本技術(shù)涉及燃料電池，特別是涉及一種燃料電池快速冷啟動系統(tǒng)及車輛。

背景技術(shù)：

1、燃料電池是一種把燃料所具有的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置，燃料電池系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換效率高，是一種理想的能源利用方式，商業(yè)化應(yīng)用存在著廣闊的發(fā)展前景。對于車載的燃料電池系統(tǒng)，需要具有快速的冷啟動性能。冷啟動目前主要問題是在電堆啟動過程中生成水在燃料電池流道、氣體擴(kuò)散層以及催化層結(jié)冰造成反應(yīng)停止，導(dǎo)致啟動失敗；另外也存在零部件在啟動過程中結(jié)冰導(dǎo)致系統(tǒng)啟動失敗的風(fēng)險。但目前的燃料電池快速冷啟動系統(tǒng)中會將旁通的流量作為尾氣直接排出，會使得部分能量的流失，導(dǎo)致整個冷啟動的時間周期長，耗費(fèi)更高的能耗。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種燃料電池快速冷啟動系統(tǒng)及車輛。

2、第一方面，本申請實施例提供一種燃料電池快速冷啟動系統(tǒng)，包括電堆以及與所述電堆連接的空氣子系統(tǒng)，所述電堆的外部設(shè)于封裝的箱體，所述空氣子系統(tǒng)包括：

3、空壓機(jī)；

4、中冷器，所述中冷器的入口端與所述空壓機(jī)的壓氣端相連；

5、加濕器，所述加濕器的入口端與所述中冷器的出口端通過第一管路相連，所述加濕器的出口端與所述電堆的氣體入口通過第二管路相連，所述第二管路上設(shè)有第一節(jié)氣門，所述第一節(jié)氣門配置為控制通入所述電堆的氣體流量；

6、第三管路，所述第三管路的一端與所述空壓機(jī)的入口相連，所述第三管路的另一端與所述第一管路相連通，且所述第三管路上設(shè)有第二節(jié)氣門；

7、第四管路，所述第四管路的一端與所述第一管路相連通，所述第四管路的另一端與所述空壓機(jī)的渦輪端相連，且所述第四管路上設(shè)有第三節(jié)氣門；

8、第五管路，所述第五管路的一端與所述第一管路相連通，所述第五管路的另一端與所述箱體連接。

9、在一種實施方式中，還包括氣體過濾器，所述氣體過濾器通過進(jìn)氣管路與所述空壓機(jī)的入口相連，用于將過濾后的空氣通入至所述空壓機(jī)。

10、在一種實施方式中，還包括第六管路，所述第六管路的一端與所述空壓機(jī)的出口端相連，所述第六管路的另一端與外部相通。

11、在一種實施方式中，還包括消音器，所述消音器設(shè)于所述第六管路遠(yuǎn)離所述空壓機(jī)的一端，且所述消音器配置為對從所述空壓機(jī)流出的氣體進(jìn)行消音處理。

12、在一種實施方式中，還包括排出組件，所述排出組件配置為將所述電堆的氣體通向所述第六管路，以經(jīng)所述消音器消音后排出。

13、在一種實施方式中，所述排出組件包括第七管路和第四節(jié)氣門，所述第七管路的一端所述電堆的出氣端相連，所述第七管路的另一端與所述加濕器相連通，且所述第七管路上設(shè)有用于控制所述第七管路通斷的第四節(jié)氣門。

14、在一種實施方式中，所述排出組件還包括汽水分離器和第八管路，所述汽水分離器設(shè)于所述第七管路上，所述第八管路的一端與所述汽水分離器的出水端相連，所述第八管路的另一端與所述第六管路相連，以將所述汽水分離器分離出的氣體流向所述第六管路。

15、在一種實施方式中，所述排出組件還包括排水閥，所述排水閥設(shè)于所述第八管路上，且所述排水閥位于所述汽水分離器的前方。

16、在一種實施方式中，還包括第九管路，所述第九管路的一端與所述箱體的出氣口相連。

17、第二方面，本申請實施例還提供一種車輛，所述車輛包括燃料電池及如第一方面所述的燃料電池快速冷啟動系統(tǒng)。

18、本申請實施例提供的上述技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果在于：

19、通過利用第三管路將從中冷器出來的氣體流回至空壓機(jī)內(nèi)，以形成內(nèi)循環(huán)的方式對氣體進(jìn)行多次壓縮，可以使得氣體的溫度比環(huán)境溫度高，并具有一定的壓力，再經(jīng)第五管路將壓縮的氣體通入至箱體內(nèi)，以對電堆進(jìn)行加熱，可以大幅縮短冷卻啟動時間，降低冷啟動的功耗；同時還利用第四管路將旁通的氣體流量引回至空壓機(jī)的渦輪端，以使得可以巧妙地避免旁通氣體的能量浪費(fèi)，降低了空壓機(jī)的耗能，有利于提高冷啟動系統(tǒng)的效率。

