路形成的回路内水温大于55℃，接着根据出堆水温控制四通阀节温器开度使水路逐步切入第一水路循环支路，此时冷却水分别流经第二水路循环支路、第一水路循环支路和水路保温集水支路，当第一水路循环支路内的水温逐渐上升，四通阀节温器开度逐渐增大时，此时，流经第一水路循环支路的水流量增大，流经第二水路循环支路的水减少；
(11)若出堆水温传感器采集的水温大于63℃，则执行步骤(12)，否则继续执行步骤(10)；
(12)当第二水路循环支路、第一水路循环支路和水路保温集水支路的冷却水温度大于63℃，低温快速启动完成，关闭四通阀节温器的b口电磁阀，控制四通阀节温器开度大于等于90％，使冷却水只流经第一水路循环支路，不流经第二水路循环支路和水路保温集水支路；
(13)若出堆水温传感器采集的水温大于70℃，则执行步骤(14)，否则继续执行步骤(12)；
(14)开启风扇，采用PID算法控制风扇转速使水温稳定在80℃±1℃；
(15)若保温集水瓶出口水温小于70℃，则执行步骤(16)，否则继续执行步骤(14)；
(16)开启四通阀节温器的b口电磁阀，同时控制风扇散热使水温稳定在80℃；
(17)若保温集水瓶出口水温大于等于78℃，，则执行步骤(18)，否则继续执行步骤(16)；
(18)当保温集水瓶内的水温达到78℃，关闭四通阀节温器的b口电磁阀，采用PID算法控制风扇转速使水温稳定在80±1℃；
(19)若FCU控制器收到关机指令，则运行步骤(20)，否则继续步骤(18)；
(20)首先关闭四通阀节温器的b口电磁阀，关闭保温集水瓶的入口、出口电磁阀，使保温集水瓶进入保温状态；
(21)控制氢气路、空气路吹扫，将氢燃料电堆阴极、阳极内的气体、液体吹扫出来，保持四通阀节温器的c和d口电磁阀打开状态，控制四通阀节温器使水路流经第一水路循环支路，并控制水泵转速3000rpm，控制风扇转速使水温迅速降至40℃以下。
优选地，所述的一种氢燃料保温系统的低温启动关机的控制方法，所述步骤(18)中保温集水瓶的水温与氢燃料电堆持续高效率的运行的温度相接近时，实现下一次低温快速启动。
优选地，所述的一种氢燃料保温系统的低温启动关机的控制方法，
包括以下步骤：
1、若氢燃料系统就绪后，当保温集水瓶水温传感器采集的水温低于T8℃，T8＝10，则开启PTC加热器进行加热，保温集水瓶入口电磁阀和保温集水瓶出口电磁阀保持关闭状态；
2、若保温集水瓶水温传感器采集水温大于等于T1℃，20≤T1≤45则关闭PTC加热器，否则继续执行步骤(1)；
3、若系统收到开机指令，则执行步骤(1)、(2)、(6)、(7)～(23)。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
本发明提出了一种氢燃料保温系统及低温启动关机控制方法，可以将热水收集至保温集水箱内，实现了氢燃料电池短时(低于25小时)内关机下，优先采用保温集水箱内收集的热水参与启动，在不额外消耗能量的情况下，实现快速低温启动，减少了电能和氢能的额外消耗，节省了启动时间，提高了系统的效率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的氢燃料电池低温启动关机方案流程图；
图3是实施例一种氢燃料电池低温启动控制流程图；
图4是本发明的采用三通阀节温器的结构示意图；
图5是本发明实施例二的氢燃料电池低温启动控制流程图；
图6是本发明实施例三的氢燃料电池低温启动控制流程图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“水平”、“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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或竖直，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
实施例
如图1所示，一种氢燃料保温系统，包括氢燃料电堆1，所述氢燃料电堆1与氢气路单元20相连通，所述氢燃料电堆1与空气路单元21相连通，所述氢燃料电堆1与水路单元相连通，所述氢气路单元、空气路单元和水路单元与FCU控制器16相电联，所述氢燃料电堆1与DCDC转换器17相连。
所述水路单元包括水泵6，所述水泵6的输入端与氢燃料电堆1出水端相连，所述水泵6的输出端与四通阀节温器8的输入端a相连，所述四通阀节温器8的输出端d与第一循环支路14的输入端相连，所述第一循环支路14的输出端通过去离子和过滤器二合一装置4、入堆水压传感器3、入堆水温传感器2与氢燃料电堆1的进水端相连，所述第一循环支路14的输出端与膨胀水壶5的输入端相连，所述四通阀节温器8的输出端c通过第二循环支路13与第一循环支路14的输出端相连，所述四通阀节温器8的输出端b与水路保温集水支路15的输入端相连，所述水路保温集水支路15的输出端通过保温集水瓶入口电磁阀18与保温集水瓶10的输入端相连，所述保温集水瓶10的输出端通过保温集水瓶出口电磁阀19连接至第一循环支路14的输出端，所述保温集水瓶10内设置有PTC加热器11。
本发明中所述水泵6与氢燃料电堆1之间连接有出堆水温传感器7。
