CN117352777A - 一种燃料电池系统及其低温启动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种燃料电池系统及其低温启动方法，涉及燃料电池技术领域，燃料电池系统中设置了氢气加热器，通过阴极尾排水和气对系统新氢进行加热，可以在低温启动时提高新氢进入温度，缩短低温启动整个时间；还设置了外部加热装置PTC，通过对冷却液加热，缩短燃料电池系统低温启动的时间。还设置有空压机、氢气循环泵，能够进行联合停机吹扫，进一步缩短燃料电池系统低温启动的时间。本发明通过电堆内部两种自加热与外部加热装置联合加热的方式进行低温启动，同时结合了系统停机吹扫策略，实现了燃料电池系统低温启动时间的大幅度缩减，很大程度上提高了燃料电池系统低温启动的成功率，使系统能在短时间内达到输出功率。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，特别是涉及一种燃料电池系统及其低温启动方法。
背景技术
燃料电池系统低温启动时，其内部氢氧电化学反应生成的水在零度以下会结冰，结的冰会覆盖催化层表面，降低电化学活性面积，会阻碍反应气体到达催化剂表面发生电化学反应，影响反应速率；同时膜电极上水结冰后体积膨胀可能会使膜被穿透，从而造成燃料电池系统不可逆的损伤，大大缩短燃料电池生命周期。
为了实现燃料电池系统低温启动，通常采用的方式是单独采用外部加热装置对燃料电池冷却液加热，如专利CN 112803043 B中公开了一种燃料电池动力系统及其低温启动控制方法，其中利用PTC加热器和带加热功能的水泵给燃料电池动力系统进行加热。但是由于外部加热装置PTC加热功率受限，低温启动时间过长，导致燃料电池系统不能满足商用车启动时间要求；还有可能会出现燃料电池系统内部水完全结冰而其催化层温度还没有升到冰点以上，从而导致低温启动失败。一旦第一次启动失败后，燃料电池系统在低温环境中不会再次启动成功。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种燃料电池系统及其低温启动方法，以避免燃料电池低温启动失败的情况发生。
为此，本发明提供了以下技术方案：
本发明公开了一种燃料电池系统，包括：具有空气入口、空气出口、氢气入口、氢气出口、冷却液入口、冷却液出口的电堆；
空气入口按入口方向依次连接空压机、中冷器和空入截止阀；空气出口按出口方向依次连接空出截止阀、背压阀、尾排管和氢气加热器；空气入口和空气出口之间设置有增湿器和旁通阀，增湿器位于中冷器和旁通阀之间，旁通阀一端位于空入截止阀和增湿器之间，另一端位于空出截止阀和增湿器之间；
氢气入口按入口方向依次连接供氢设备、氢气加热器、高压电磁阀、比例阀和第五电磁阀；氢气出口和尾排管之间设置有加热排氮阀；氢气入口和氢气出口之间设置有氢气循环泵和气液分离器，气液分离器与尾排管连接，气液分离器与尾排管之间设置有加热排水阀；
空气入口和氢气入口之间设置有第三电磁阀和第四电磁阀，混合腔位于空气入口和氢气入口之间，混合腔第一端连接在第三电磁阀和第四电磁阀之间，混合腔第二端连接在中冷器和空压机之间，混合腔第三端连接在比例阀和第五电磁阀之间；混合腔与空气入口之间设置有第一电磁阀；混合腔与氢气入口之间设置有第二电磁阀；
电堆的冷却液出口和冷却液入口之间沿出口方向依次连接水泵、电子节温器和散热器；冷却液入口和电子节温器之间还连接有外部加热装置PTC。
进一步地，所述空压机的空气入口处设置有第一流量计；混合腔与空气入口之间设置有第二流量计；混合腔与氢气入口之间设置有第三流量计。
进一步地，所述空压机采用带有膨胀机的空压机。
进一步地，所述混合腔是一个或多个零部件组成的腔体。
进一步地，所述供氢设备为氢泵或氢气引射器或氢喷射器。
进一步地，空气入口、空气出口、氢气入口、氢气出口、冷却液入口和冷却液出口均设置有温度传感器和压力传感器。
