權(quán)利要求書： 1.一種燃料電池氫氣回路間接式冷啟動破冰系統(tǒng)，其特征在于：包括：燃料電池堆，所述燃料電池堆包括空氣側(cè)和氫氣側(cè)；

空氣供應(yīng)子系統(tǒng)，所述空氣供應(yīng)子系統(tǒng)包括空壓機，空壓機通過管路與中冷器連接，中冷器通過管路與空氣側(cè)的空氣進口連接；

氫氣供應(yīng)子系統(tǒng)，所述氫氣供應(yīng)子系統(tǒng)包括氫源，氫源通過管路經(jīng)第一開關(guān)閥和比例閥與氫氣側(cè)的氫氣進口相連，氫氣側(cè)的氫氣出口通過管路連接氣水分離器，氣水分離器與氫氣循環(huán)泵的進氣口相連，氫氣循環(huán)泵的排氣口通過管路經(jīng)第二開關(guān)閥與氫氣側(cè)的氫氣進口相連；

所述空壓機與中冷器之間的管路上設(shè)有三通，三通通過管路經(jīng)第三開關(guān)閥與氫氣側(cè)的氫氣進口相連，空壓機排出的熱空氣一方面經(jīng)三通和中冷器進入空氣側(cè)，另一方面經(jīng)三通和第三開關(guān)閥進入氫氣側(cè)，保持空氣側(cè)與氫氣側(cè)的壓力平衡，然后從氫氣側(cè)的氫氣出口進入氣水分離器和氫氣循環(huán)泵，熱空氣在氫氣循環(huán)泵內(nèi)部進行破冰，熱空氣快速填充滿氫氣循環(huán)泵內(nèi)部，能夠快速將轉(zhuǎn)子的冰凍部位進行破冰融化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃料電池氫氣回路間接式冷啟動破冰系統(tǒng)，其特征在于：所述空壓機的進氣口通過管路連接有空濾。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃料電池氫氣回路間接式冷啟動破冰系統(tǒng)，其特征在于：所述空氣側(cè)的空氣出口通過管路連接背壓閥。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃料電池氫氣回路間接式冷啟動破冰系統(tǒng)，其特征在于：所述氫氣循環(huán)泵的排氣口通過管路連接排氮閥。

說明書： 一種燃料電池氫氣回路間接式冷啟動破冰系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域：

[0001] 本發(fā)明涉及一種燃料電池氫氣回路間接式冷啟動破冰系統(tǒng)。背景技術(shù)：

[0002] 目前發(fā)展新能源燃料電池汽車被認為是交通能源動力轉(zhuǎn)型的重要環(huán)節(jié)，為了保障燃料電池發(fā)動機正常工作，燃料電池發(fā)動機一般需要氫氣供應(yīng)子系統(tǒng)、空氣供應(yīng)子系統(tǒng)和循環(huán)水冷卻管理子系統(tǒng)等輔助系統(tǒng)，大量的研究表明，高壓、大流量的空氣供應(yīng)對提高現(xiàn)有燃料電池發(fā)動機的功率輸出具有明顯的效果。[0003] 對于空氣供應(yīng)子系統(tǒng)，一般都是通過空壓機對空氣進行增壓，對于氫氣供應(yīng)子系統(tǒng)，一般都是通過氫氣循環(huán)泵將這些含氫混合氣體進行增壓并循環(huán)回燃料電池進行回收再利用。工作時，由于燃料電池排出的含氫混合氣體中會帶有一些水蒸氣，使用一段時間后便會在氫氣循環(huán)泵的轉(zhuǎn)子壓縮腔內(nèi)積攢一定量的水，冬天時，水蒸氣會凝結(jié)成冰，從而將轉(zhuǎn)子凍結(jié)，電機啟動時電機主軸旋轉(zhuǎn)，而轉(zhuǎn)子冰凍不轉(zhuǎn)，從而造成電機堵轉(zhuǎn)，嚴重時甚至損壞電機。目前，雖然也有一些對氫氣循環(huán)泵進行破冰的結(jié)構(gòu)，比如在氫氣循環(huán)泵的外殼內(nèi)增加循環(huán)熱水管路，但是由于電機定子和轉(zhuǎn)子間存在間隙，這種破冰結(jié)構(gòu)的熱量需要從外向內(nèi)逐漸滲透，消耗時間太長，達不到理想的破冰效果。氫氣循環(huán)泵的凍結(jié)，導(dǎo)致整個燃料電池發(fā)動機無法工作，從而影響整個燃料電池系統(tǒng)的正常運行。[0004] 綜上所述，氫氣循環(huán)泵的冷啟動破冰問題，已成為行業(yè)內(nèi)亟需解決的技術(shù)難題。發(fā)明內(nèi)容：