本发明中所述第一循环支路14上设置有散热器9。
本发明中所述保温集水瓶10内设置有保温集水瓶水温传感器12。
本发明中水路单元包括
入堆水压传感器和入堆水温传感器安装在电堆水路入口分别用于采集入堆水温、入堆水压；去离子和过滤器二合一装置安装在第二循环支路、第一循环支路和水路保温集水支路交汇处和电堆水路入口之间的靠近第二循环支路、第一循环支路和水路保温集水支路交汇处水管上，用于去除冷却水中的离子和碎屑杂质；膨胀水壶用于给冷却水路补水，排出冷却水路的气泡；出堆水温传感器安装在电堆水路出水口，用于采集出堆水温，水泵安装在出堆水温传感器和四通阀节温器之间，用于驱动冷却水流动给电堆散热；
四通阀节温器的a口为入口端，b、c、d为出口端，a口连接在水泵与四通阀节温器之间的水管，四通阀节温器出口端b、c、d分别连接水路保温集水支路、第二循环支路和第一循环支路的入口，其中b口有一个电磁阀可以控制支路水路保温集水支路路入口的通断，四通阀节温器内部有一总电磁阀可以控制c和d口的通断，四通阀节温器内部有一0～100％开度的节温器在总电磁阀和c、d出口之间，可以控制开度，c、d总电磁阀打开之后，节温器开度0～M1％，0≤M1≤15，冷却水流入第二循环支路，不流入第一循环支路，M2～100％开度，85≤M2≤100，冷却水流入支路第一循环支路，不流入第二循环支路，开度M1～M2％，冷却水同时流入第二循环支路和第一循环支路；
第二循环支路与第一循环支路一端分别连接在四通阀节温器的c、d出口，另一端连接在电堆水路进水端管路上，第二循环支路用于系统小功率运行给电堆散热，第一循环支路上安装有一散热器，系统大功率运行时，散热器用于散热；水路保温集水支路一端连接在四通阀节温器的b口，另一端连接在电堆水路进水端管路上，水路保温集水支路用于低温冷启动和快速启动。
如图2所示，一种氢燃料保温系统的低温启动关机的控制方法，包括以下步骤：
(1)若氢燃料系统就绪，满足启动条件同时收到燃料电池启动指令，则系统开始启动；
(2)打开保温集水瓶入口电磁阀、保温集水瓶出口电磁阀、四通阀节温器的b口电磁阀，关闭四通阀节温器的c和d口电磁阀，使保温集水瓶所在支路与氢燃料电堆形成冷却回路，同时在氢燃料电堆系统启动时，保温集水瓶的热水进入氢燃料电堆；
(3)若保温集水瓶水温传感器采集的水温大于T0℃，4≤T0≤8，则执行步骤(6)，否则执行步骤(4)；
(4)FCU控制器通过控制PTC加热器进行加热，控制水泵运转；
(5)若保温集水瓶水温传感器采集的水温大于T0+4℃，4≤T0≤8，则执行步骤(6)，否则继续执行(4)；
(6)关闭PTC，氢气路和空气路给氢燃料电堆提供氢和空气，同时控制水泵运转和控制高压系统拉载输出固定电压以及所需拉载功率；
(7)若出堆水温传感器采集的水温大于T1℃，20≤T1≤45，则执行步骤(8)，否则继续执行步骤(6)；
(8)当氢燃料电堆和保温集水箱的回路内水温大于T1℃，20≤T1≤45，打开四通阀节温器的c、d口电磁阀，控制四通阀节温器开度小于M1％，0≤M1≤15，使水路流通至第二水路循环支路和水路保温集水支路；
(9)若出堆水温传感器采集的水温大于T2℃，48≤T2≤58，则执行步骤(10)，否则继续执行步骤(8)；
(10)此时，氢燃料电堆、水路保温集水支路和第二水路循环支路形成的回路内水温大于T2，48≤T2≤58，接着根据出堆水温控制四通阀节温器开度使水路逐步切入第一水路循环支路，此时冷却水分别流经第二水路循环支路、第一水路循环支路和水路保温集水支路，当第一水路循环支路内的水温逐渐上升，四通阀节温器开度逐渐增大时，此时，流经第一水路循环支路的水流量增大，流经第二水路循环支路的水减少；
(11)若出堆水温传感器采集的水温大于T3℃，60≤T3≤65，则执行步骤(12)，否则继续执行步骤(10)；
(12)当第二水路循环支路、第一水路循环支路和水路保温集水支路的冷却水温度大于T3，60≤T3≤65，低温快速启动完成，关闭四通阀节温器的b口电磁阀，控制四通阀节温器开度大于等于M2％，85≤M2≤100，使冷却水只流经第一水路循环支路，不流经第二水路循环支路和水路保温集水支路；
(13)若出堆水温传感器采集的水温大于T4℃，68≤T4≤72，则执行步骤(14)，否则继续执行步骤(12)；
(14)开启风扇，采用PID算法控制风扇转速使水温稳定在T5℃±1℃，73≤T5≤82；
(15)若保温集水瓶出口水温小于T5-10℃，73≤T5≤82，则执行步骤(16)，否则继续执行步骤(14)；
(16)开启四通阀节温器的b口电磁阀，同时控制风扇散热使水温稳定在T5℃，73≤T5≤82；
(17)若保温集水瓶出口水温大于等于T5-2℃，73≤T5≤82，则执行步骤(18)，否则继续执行步骤(16)；
(18)当保温集水瓶内的水温达到T5-2℃，73≤T5≤82，关闭四通阀节温器的b口电磁阀，采用PID算法控制风扇转速使水温稳定在T5±1℃，73≤T5≤82；
(19)若FCU控制器收到关机指令，则运行步骤(20)，否则继续步骤(18)；
(20)首先关闭四通阀节温器的b口电磁阀，关闭保温集水瓶的入口、出口电磁阀，使保温集水瓶进入保温状态；