本发明还提供了一种如上述燃料电池系统的低温启动方法，包括：
监测环境温度；
当检测到环境温度在0℃~-30℃时，进入低温启动模式一；在所述低温启动模式一工作状态下，当冷却液入口温度达到0℃时，调整空压机转速，关闭旁通阀，所述低温启动模式一工作结束，进入正常工作模式；
当检测到环境温度在-30℃~-40℃范围内时，进入低温启动模式二；在所述低温启动模式二工作状态下，当冷却液入口温度达到-30℃时，所述低温启动模式二工作结束；关闭第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀，进入所述低温启动模式一；
所述低温启动模式一的工作过程，包括：
阴极侧打开空入截止阀、空出截止阀和旁通阀，经过滤后的空气通过第一流量计后经过空压机升压后进入中冷器；
同时，阳极侧高压氢气经过氢气加热器进入燃料电池系统，高压电磁阀打开，经氢气加热器加热后的高压氢气通过比例阀调节入电堆压力及流量；
氢气循环泵正常工作，加热排水阀及加热排氮阀打开，一部分阳极未完全反应的氢气经加热排氮阀及尾排管排出系统外，另一部分经气液分离器及氢气循环泵返回阳极再次参与电化学反应；
此时水泵开启工作，电子节温器开启小循环；水泵调整到预定转速，外部加热装置PTC被强制开启对系统冷却液进行低温启动加热；
所述低温启动模式二的工作过程，包括：
关闭空入截止阀，打开旁通阀和背压阀，经过滤后的空气经空压机增压，同步打开第一电磁阀；增压后的带有温度的空气一部分经过中冷器、增湿器干侧、旁通阀、增湿器湿侧和背压阀，从尾排管排出系统外；另一部分经过第一电磁阀，再经过第二流量计进入混合腔；
同时，关闭第五电磁阀，打开高压电磁阀，阳极侧高压氢气经过氢气加热器进入燃料电池系统，经氢气加热器加热后的高压氢气通过比例阀调节入电堆压力及流量，再通过第二电磁阀进入到混合腔；
同步打开第三电磁阀和第四电磁阀，经过混合腔充分混合后的氢空混合气体，经管路分别通过第三电磁阀与第四电磁阀进入到电堆的阴极与阳极进行化学反应；
阴极侧，同步打开空出截止阀，电堆阴极反应生产的水和未参与反应的气体依次经过空出截止阀、增湿器及背压阀，一部分经过尾排管排出系统外，另一部分经过管路进入到氢气加热器内给系统新氢进行加热；
阳极侧，供氢设备不工作，加热排氮阀常开，阳极反应生成的水经加热排氮阀加热后排出到尾排管内，与阴极侧排出的水和未参与反应的气体混合后一起排出到系统外；
此时水泵开启工作，电子节温器只开小循环；水泵调整到预设转速，外部加热装置PTC24被强制开启对系统冷却液进行低温启动加热。
进一步地，所述方法还包括：燃料电池系统停机前，对系统进行停机吹扫，调整空压机和氢气循环泵转速，通过大气量气体对燃料电池堆内及连接管路进行吹扫，将大部分水汽吹出系统外。
本发明的优点和积极效果：本发明通过电堆内部两种自加热与外部加热装置联合加热的方式进行低温启动，同时结合了系统停机吹扫策略，实现了燃料电池系统低温启动时间的大幅度缩减，很大程度上提高了燃料电池系统低温启动的成功率，使系统能在短时间内达到输出功率，满足市场对燃料电池系统的使用需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中一种燃料电池系统原理图；
图2为本发明实施例中一种燃料电池系统低温启动方法流程图；
图中：1、第一流量计；2、空压机；3、中冷器；4、增湿器；5、空出截止阀；6、空入截止阀；7、旁通阀；8、背压阀；9、比例阀；10、氢气循环泵；11、气液分离器；12、加热排水阀；13、加热排氮阀；14、第一电磁阀；15、第二流量计；16、第二电磁阀；17、第三流量计；18、第三电磁阀；19、第四电磁阀；20、混合腔；21、水泵；22、电子节温器；23、散热器；24、PTC；25、氢气加热器；26、高压电磁阀；27、第五电磁阀；28、尾排管。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