[0005] 本發(fā)明為了彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種燃料電池氫氣回路間接式冷啟動破冰系統(tǒng)，解決了以往的氫氣循環(huán)泵內(nèi)部破冰時間長、破冰效果差的問題，解決了以往因氫氣循環(huán)泵凍結(jié)影響整個燃料電池系統(tǒng)正常運行的問題。[0006] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：[0007] 一種燃料電池氫氣回路間接式冷啟動破冰系統(tǒng)，包括：[0008] 燃料電池堆，所述燃料電池堆包括空氣側(cè)和氫氣側(cè)；[0009] 空氣供應(yīng)子系統(tǒng)，所述空氣供應(yīng)子系統(tǒng)包括空壓機，空壓機通過管路與中冷器連接，中冷器通過管路與空氣側(cè)的空氣進口連接；[0010] 氫氣供應(yīng)子系統(tǒng)，所述氫氣供應(yīng)子系統(tǒng)包括氫源，氫源通過管路經(jīng)第一開關(guān)閥和比例閥與氫氣側(cè)的氫氣進口相連，氫氣側(cè)的氫氣出口通過管路連接氣水分離器，氣水分離器與氫氣循環(huán)泵的進氣口相連，氫氣循環(huán)泵的排氣口通過管路經(jīng)第二開關(guān)閥與氫氣側(cè)的氫氣進口相連；[0011] 所述空壓機與中冷器之間的管路上設(shè)有三通，三通通過管路經(jīng)第三開關(guān)閥與氫氣側(cè)的氫氣進口相連，空壓機排出的熱空氣一方面經(jīng)三通和中冷器進入空氣側(cè)，另一方面經(jīng)三通和第三開關(guān)閥進入氫氣側(cè)，保持空氣側(cè)與氫氣側(cè)的壓力平衡，然后從氫氣側(cè)的氫氣出口進入氣水分離器和氫氣循環(huán)泵，熱空氣在氫氣循環(huán)泵內(nèi)部進行破冰。[0012] 所述空壓機的進氣口通過管路連接有空濾。[0013] 所述空氣側(cè)的空氣出口通過管路連接背壓閥。[0014] 所述氫氣循環(huán)泵的排氣口通過管路連接排氮閥。[0015] 本發(fā)明采用上述方案，具有以下優(yōu)點：[0016] 通過在空壓機與中冷器之間的管路上設(shè)有三通，三通通過管路經(jīng)第三開關(guān)閥與氫氣側(cè)的氫氣進口相連，空壓器啟動后排出的熱空氣一方面經(jīng)三通和中冷器進入空氣側(cè)，另一方面經(jīng)三通和第三開關(guān)閥進入氫氣側(cè)，既可以保持空氣側(cè)與氫氣側(cè)的壓力平衡，熱空氣又可以從氫氣側(cè)的氫氣出口進入氣水分離器和氫氣循環(huán)泵，對氣水分離器和氫氣循環(huán)泵進行破冰，熱空氣可快速填充滿氫氣循環(huán)泵內(nèi)部，能夠快速將轉(zhuǎn)子的冰凍部位進行破冰融化，耗時短，破冰效果好，使氫氣循環(huán)泵能夠快速啟動正常工作，保證整個燃料電池系統(tǒng)的正常運行。附圖說明：

[0017] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖。[0018] 圖中，1、燃料電池堆，2、空氣側(cè)，3、氫氣側(cè)，4、空壓機，5、中冷器，6、空濾，7、背壓閥，8、氫源，9、第一開關(guān)閥，10、比例閥，11、氣水分離器，12、氫氣循環(huán)泵，13、第二開關(guān)閥，14、排氮閥，15、三通，16、第三開關(guān)閥。