(21)控制氢气路、空气路吹扫，将氢燃料电堆阴极、阳极内的气体、液体吹扫出来，保持四通阀节温器的c和d口电磁阀打开状态，控制四通阀节温器使水路流经第一水路循环支路，并控制水泵转速N2 rpm，2500≤N2≤4000控制风扇转速使水温迅速降至T6℃以下，30≤T6≤45；
(22)若吹扫完成，执行步骤(23)，否则继续执行步骤(21)；
(23)氢气路、空气路电器关闭，水泵关闭，控制四通阀节温器使水路流经第二水路循环支路环，控制四通阀节温器的c和d口电磁阀关闭，最后，关机结束。
本发明中所述步骤(18)中保温集水瓶的水温与氢燃料电堆持续高效率的运行的温度相接近时，实现下一次低温快速启动。
实施例一
在上述实施例的基础上，其中步骤(1)和(2)与实施例的方法一致，不做任何的赘述。
一种氢燃料保温系统的低温启动关机的控制方法，包括以下步骤：
(3)若保温集水瓶水温传感器采集的水温大于4℃，则执行步骤(6)，否则执行步骤(4)；
(4)FCU控制器通过控制PTC加热器进行加热，控制水泵运转；
(5)若保温集水瓶水温传感器采集的水温大于8℃，则执行步骤(6)，否则继续执行(4)；
(6)关闭PTC，氢气路和空气路给氢燃料电堆提供氢和空气，同时控制水泵运转和控制高压系统拉载输出固定电压以及所需拉载功率；
(7)若出堆水温传感器采集的水温大于20℃，则执行步骤(8)，否则继续执行步骤(6)；
(8)当氢燃料电堆和保温集水箱的回路内水温大于20℃，打开四通阀节温器的c、d口电磁阀，控制四通阀节温器开度小于1％，使水路流通至第二水路循环支路和水路保温集水支路；
(9)若出堆水温传感器采集的水温大于48℃，则执行步骤(10)，否则继续执行步骤(8)；
(10)此时，氢燃料电堆、水路保温集水支路和第二水路循环支路形成的回路内水温大于48℃，接着根据出堆水温控制四通阀节温器开度使水路逐步切入第一水路循环支路，此时冷却水分别流经第二水路循环支路、第一水路循环支路和水路保温集水支路，当第一水路循环支路内的水温逐渐上升，四通阀节温器开度逐渐增大时，此时，流经第一水路循环支路的水流量增大，流经第二水路循环支路的水减少；
(11)若出堆水温传感器采集的水温大于60℃，则执行步骤(12)，否则继续执行步骤(10)；
(12)当第二水路循环支路、第一水路循环支路和水路保温集水支路的冷却水温度大于60℃，低温快速启动完成，关闭四通阀节温器的b口电磁阀，控制四通阀节温器开度大于等于85％，使冷却水只流经第一水路循环支路，不流经第二水路循环支路和水路保温集水支路；
(13)若出堆水温传感器采集的水温大于68℃，则执行步骤(14)，否则继续执行步骤(12)；
(14)开启风扇，采用PID算法控制风扇转速使水温稳定在73℃±1℃；
(15)若保温集水瓶出口水温小于63℃，则执行步骤(16)，否则继续执行步骤(14)；
(16)开启四通阀节温器的b口电磁阀，同时控制风扇散热使水温稳定在73℃；
(17)若保温集水瓶出口水温大于等于71℃，则执行步骤(18)，否则继续执行步骤(16)；
(18)当保温集水瓶内的水温达到71℃，关闭四通阀节温器的b口电磁阀，采用PID算法控制风扇转速使水温稳定在73±1℃；
(19)若FCU控制器收到关机指令，则运行步骤(20)，否则继续步骤(18)；
(20)首先关闭四通阀节温器的b口电磁阀，关闭保温集水瓶的入口、出口电磁阀，使保温集水瓶进入保温状态；
(21)控制氢气路、空气路吹扫，将氢燃料电堆阴极、阳极内的气体、液体吹扫出来，保持四通阀节温器的c和d口电磁阀打开状态，控制四通阀节温器使水路流经第一水路循环支路，并控制水泵转速2500rpm，控制风扇转速使水温迅速降至30℃以下。
实施例二
在上述实施例的基础上，其中步骤(1)和(2)与实施例的方法一致，不做任何的赘述。
一种氢燃料保温系统的低温启动关机的控制方法，包括以下步骤：
包括以下步骤：
(3)若保温集水瓶水温传感器采集的水温大于8℃，则执行步骤(6)，否则执行步骤(4)；
(4)FCU控制器通过控制PTC加热器进行加热，控制水泵运转；
(5)若保温集水瓶水温传感器采集的水温大于12℃，则执行步骤(6)，否则继续执行(4)；
(6)关闭PTC，氢气路和空气路给氢燃料电堆提供氢和空气，同时控制水泵运转和控制高压系统拉载输出固定电压以及所需拉载功率；
(7)若出堆水温传感器采集的水温大于45℃，则执行步骤(8)，否则继续执行步骤(6)；
(8)当氢燃料电堆和保温集水箱的回路内水温大于45℃，打开四通阀节温器的c、d口电磁阀，控制四通阀节温器开度小于15％，使水路流通至第二水路循环支路和水路保温集水支路；
(9)若出堆水温传感器采集的水温大于58℃，则执行步骤(10)，否则继续执行步骤(8)；
(10)此时，氢燃料电堆、水路保温集水支路和第二水路循环支路形成的回路内水温大于58℃，接着根据出堆水温控制四通阀节温器开度使水路逐步切入第一水路循环支路，此时冷却水分别流经第二水路循环支路、第一水路循环支路和水路保温集水支路，当第一水路循环支路内的水温逐渐上升，四通阀节温器开度逐渐增大时，此时，流经第一水路循环支路的水流量增大，流经第二水路循环支路的水减少；
(11)若出堆水温传感器采集的水温大于65℃，则执行步骤(12)，否则继续执行步骤(10)；