如图1所示，本发明实施例中的一种燃料电池系统，包括：具有空气入口、空气出口、氢气入口、氢气出口、冷却液入口、冷却液出口的电堆；
空气入口按入口方向依次设置有第一流量计1、空压机2、中冷器3和空入截止阀6；空气出口连接尾排管28，空气出口与尾排管28之间按出口方向依次设置有空出截止阀5、背压阀8；背压阀8连接氢气加热器25；空气入口和空气出口之间设置有增湿器4和旁通阀7，增湿器4位于中冷器3和旁通阀7之间，旁通阀7一端位于空入截止阀6和增湿器4之间，另一端位于空出截止阀5和增湿器4之间；
氢气入口按入口方向依次设置有氢气加热器25、高压电磁阀26、比例阀9和第五电磁阀27；氢气出口和尾排管28之间设置有加热排氮阀13；氢气入口和氢气出口之间设置有氢气循环泵10和气液分离器11，气液分离器11与尾排管28连接，气液分离器11与尾排管28之间设置有加热排水阀12；
空气入口和氢气入口之间设置有第三电磁阀18和第四电磁阀19，混合腔20位于空气入口和氢气入口之间，混合腔20第一端连接在第三电磁阀18和第四电磁阀19之间，混合腔20第二端连接在中冷器3和空压机2之间，混合腔20第三端连接在比例阀9和第五电磁阀27之间；混合腔20与空气入口之间设置有第一电磁阀14和第二流量计15；混合腔20与氢气入口之间设置有第二电磁阀16和第三流量计17；
电堆的冷却液出口和冷却液入口之间沿出口方向依次连接水泵21、电子节温器22和散热器23；冷却液入口和电子节温器22之间还连接有外部加热装置PTC24；
空气入口、空气出口、氢气入口、氢气出口、冷却液入口和冷却液出口每个口均设置有温度传感器和压力传感器。
其中，空压机可以采用带有膨胀机的空压机。
混合腔可以是一个或多个零部件组成能满足两种气体充分混合即可。
氢泵可用引射器或氢喷射器等元器件替。
针对不同功率的电堆，混合气体进入阴阳两级的流量可调节；针对不同环境温度，可采用电堆自加热与外部结合的方式进行低温启动。
上述实施例中，燃料电池系统中设置了氢气加热器，通过阴极尾排水和气对系统新氢进行加热，此方法可以在低温启动时提高新氢进入温度，缩短低温启动整个时间；当燃料电池系统低温启动成功后，电堆内进行电化学反应，阴极尾排的水和气仍然可以对系统新氢进行加热，防止带有一定温度且有水汽的回流氢与低温且干燥的新氢进行热交换，温度降低导致回流氢含有的水汽冷凝成水滴随混合氢气直接进入电堆阳极而导致阳极入口水淹，进而出现电堆单低现象，从而导致燃料电池系统整体性能下降或系统直接停机等现象。
燃料电池系统中还设置了外部加热装置PTC，通过对冷却液加热，缩短燃料电池系统低温启动的时间。
燃料电池系统中还设置有空压机、氢气循环泵和散热器，能够进行联合停机吹扫，进一步缩短燃料电池系统低温启动的时间。
如图2所示，本发明实施例中还提供了一种上述燃料电池系统的低温启动方法，采用电堆内部自加热和外部加热装置加热的方式同时结合停机吹扫策略进行燃料电池低温启动，具体实施步骤如下：
S1、监测环境温度；
S2、当检测到环境温度在0℃~-30℃时，此时燃料电池系统进入低温启动模式一。
低温启动模式一：
S11、首先阴极侧打开空入截止阀6、空出截止阀5和旁通阀7，经过滤后的空气通过第一流量计1后经过空压机2升压后进入中冷器3；此时第一电磁阀14关闭，由于空压机不可以工作在其喘振线上，经过空压机2升压后的一部分空气通过空入截止阀6进入电堆参与电化学反应，另一部分空气经过旁通阀7、增湿器4湿侧，经由背压阀8最终排出系统外。
S12、同时，阳极侧高压氢气经过氢气加热器25进入燃料电池系统，高压电磁阀26打开，经氢气加热器25加热后的高压氢气通过比例阀9调节入电堆压力及流量，此时第二电磁阀16关闭。
S13、氢气循环泵10正常工作，加热排水阀12及加热排氮阀13打开，一部分阳极未完全反应的氢气等经加热排氮阀13及尾排管28排出系统外，另一部分经气液分离器11及氢气循环泵10返回阳极再次参与电化学反应。