技術(shù)特征：

1.一種燃料電池快速冷啟動系統(tǒng)，其特征在于，包括電堆以及與所述電堆連接的空氣子系統(tǒng)，所述電堆的外部設(shè)于封裝的箱體，所述空氣子系統(tǒng)包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池快速冷啟動系統(tǒng)，其特征在于，還包括氣體過濾器，所述氣體過濾器通過進(jìn)氣管路與所述空壓機(jī)的入口相連，用于將過濾后的空氣通入至所述空壓機(jī)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池快速冷啟動系統(tǒng)，其特征在于，還包括第六管路，所述第六管路的一端與所述空壓機(jī)的出口端相連，所述第六管路的另一端與外部相通。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料電池快速冷啟動系統(tǒng)，其特征在于，還包括消音器，所述消音器設(shè)于所述第六管路遠(yuǎn)離所述空壓機(jī)的一端，且所述消音器配置為對從所述空壓機(jī)流出的氣體進(jìn)行消音處理。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料電池快速冷啟動系統(tǒng)，其特征在于，還包括排出組件，所述排出組件配置為將所述電堆的氣體通向所述第六管路，以經(jīng)所述消音器消音后排出。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料電池快速冷啟動系統(tǒng)，其特征在于，所述排出組件包括第七管路和第四節(jié)氣門，所述第七管路的一端所述電堆的出氣端相連，所述第七管路的另一端與所述加濕器相連通，且所述第七管路上設(shè)有用于控制所述第七管路通斷的第四節(jié)氣門。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃料電池快速冷啟動系統(tǒng)，其特征在于，所述排出組件還包括汽水分離器和第八管路，所述汽水分離器設(shè)于所述第七管路上，所述第八管路的一端與所述汽水分離器的出水端相連，所述第八管路的另一端與所述第六管路相連，以將所述汽水分離器分離出的氣體流向所述第六管路。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃料電池快速冷啟動系統(tǒng)，其特征在于，所述排出組件還包括排水閥，所述排水閥設(shè)于所述第八管路上，且所述排水閥位于所述汽水分離器的前方。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池快速冷啟動系統(tǒng)，其特征在于，還包括第九管路，所述第九管路的一端與所述箱體的出氣口相連。

10.一種車輛，其特征在于，所述車輛包括燃料電池及如權(quán)利要求1至9中任一項所述的燃料電池快速冷啟動系統(tǒng)。

技術(shù)總結(jié)
本實施例公開了一種燃料電池快速冷啟動系統(tǒng)及車輛，包括電堆以及與電堆連接的空氣子系統(tǒng)，空氣子系統(tǒng)包括空壓機(jī)、中冷器、加濕器、第三管路、第四管路和第五管路，中冷器的入口端與空壓機(jī)的壓氣端相連；加濕器的出口端與電堆的氣體入口通過第二管路相連，第二管路上設(shè)有第一節(jié)氣門；第三管路的一端與空壓機(jī)的入口相連，第三管路的另一端與第一管路相連通，且第三管路上設(shè)有第二節(jié)氣門；第四管路的一端與第一管路相連通，第四管路的另一端與空壓機(jī)的渦輪端相連，且第四管路上設(shè)有第三節(jié)氣門?；谏鲜鼋Y(jié)構(gòu)，可以大幅縮短冷卻啟動時間，降低冷啟動的功耗，同時避免了旁通氣體的能量浪費(fèi)，降低了空壓機(jī)的耗能，有利于提高冷啟動系統(tǒng)的效率。

技術(shù)研發(fā)人員：黃鎮(zhèn)樂,劉志祥,鄒文君,李強(qiáng),唐銳健,魏帥先
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國鴻氫能科技（嘉興）股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240227
技術(shù)公布日：2024/12/19