(12)当第二水路循环支路、第一水路循环支路和水路保温集水支路的冷却水温度大于65℃，低温快速启动完成，关闭四通阀节温器的b口电磁阀，控制四通阀节温器开度大于等于100％，使冷却水只流经第一水路循环支路，不流经第二水路循环支路和水路保温集水支路；
(13)若出堆水温传感器采集的水温大于72℃，则执行步骤(14)，否则继续执行步骤(12)；
(14)开启风扇，采用PID算法控制风扇转速使水温稳定在82℃±1℃；
(15)若保温集水瓶出口水温小于72℃，则执行步骤(16)，否则继续执行步骤(14)；
(16)开启四通阀节温器的b口电磁阀，同时控制风扇散热使水温稳定在82℃；
(17)若保温集水瓶出口水温大于等于80℃，则执行步骤(18)，否则继续执行步骤(16)；
(18)当保温集水瓶内的水温达到80℃，关闭四通阀节温器的b口电磁阀，采用PID算法控制风扇转速使水温稳定在83℃；
(19)若FCU控制器收到关机指令，则运行步骤(20)，否则继续步骤(18)；
(20)首先关闭四通阀节温器的b口电磁阀，关闭保温集水瓶的入口、出口电磁阀，使保温集水瓶进入保温状态；
(21)控制氢气路、空气路吹扫，将氢燃料电堆阴极、阳极内的气体、液体吹扫出来，保持四通阀节温器的c和d口电磁阀打开状态，控制四通阀节温器使水路流经第一水路循环支路，并控制水泵转速4000rpm，2500≤N2≤4000控制风扇转速使水温迅速降至45℃以下。
实施例三
在上述实施例的基础上，其中步骤(1)和(2)与实施例的方法一致，不做任何的赘述。
一种氢燃料保温系统的低温启动关机的控制方法，包括以下步骤：
(3)若保温集水瓶水温传感器采集的水温大于6℃，则执行步骤(6)，否则执行步骤(4)；
(4)FCU控制器通过控制PTC加热器进行加热，控制水泵运转；
(5)若保温集水瓶水温传感器采集的水温大于10℃，则执行步骤(6)，否则继续执行(4)；
(6)关闭PTC，氢气路和空气路给氢燃料电堆提供氢和空气，同时控制水泵运转和控制高压系统拉载输出固定电压以及所需拉载功率；
(7)若出堆水温传感器采集的水温大于30℃，则执行步骤(8)，否则继续执行步骤(6)；
(8)当氢燃料电堆和保温集水箱的回路内水温大于30℃，打开四通阀节温器的c、d口电磁阀，控制四通阀节温器开度小于10％，使水路流通至第二水路循环支路和水路保温集水支路；
(9)若出堆水温传感器采集的水温大于55℃，则执行步骤(10)，否则继续执行步骤(8)；
(10)此时，氢燃料电堆、水路保温集水支路和第二水路循环支路形成的回路内水温大于55℃，接着根据出堆水温控制四通阀节温器开度使水路逐步切入第一水路循环支路，此时冷却水分别流经第二水路循环支路、第一水路循环支路和水路保温集水支路，当第一水路循环支路内的水温逐渐上升，四通阀节温器开度逐渐增大时，此时，流经第一水路循环支路的水流量增大，流经第二水路循环支路的水减少；
(11)若出堆水温传感器采集的水温大于63℃，则执行步骤(12)，否则继续执行步骤(10)；
(12)当第二水路循环支路、第一水路循环支路和水路保温集水支路的冷却水温度大于63℃，低温快速启动完成，关闭四通阀节温器的b口电磁阀，控制四通阀节温器开度大于等于90％，使冷却水只流经第一水路循环支路，不流经第二水路循环支路和水路保温集水支路；
(13)若出堆水温传感器采集的水温大于70℃，则执行步骤(14)，否则继续执行步骤(12)；
(14)开启风扇，采用PID算法控制风扇转速使水温稳定在80℃±1℃；
(15)若保温集水瓶出口水温小于70℃，则执行步骤(16)，否则继续执行步骤(14)；
(16)开启四通阀节温器的b口电磁阀，同时控制风扇散热使水温稳定在80℃；
(17)若保温集水瓶出口水温大于等于78℃，则执行步骤(18)，否则继续执行步骤(16)；
(18)当保温集水瓶内的水温达到78℃，关闭四通阀节温器的b口电磁阀，采用PID算法控制风扇转速使水温稳定在80±1℃；
(19)若FCU控制器收到关机指令，则运行步骤(20)，否则继续步骤(18)；
(20)首先关闭四通阀节温器的b口电磁阀，关闭保温集水瓶的入口、出口电磁阀，使保温集水瓶进入保温状态；
(21)控制氢气路、空气路吹扫，将氢燃料电堆阴极、阳极内的气体、液体吹扫出来，保持四通阀节温器的c和d口电磁阀打开状态，控制四通阀节温器使水路流经第一水路循环支路，并控制水泵转速3000rpm，控制风扇转速使水温迅速降至40℃以下。
实施例四
如图3所示，在上述实施例的基础上，一种氢燃料保温系统的低温启动关机的控制方法，包括以下步骤：
1、若氢燃料系统就绪后，当保温集水瓶水温传感器采集的水温低于T8℃，T8＝10，则开启PTC加热器进行加热，保温集水瓶入口电磁阀和保温集水瓶出口电磁阀保持关闭状态，然后执行2，3，水温高于T8℃，执行3；
2、若保温集水瓶水温传感器采集水温大于等于T1℃，20≤T1≤45，则关闭PTC加热器，否则继续执行步骤(1)；
3、若系统收到开机指令，则执行步骤(1)、(2)、(6)、(7)～(23)。
实施例五
如图4所示，一种氢燃料保温系统，包括氢燃料电堆1，所述氢燃料电堆1与氢气路单元相连通，所述氢燃料电堆1与空气路单元相连通，所述氢燃料电堆1与水路单元相连通，所述氢气路单元、空气路单元和水路单元与FCU控制器17相电联；