S14、此时，水泵21开启工作，电子节温器22开启小循环。水泵21调整到一定转速，外部加热装置PTC24被强制开启对系统冷却液进行低温启动加热。
在整个低温启动模式一过程中要保证氢气循环泵10持续工作，确保阳极侧进入电堆氢气流量QH1足够充足，阴极侧进入电堆空气流量QA1很低，此时电堆阳极侧氧气欠缺导致电堆电压下降，燃料电池系统产热很高，进而缩短燃料电池系统低温启动时间。在整个反应过程中要实时监测电堆阴阳极及冷却液出入口压力及温度，保证出入堆压力满足其使用需求。当冷却液入口温度达到0℃时，调整空压机2转速，旁通阀7关闭，通过第一流量计1监测进入电堆空气QA2，保证进入电堆空气计量比≥2，燃料电池系统低温启动模式一工作结束，燃料电池系统进入正常工作模式，其作为作为增程器，提供客户所需要的电力。
S3、当检测到环境温度在-30℃~-40℃范围内时，此时燃料电池系统进入低温启动模式二。
低温启动模式二：
S21、首先阴极侧关闭空入截止阀6，打开旁通阀7和背压阀8，由于空压机2不能工作在喘振线上，经过滤后的空气通过第一流量计1后经空压机2增压。增压后的带有温度的空气被分为两部分，一部分气体经过中冷器3和增湿器4干侧，再经旁通阀7和增湿器4湿侧，最后从背压阀8经尾排管28需排出系统外，其中中冷器3、增湿器4、旁通阀7、背压阀8及尾排管28 通过管路进行连接；同步打开第一电磁阀14，另一部分带一定温度的空气经过第一电磁阀14，再经过第二流量计15进入混合腔20，第二流量计15实时监控流经空气流量，从而调整第一电磁阀14的开度，保证进入混合腔20的空气流量为Q1，实时监测气体进入电堆压力。
S22、与此同时，第五电磁阀27关闭，阳极侧高压氢气经过氢气加热器25进入燃料电池系统，高压电磁阀26打开，经氢气加热器25加热后的高压氢气通过比例阀9调节入电堆压力及流量，再通过第二电磁阀16和第三流量计17进入到混合腔20。第三流量计17实时监控流经氢气流量，从而调整第二电磁阀16的开度，保证进入混合腔20的氢气流量为Q2，实时监测氢气入堆压力。
S23、同步打开第三电磁阀18和第四电磁阀19，经过混合腔20充分混合后的氢空混合气体，经过管路后分别通过第三电磁阀18与第四电磁阀19进入到电堆的阴极与阳极进行化学反应，此时要实时监测阴阳两级入堆压力，要保证阴阳两级出入堆压差满足使用需求。混合气分别到达电堆阴阳两级的催化层，在催化层催化反应后的能量几乎全部转化为热量，使电堆迅速升温，进而大大缩减燃料电池系统低温启动时间。
S24、阴极侧，同步打开空出截止阀5，电堆阴极反应生产的水和未参与反应的气体依次经过空出截止阀5、增湿器4湿侧及背压阀8，一部分经过尾排管28排出系统外，而另一部分经过管路进入到氢气加热器25内给系统新氢进行加热，这是因为电堆阴极排出的水和未参与反应的气体具有一定温度，系统新氢与电堆阴极排出的水和未参与反应的气体在氢气加热器25中进行热交换，提高新氢进入燃料电池系统系统温度，缩短燃料电池低温启动时间。
S25、阳极侧，氢泵不工作，加热排氮阀13常开，阳极反应生成的水等经加热排氮阀13加热后排出到尾排管28内，与阴极侧排出的水和未参与反应的气体混合后一起排出到系统外。
S26、此时水泵21开启工作，电子节温器22只开小循环。水泵21调整到一定转速，外部加热装置PTC24被强制开启对系统冷却液进行低温启动加热，从而缩短整个冷启动时间。
在整个反应过程中实时监测电堆阴阳极及冷却液出入口压力及温度，保证出入堆压力满足其使用需求。
S4、在低温启动模式二工作状态下，当冷却液入口温度到-30℃时，燃料电池系统低温启动模式二工作结束。此时关闭第一电磁阀14、第二电磁阀16、第三电磁阀18、第四电磁阀19，燃料电池系统进入低温启动模式一。