其中，氢气路单元和空气路单元与实施例中连接相同；
而水路单元所述水路单元包括水泵6，所述水泵6的输入端与氢燃料电堆1出水端相连，所述水泵6的输出端与三通阀节温器8a的输入端a相连，所述三通阀节温器8a的输出端d与第一循环支路14的输入端相连，所述第一循环支路14的输出端通过去离子和过滤器二合一装置4、入堆水压传感器3、入堆水温传感器2与氢燃料电堆1的进水端相连，所述第一循环支路14的输出端与膨胀水壶5的输入端相连，所述三通阀节温器8a的输出端b与水路保温集水支路15的输入端相连，所述水路保温集水支路15的输出端通过保温集水瓶入口电磁阀18与保温集水瓶10的输入端相连，所述保温集水瓶10的输出端通过保温集水瓶出口电磁阀19连接至第一循环支路14的输出端，所述保温集水瓶10内设置有PTC加热器11。
通过三通阀节温器8a代替四通阀节温器8也可实现对低温启动开关的控制，控制方法如下：
如图5所示，一种氢燃料保温系统的低温启动关机的控制方法，包括以下步骤：
(1)若氢燃料系统就绪，满足启动条件同时收到燃料电池启动指令，则系统开始启动；
(2)打开保温集水瓶入口电磁阀、保温集水瓶出口电磁阀,设置三通阀节温器开度M1％(M在0～15z之间)，使保温集水瓶所在支路与氢燃料电堆形成冷却回路，同时在氢燃料电堆系统启动时，保温集水瓶的热水进入氢燃料电堆；
(3)若保温集水瓶水温传感器采集的水温大于T0℃，4≤T0≤8，则执行步骤(6)，否则执行步骤(4)；
(4)FCU控制器通过控制PTC加热器进行加热，控制水泵运转；
(5)若保温集水瓶水温传感器采集的水温大于T0+4℃，4≤T0≤8，则执行步骤(6)，否则继续执行(4)；
(6)关闭PTC，氢气路和空气路给氢燃料电堆提供氢和空气，同时控制水泵运转和控制高压路拉载输出固定电压以及所需拉载功率；
(7)若出堆水温传感器采集的水温大于T1℃，20≤T1≤45，则执行步骤(8)，否则继续执行步骤(6)；
(8)当氢燃料电堆和保温集水箱的回路内水温T1℃，20≤T1≤45，控制三通阀节温器开度小于M1％，0≤M1≤15，使水路流通至水路保温集水支路；
(9)若出堆水温传感器采集的水温大于T2℃，48≤T2≤58，则执行步骤(10)，否则继续执行步骤(8)；
(10)当氢燃料电堆和水路保温集水支路形成的回路内水温大于T2℃，48≤T2≤58，接着根据出堆水温控制三通阀节温器开度使水路逐步切入第一水路循环支路，此时第一水路循环支路和水路保温集水支路，当第一水路循环支路内的水温逐渐上升，三通阀节温器开度逐渐增大时，此时，流经第一水路循环支路的水流量增大；
(11)若出堆水温传感器采集的水温大于T3℃，60≤T3≤65，则执行步骤(12)，否则继续执行步骤(10)；
(12)当第一水路循环支路和水路保温集水支路的冷却水温度大于T3℃，60≤T3≤65，低温快速启动完成，控制三通阀节温器开度大于等于M2％，85≤M2≤100，使冷却水只流经第一水路循环支路，不流经水路保温集水支路；
(13)若出堆水温传感器采集的水温大于T4℃，68≤T4≤72，则执行步骤(14)，否则继续执行步骤(12)；
(14)开启风扇，采用PID算法控制风扇转速使水温稳定在T5℃±1℃，73≤T5≤82；
(15)若保温集水瓶出口水温小于T5-10℃，73≤T5≤82，则执行步骤(16)，否则继续执行步骤(14)；
(16)控制三通阀节温器开度在M1％～M2％，0≤M1≤15，85≤M2≤100，使冷却水流经水路保温集水支路、第一水路循环支路，同时PID算法控制风扇散热使水温稳定在T5℃，73≤T5≤82；
(17)若保温集水瓶出口水温大于等于T5-2℃，73≤T5≤82，则执行步骤(18)，否则继续执行步骤(16)；
(18)当保温集水瓶内的水温达到T5-2℃，73≤T5≤82，控制三通阀节温器开度在M2％～100％，使冷却水只流经第一水路循环支路，同时采用PID算法控制风扇转速使水温稳定在T5±1℃，73≤T5≤82；
(19)若FCU控制器收到关机指令，则运行步骤(20)，否则继续步骤(18)；
(20)控制三通阀节温器开度在M2％～100％，使冷却水只流经第一水路循环支路，关闭保温集水瓶的入口、出口电磁阀，使保温集水瓶进入保温状态；
(21)控制氢气路、空气路吹扫，将氢燃料电堆阴极、阳极内的气体、液体吹扫出来，控制三通阀节温器开度在M2％～100％使水路流经第一水路循环支路，并控制水泵转速N2rpm，2500≤N2≤4000，控制风扇转速使水温迅速降至T6℃以下，30≤T6≤45；
(22)若吹扫完成，执行步骤(23)，否则继续执行步骤(21)；
(23)氢气路、空气路电器关闭，水泵关闭，控制三通阀节温器开度在M2％～100％，最后，关机结束。
实施例六
如图6所示，在实施例四的基础上，完成对实施例的低温启动关机的控制方法，与实施例的操作方式相同，只是将四通阀节温器替换成三通阀节温器，上述的操作方法不在做任何的赘述。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，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变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种氢燃料保温系统，包括氢燃料电堆(1)，其特征在于：所述氢燃料电堆(1)与氢气路单元(20)相连通，所述氢燃料电堆(1)与空气路单元(21)相连通，所述氢燃料电堆(1)与水路单元相连通，所述氢气路单元、空气路单元和水路单元与FCU控制器(16)相电联，所述氢燃料电堆(1)与DCDC转换器(17)相连；
所述水路单元包括水泵(6)，所述水泵(6)的输入端与氢燃料电堆(1)出水端相连，所述水泵(6)的输出端与四通阀节温器(8)的输入端a相连，所述四通阀节温器(8)的输出端d与第一循环支路(14)的输入端相连，所述第一循环支路(14)的输出端通过去离子和过滤器二合一装置(4)、入堆水压传感器(3)、入堆水温传感器(2)与氢燃料电堆(1)的进水端相连，所述第一循环支路(14)的输出端与膨胀水壶(5)的输入端相连，所述四通阀节温器(8)的输出端c通过第二循环支路(13)与第一循环支路(14)的输出端相连，所述四通阀节温器(8)的输出端b与水路保温集水支路(15)的输入端相连，所述水路保温集水支路(15)的输出端通过保温集水瓶入口电磁阀(18)与保温集水瓶(10)的输入端相连，所述保温集水瓶(10)的输出端通过保温集水瓶出口电磁阀(19)连接至第一循环支路(14)的输出端，所述保温集水瓶(10)内设置有PTC加热器(11)。
2.根据权利要求1所述的一种氢燃料保温系统，其特征在于：所述水泵(6)与氢燃料电堆(1)之间连接有出堆水温传感器(7)。
3.根据权利要求1所述的一种氢燃料保温系统，其特征在于：所述第一循环支路(14)上设置有散热器(9)。
4.根据权利要求1所述的一种氢燃料保温系统，其特征在于：所述保温集水瓶(10)内设置有保温集水瓶水温传感器(12)。
5.一种氢燃料保温系统的低温启动关机的控制方法，其特征在于，
包括以下步骤：
(1)若氢燃料系统就绪，满足启动条件同时收到燃料电池启动指令，则系统开始启动；
(2)打开保温集水瓶入口电磁阀、保温集水瓶出口电磁阀、四通阀节温器的b口电磁阀，关闭四通阀节温器的c和d口电磁阀，使保温集水瓶所在支路与氢燃料电堆形成冷却回路，同时在氢燃料电堆系统启动时，保温集水瓶的热水进入氢燃料电堆；
(3)若保温集水瓶水温传感器采集的水温大于T0℃，4≤T0≤8，则执行步骤(6)，否则执行步骤(4)；
(4)FCU控制器通过控制PTC加热器进行加热，控制水泵运转；
(5)若保温集水瓶水温传感器采集的水温大于T0+4℃，4≤T0≤8，则执行步骤(6)，否则继续执行(4)；
(6)关闭PTC，氢气路和空气路给氢燃料电堆提供氢和空气，同时控制水泵运转和控制高压系统拉载输出固定电压以及所需拉载功率；
(7)若出堆水温传感器采集的水温大于T1℃，20≤T1≤45，则执行步骤(8)，否则继续执行步骤(6)；
(8)当氢燃料电堆和保温集水箱的回路内水温大于T1℃，20≤T1≤45，打开四通阀节温器的c、d口电磁阀，控制四通阀节温器开度小于M1％，0≤M1≤15，使水路流通至第二水路循环支路和水路保温集水支路；
(9)若出堆水温传感器采集的水温大于T2℃，48≤T2≤58，则执行步骤(10)，否则继续执行步骤(8)；
(10)此时，氢燃料电堆、水路保温集水支路和第二水路循环支路形成的回路内水温大于T2，48≤T2≤58，接着根据出堆水温控制四通阀节温器开度使水路逐步切入第一水路循环支路，此时冷却水分别流经第二水路循环支路、第一水路循环支路和水路保温集水支路，当第一水路循环支路内的水温逐渐上升，四通阀节温器开度逐渐增大时，此时，流经第一水路循环支路的水流量增大，流经第二水路循环支路的水减少；
(11)若出堆水温传感器采集的水温大于T3℃，60≤T3≤65，则执行步骤(12)，否则继续执行步骤(10)；
(12)当第二水路循环支路、第一水路循环支路和水路保温集水支路的冷却水温度大于T3，60≤T3≤65，低温快速启动完成，关闭四通阀节温器的b口电磁阀，控制四通阀节温器开度大于等于M2％，85≤M2≤100，使冷却水只流经第一水路循环支路，不流经第二水路循环支路和水路保温集水支路；
(13)若出堆水温传感器采集的水温大于T4℃，68≤T4≤72，则执行步骤(14)，否则继续执行步骤(12)；
(14)开启风扇，采用PID算法控制风扇转速使水温稳定在T5℃±1℃，73≤T5≤82；
(15)若保温集水瓶出口水温小于T5-10℃，73≤T5≤82，则执行步骤(16)，否则继续执行步骤(14)；
(16)开启四通阀节温器的b口电磁阀，同时控制风扇散热使水温稳定在T5℃，73≤T5≤82；
(17)若保温集水瓶出口水温大于等于T5-2℃，73≤T5≤82，则执行步骤(18)，否则继续执行步骤(16)；
(18)当保温集水瓶内的水温达到T5-2℃，73≤T5≤82，关闭四通阀节温器的b口电磁阀，采用PID算法控制风扇转速使水温稳定在T5±1℃，73≤T5≤82；
(19)若FCU控制器收到关机指令，则运行步骤(20)，否则继续步骤(18)；