S5、在低温启动模式一工作状态下，当冷却液入口温度达到0℃时，调整空压机2转速，旁通阀7关闭，通过第一流量计1监测进入电堆空气QA2，保证进入电堆空气计量比≥2，燃料电池系统低温启动模式一工作结束，其作为作为增程器，提供客户所需要的电力，此时进入正常工作模式。
S6、在正常工作模式下，燃料电池系统停机前，对系统进行停机吹扫，调整空压机2和氢气循环泵10转速，通过大气量气体对燃料电池堆内及连接管路进行吹扫，将大部分水汽吹出系统外，以防止系统停机后电堆及各种连接管路内水汽冷凝成水滴或结冰，直接影响燃料电池低温启动时间及低温启动结果。
本发明中的低温启动方法采用多种控制策略，包括：针对不同环境温度采取不同的加热方式，电堆内部阴极欠氧及混气加热与外部加热装置加热，以及联合停机吹扫策略进行低温启动策略，有效的保证了燃料电池系统低温启动的可靠性。
关于电堆自加热，本发明中通过阴极尾排水和气对系统新氢进行加热，此方法可以在低温启动时提高新氢进入温度，缩短低温启动整个时间；当燃料电池系统低温启动成功后，电堆内进行电化学反应，阴极尾排的水和气仍然可以对系统新氢进行加热，防止带有一定温度且有水汽的回流氢与低温且干燥的新氢进行热交换，温度降低导致回流氢含有的水汽冷凝成水滴随混合氢气直接进入电堆阳极而导致阳极入口水淹，进而出现电堆单低现象，从而导致燃料电池系统整体性能下降或系统直接停机等现象。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种燃料电池系统，其特征在于，包括：具有空气入口、空气出口、氢气入口、氢气出口、冷却液入口、冷却液出口的电堆；
空气入口按入口方向依次连接空压机（2）、中冷器（3）和空入截止阀（6）；空气出口按出口方向依次连接空出截止阀（5）、背压阀（8）、尾排管（28）和氢气加热器（25）；空气入口和空气出口之间设置有增湿器（4）和旁通阀（7），增湿器（4）位于中冷器（3）和旁通阀（7）之间，旁通阀（7）一端位于空入截止阀（6）和增湿器（4）之间，另一端位于空出截止阀（5）和增湿器（4）之间；
氢气入口按入口方向依次连接供氢设备、氢气加热器（25）、高压电磁阀（26）、比例阀（9）和第五电磁阀（27）；氢气出口和尾排管（28）之间设置有加热排氮阀（13）；氢气入口和氢气出口之间设置有氢气循环泵（10）和气液分离器（11），气液分离器（11）与尾排管（28）连接，气液分离器（11）与尾排管（28）之间设置有加热排水阀（12）；
空气入口和氢气入口之间设置有第三电磁阀（18）和第四电磁阀（19），混合腔（20）位于空气入口和氢气入口之间，混合腔（20）第一端连接在第三电磁阀（18）和第四电磁阀（19）之间，混合腔（20）第二端连接在中冷器（3）和空压机（2）之间，混合腔（20）第三端连接在比例阀（9）和第五电磁阀（27）之间；混合腔（20）与空气入口之间设置有第一电磁阀（14）；混合腔（20）与氢气入口之间设置有第二电磁阀（16）；
电堆的冷却液出口和冷却液入口之间沿出口方向依次连接水泵（21）、电子节温器（22）和散热器（23）；冷却液入口和电子节温器（22）之间还连接有外部加热装置PTC（24）。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统，其特征在于，所述空压机（2）的空气入口处设置有第一流量计（1）；混合腔（20）与空气入口之间设置有第二流量计（15）；混合腔（20）与氢气入口之间设置有第三流量计（17）。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统，其特征在于，所述空压机（2）带有膨胀机。
4.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统，其特征在于，所述混合腔（20）是一个或多个零部件组成的腔体。