(20)首先关闭四通阀节温器的b口电磁阀，关闭保温集水瓶的入口、出口电磁阀，使保温集水瓶进入保温状态；
(21)控制氢气路、空气路吹扫，将氢燃料电堆阴极、阳极内的气体、液体吹扫出来，保持四通阀节温器的c和d口电磁阀打开状态，控制四通阀节温器使水路流经第一水路循环支路，并控制水泵转速N2 rpm，2500≤N2≤4000控制风扇转速使水温迅速降至T6℃以下，30≤T6≤45；
(22)若吹扫完成，执行步骤(23)，否则继续执行步骤(21)；
(23)氢气路、空气路电器关闭，水泵关闭，控制四通阀节温器使水路流经第二水路循环支路环，控制四通阀节温器的c和d口电磁阀关闭，最后，关机结束。
6.根据权利要求5所述的一种氢燃料保温系统的低温启动关机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
(3)若保温集水瓶水温传感器采集的水温大于4℃，则执行步骤(6)，否则执行步骤(4)；
(4)FCU控制器通过控制PTC加热器进行加热，控制水泵运转；
(5)若保温集水瓶水温传感器采集的水温大于8℃，则执行步骤(6)，否则继续执行(4)；
(6)关闭PTC，氢气路和空气路给氢燃料电堆提供氢和空气，同时控制水泵运转和控制高压系统拉载输出固定电压以及所需拉载功率；
(7)若出堆水温传感器采集的水温大于20℃，则执行步骤(8)，否则继续执行步骤(6)；
(8)当氢燃料电堆和保温集水箱的回路内水温大于20℃，打开四通阀节温器的c、d口电磁阀，控制四通阀节温器开度小于1％，使水路流通至第二水路循环支路和水路保温集水支路；
(9)若出堆水温传感器采集的水温大于48℃，则执行步骤(10)，否则继续执行步骤(8)；
(10)此时，氢燃料电堆、水路保温集水支路和第二水路循环支路形成的回路内水温大于48℃，接着根据出堆水温控制四通阀节温器开度使水路逐步切入第一水路循环支路，此时冷却水分别流经第二水路循环支路、第一水路循环支路和水路保温集水支路，当第一水路循环支路内的水温逐渐上升，四通阀节温器开度逐渐增大时，此时，流经第一水路循环支路的水流量增大，流经第二水路循环支路的水减少；
(11)若出堆水温传感器采集的水温大于60℃，则执行步骤(12)，否则继续执行步骤(10)；
(12)当第二水路循环支路、第一水路循环支路和水路保温集水支路的冷却水温度大于60℃，低温快速启动完成，关闭四通阀节温器的b口电磁阀，控制四通阀节温器开度大于等于85％，使冷却水只流经第一水路循环支路，不流经第二水路循环支路和水路保温集水支路；
(13)若出堆水温传感器采集的水温大于68℃，则执行步骤(14)，否则继续执行步骤(12)；
(14)开启风扇，采用PID算法控制风扇转速使水温稳定在73℃±1℃；
(15)若保温集水瓶出口水温小于63℃，则执行步骤(16)，否则继续执行步骤(14)；
(16)开启四通阀节温器的b口电磁阀，同时控制风扇散热使水温稳定在73℃；
(17)若保温集水瓶出口水温大于等于71℃，则执行步骤(18)，否则继续执行步骤(16)；
(18)当保温集水瓶内的水温达到71℃，关闭四通阀节温器的b口电磁阀，采用PID算法控制风扇转速使水温稳定在73±1℃；
(19)若FCU控制器收到关机指令，则运行步骤(20)，否则继续步骤(18)；
(20)首先关闭四通阀节温器的b口电磁阀，关闭保温集水瓶的入口、出口电磁阀，使保温集水瓶进入保温状态；
(21)控制氢气路、空气路吹扫，将氢燃料电堆阴极、阳极内的气体、液体吹扫出来，保持四通阀节温器的c和d口电磁阀打开状态，控制四通阀节温器使水路流经第一水路循环支路，并控制水泵转速2500rpm，控制风扇转速使水温迅速降至30℃以下。
7.根据权利要求5所述的一种氢燃料保温系统的低温启动关机的控制方法，其特征在于，
包括以下步骤：
(3)若保温集水瓶水温传感器采集的水温大于8℃，则执行步骤(6)，否则执行步骤(4)；
(4)控制通过FCU控制器对PTC加热器进行加热，控制水泵运转；
(5)若保温集水瓶水温传感器采集的水温大于12℃，则执行步骤(6)，否则继续执行(4)；
(6)关闭PTC，氢气路和空气路给氢燃料电堆提供氢和空气，同时控制水泵运转和控制高压系统拉载输出固定电压以及所需拉载功率；
(7)若出堆水温传感器采集的水温大于45℃，则执行步骤(8)，否则继续执行步骤(6)；
(8)当氢燃料电堆和保温集水箱的回路内水温大于45℃，打开四通阀节温器的c、d口电磁阀，控制四通阀节温器开度小于15％，使水路流通至第二水路循环支路和水路保温集水支路；
(9)若出堆水温传感器采集的水温大于58℃，则执行步骤(10)，否则继续执行步骤(8)；
(10)此时，氢燃料电堆、水路保温集水支路和第二水路循环支路形成的回路内水温大于58℃，接着根据出堆水温控制四通阀节温器开度使水路逐步切入第一水路循环支路，此时冷却水分别流经第二水路循环支路、第一水路循环支路和水路保温集水支路，当第一水路循环支路内的水温逐渐上升，四通阀节温器开度逐渐增大时，此时，流经第一水路循环支路的水流量增大，流经第二水路循环支路的水减少；
(11)若出堆水温传感器采集的水温大于65℃，则执行步骤(12)，否则继续执行步骤(10)；
(12)当第二水路循环支路、第一水路循环支路和水路保温集水支路的冷却水温度大于65℃，低温快速启动完成，关闭四通阀节温器的b口电磁阀，控制四通阀节温器开度大于等于100％，使冷却水只流经第一水路循环支路，不流经第二水路循环支路和水路保温集水支路；
(13)若出堆水温传感器采集的水温大于72℃，则执行步骤(14)，否则继续执行步骤(12)；
(14)开启风扇，采用PID算法控制风扇转速使水温稳定在82℃±1℃；
(15)若保温集水瓶出口水温小于72℃，则执行步骤(16)，否则继续执行步骤(14)；
(16)开启四通阀节温器的b口电磁阀，同时控制风扇散热使水温稳定在82℃；
(17)若保温集水瓶出口水温大于等于80℃，则执行步骤(18)，否则继续执行步骤(16)；
(18)当保温集水瓶内的水温达到80℃，关闭四通阀节温器的b口电磁阀，采用PID算法控制风扇转速使水温稳定在83℃；
(19)若FCU控制器收到关机指令，则运行步骤(20)，否则继续步骤(18)；
(20)首先关闭四通阀节温器的b口电磁阀，关闭保温集水瓶的入口、出口电磁阀，使保温集水瓶进入保温状态；
(21)控制氢气路、空气路吹扫，将氢燃料电堆阴极、阳极内的气体、液体吹扫出来，保持四通阀节温器的c和d口电磁阀打开状态，控制四通阀节温器使水路流经第一水路循环支路，并控制水泵转速4000rpm，2500≤N2≤4000控制风扇转速使水温迅速降至45℃以下。
8.根据权利要求5所述的一种氢燃料保温系统的低温启动关机的控制方法，其特征在于，
包括以下步骤：
(3)若保温集水瓶水温传感器采集的水温大于6℃，则执行步骤(6)，否则执行步骤(4)；
(4)FCU控制器通过控制PTC加热器进行加热，控制水泵运转；
(5)若保温集水瓶水温传感器采集的水温大于10℃，则执行步骤(6)，否则继续执行(4)；
(6)关闭PTC，氢气路和空气路给氢燃料电堆提供氢和空气，同时控制水泵运转和控制高压系统拉载输出固定电压以及所需拉载功率；
(7)若出堆水温传感器采集的水温大于30℃，则执行步骤(8)，否则继续执行步骤(6)；
(8)当氢燃料电堆和保温集水箱的回路内水温大于30℃，打开四通阀节温器的c、d口电磁阀，控制四通阀节温器开度小于10％，使水路流通至第二水路循环支路和水路保温集水支路；
(9)若出堆水温传感器采集的水温大于55℃，则执行步骤(10)，否则继续执行步骤(8)；
(10)此时，氢燃料电堆、水路保温集水支路和第二水路循环支路形成的回路内水温大于55℃，接着根据出堆水温控制四通阀节温器开度使水路逐步切入第一水路循环支路，此时冷却水分别流经第二水路循环支路、第一水路循环支路和水路保温集水支路，当第一水路循环支路内的水温逐渐上升，四通阀节温器开度逐渐增大时，此时，流经第一水路循环支路的水流量增大，流经第二水路循环支路的水减少；
(11)若出堆水温传感器采集的水温大于63℃，则执行步骤(12)，否则继续执行步骤(10)；
(12)当第二水路循环支路、第一水路循环支路和水路保温集水支路的冷却水温度大于63℃，低温快速启动完成，关闭四通阀节温器的b口电磁阀，控制四通阀节温器开度大于等于90％，使冷却水只流经第一水路循环支路，不流经第二水路循环支路和水路保温集水支路；
(13)若出堆水温传感器采集的水温大于70℃，则执行步骤(14)，否则继续执行步骤(12)；
(14)开启风扇，采用PID算法控制风扇转速使水温稳定在80℃±1℃；
(15)若保温集水瓶出口水温小于70℃，则执行步骤(16)，否则继续执行步骤(14)；
(16)开启四通阀节温器的b口电磁阀，同时控制风扇散热使水温稳定在80℃；
(17)若保温集水瓶出口水温大于等于78℃，则执行步骤(18)，否则继续执行步骤(16)；
(18)当保温集水瓶内的水温达到78℃，关闭四通阀节温器的b口电磁阀，采用PID算法控制风扇转速使水温稳定在80±1℃；
(19)若FCU控制器收到关机指令，则运行步骤(20)，否则继续步骤(18)；
(20)首先关闭四通阀节温器的b口电磁阀，关闭保温集水瓶的入口、出口电磁阀，使保温集水瓶进入保温状态；
(21)控制氢气路、空气路吹扫，将氢燃料电堆阴极、阳极内的气体、液体吹扫出来，保持四通阀节温器的c和d口电磁阀打开状态，控制四通阀节温器使水路流经第一水路循环支路，并控制水泵转速3000rpm，控制风扇转速使水温迅速降至40℃以下。
9.根据权利要求5所述的一种氢燃料保温系统的低温启动关机的控制方法，其特征在于：所述步骤(18)中保温集水瓶的水温与氢燃料电堆持续高效率的运行的温度相接近时，实现下一次低温快速启动。
10.根据权利要求5所述的一种氢燃料保温系统的低温启动关机的控制方法，其特征在于，
包括以下步骤：
1、若氢燃料系统就绪后，当保温集水瓶水温传感器采集的水温低于T8℃，T8＝10，则开启PTC加热器进行加热，保温集水瓶入口电磁阀和保温集水瓶出口电磁阀保持关闭状态；
2、若保温集水瓶水温传感器采集水温大于等于T1℃，20≤T1≤45则关闭PTC加热器，否则继续执行步骤(1)；
3、若系统收到开机指令，则执行步骤(1)、(2)、(6)、(7)～(23)。
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