5.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统，其特征在于，所述供氢设备为氢泵或氢气引射器或氢喷射器。
6.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统，其特征在于，空气入口、空气出口、氢气入口、氢气出口、冷却液入口和冷却液出口均设置有温度传感器和压力传感器。
7.一种如权利要求1~6任一项所述的燃料电池系统的低温启动方法，其特征在于，包括：
监测环境温度；
当检测到环境温度在0℃~-30℃时，进入低温启动模式一；在所述低温启动模式一工作状态下，当冷却液入口温度达到0℃时，调整空压机（2）转速，关闭旁通阀（7），所述低温启动模式一工作结束，进入正常工作模式；
当检测到环境温度在-30℃~-40℃范围内时，进入低温启动模式二；在所述低温启动模式二工作状态下，当冷却液入口温度达到-30℃时，所述低温启动模式二工作结束；关闭第一电磁阀（14）、第二电磁阀（16）、第三电磁阀（18）和第四电磁阀（19），进入所述低温启动模式一；
所述低温启动模式一的工作过程，包括：
阴极侧打开空入截止阀（6）、空出截止阀（5）和旁通阀（7），经过滤后的空气通过第一流量计（1）后经过空压机（2）升压后进入中冷器（3）；
同时，阳极侧高压氢气经过氢气加热器（25）进入燃料电池系统，高压电磁阀（26）打开，经氢气加热器（25）加热后的高压氢气通过比例阀（9）调节入电堆压力及流量；
氢气循环泵（10）正常工作，加热排水阀（12）及加热排氮阀（13）打开，一部分阳极未完全反应的氢气经加热排氮阀（13）及尾排管（28）排出系统外，另一部分经气液分离器（11）及氢气循环泵（10）返回阳极再次参与电化学反应；
此时水泵（21）开启工作，电子节温器（22）开启小循环；水泵（21）调整到预定转速，外部加热装置PTC（24）被强制开启对系统冷却液进行低温启动加热；
所述低温启动模式二的工作过程，包括：
关闭空入截止阀（6），打开旁通阀（7）和背压阀（8），经过滤后的空气经空压机（2）增压，同步打开第一电磁阀（14）；增压后的带有温度的空气一部分经过中冷器（3）、增湿器（4）干侧、旁通阀（7）、增湿器（4）湿侧和背压阀（8），从尾排管（28）排出系统外；另一部分经过第一电磁阀（14），再经过第二流量计（15）进入混合腔（20）；
同时，关闭第五电磁阀（27），打开高压电磁阀（26），阳极侧高压氢气经过氢气加热器（25）进入燃料电池系统，经氢气加热器（25）加热后的高压氢气通过比例阀（9）调节入电堆压力及流量，再通过第二电磁阀（16）进入到混合腔（20）；
同步打开第三电磁阀（18）和第四电磁阀（19），经过混合腔（20）充分混合后的氢空混合气体，经管路分别通过第三电磁阀（18）与第四电磁阀（19）进入到电堆的阴极与阳极进行化学反应；
阴极侧，同步打开空出截止阀（5），电堆阴极反应生产的水和未参与反应的气体依次经过空出截止阀（5）、增湿器（4）及背压阀（8），一部分经过尾排管（28）排出系统外，另一部分经过管路进入到氢气加热器（25）内给系统新氢进行加热；
阳极侧，供氢设备不工作，加热排氮阀（13）常开，阳极反应生成的水经加热排氮阀（13）加热后排出到尾排管（28）内，与阴极侧排出的水和未参与反应的气体混合后一起排出到系统外；
此时水泵（21）开启工作，电子节温器（22）只开小循环；水泵（21）调整到预设转速，外部加热装置PTC（24）被强制开启对系统冷却液进行低温启动加热。
8.根据权利要求7所述的低温启动方法，其特征在于，所述方法还包括：燃料电池系统停机前，对系统进行停机吹扫，调整空压机（2）和氢气循环泵（10）转速，通过大气量气体对燃料电池堆内及连接管路进行吹扫，将大部分水汽吹出系统外。
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