具體實施方式：

[0019] 為能清楚說明本方案的技術(shù)特點，下面通過具體實施方式，并結(jié)合其附圖，對本發(fā)明進行詳細闡述。[0020] 如圖1所示，一種燃料電池氫氣回路間接式冷啟動破冰系統(tǒng)，包括：[0021] 燃料電池堆1，所述燃料電池堆1包括空氣側(cè)2和氫氣側(cè)3；[0022] 空氣供應(yīng)子系統(tǒng)，所述空氣供應(yīng)子系統(tǒng)包括空壓機4，空壓機4通過管路與中冷器5連接，中冷器5用于降低進入燃料電池堆1空氣側(cè)2的空氣溫度，中冷器5通過管路與空氣側(cè)2的空氣進口連接；[0023] 氫氣供應(yīng)子系統(tǒng)，所述氫氣供應(yīng)子系統(tǒng)包括氫源8，氫源8通過管路經(jīng)第一開關(guān)閥9和比例閥10與氫氣側(cè)3的氫氣進口相連，氫氣側(cè)3的氫氣出口通過管路連接氣水分離器11，氣水分離器11用于對水蒸氣進行分離，氣水分離器11與氫氣循環(huán)泵12的進氣口相連，氫氣循環(huán)泵12的排氣口通過管路經(jīng)第二開關(guān)閥13與氫氣側(cè)3的氫氣進口相連；[0024] 所述空壓機4與中冷器5之間的管路上設(shè)有三通15，三通15通過管路經(jīng)第三開關(guān)閥16與氫氣側(cè)3的氫氣進口相連，空壓機4排出的熱空氣一方面經(jīng)三通15和中冷器5進入空氣側(cè)2，另一方面經(jīng)三通15和第三開關(guān)閥16進入氫氣側(cè)3，保持空氣側(cè)2與氫氣側(cè)3的壓力平衡，然后從氫氣側(cè)3的氫氣出口進入氣水分離器11和氫氣循環(huán)泵12，熱空氣在氫氣循環(huán)泵12內(nèi)部進行破冰。

[0025] 所述空壓機4的進氣口通過管路連接有空濾6，空濾6用于清除空氣中的微粒雜質(zhì)，避免微粒雜質(zhì)進入到空壓機4內(nèi)部。[0026] 所述空氣側(cè)2的空氣出口通過管路連接背壓閥7?？諝鈴谋硥洪y進口進入，被膜片阻擋，于是空氣對膜片產(chǎn)生向上的壓力，當壓力足夠大時，彈簧被壓縮，空氣頂起膜片形成通道，從背壓閥出口排出；若空氣壓力不夠，就會形成憋壓，使進口壓力上升直到達到額定壓力，頂起膜片形成通路。背壓閥的額定壓力可調(diào)節(jié)，一般通過調(diào)節(jié)彈簧上端的頂桿，從而調(diào)節(jié)彈簧的長度來實現(xiàn)，可作為安全閥使用。[0027] 所述氫氣循環(huán)泵12的排氣口通過管路連接排氮閥14，排氮閥14用于排出氫氣中的氮氣雜質(zhì)。[0028] 工作原理：[0029] 先關(guān)閉第一開關(guān)閥9和第二開關(guān)閥13，打開第三開關(guān)閥16，然后啟動空壓機4，空壓機4排出的熱空氣一方面經(jīng)三通15和中冷器5進入燃料電池堆1的空氣側(cè)2，另一方面經(jīng)三通15和第三開關(guān)閥16進入燃料電池堆1的氫氣側(cè)3，這樣既保持了空氣側(cè)2與氫氣側(cè)3的壓力平衡，避免了安全事故的發(fā)生，熱空氣又可以從氫氣側(cè)3的氫氣出口進入氣水分離器11和氫氣循環(huán)泵12，對氣水分離器11和氫氣循環(huán)泵12進行破冰，熱空氣可快速填充滿氫氣循環(huán)泵12內(nèi)部，能夠快速將轉(zhuǎn)子的冰凍部位進行破冰融化，在對氫氣循環(huán)泵12內(nèi)部破冰過程中，熱空氣可從排氮閥14排出。當氫氣循環(huán)泵12破冰完成后，啟動氫氣循環(huán)泵12，同時打開第一開關(guān)閥9和第二開關(guān)閥13，關(guān)門第三開關(guān)閥16，這時，空壓機4排出的熱空氣只經(jīng)三通15和中冷器

5進入燃料電池堆1的空氣側(cè)2，氫源8內(nèi)的氫氣經(jīng)第一開關(guān)閥9和比例閥10進入燃料電池堆1的氫氣側(cè)3，空氣側(cè)2的空氣與氫氣側(cè)3的氫氣發(fā)生反應(yīng)，排出的含氫混合氣體從氫氣側(cè)3的氫氣出口進入氣水分離器11和氫氣循環(huán)泵12，經(jīng)氫氣循環(huán)泵12增壓后，再經(jīng)第二開關(guān)閥13重新循環(huán)回燃料電池堆1的氫氣側(cè)3進行回收再利用。

[0030] 上述具體實施方式不能作為對本發(fā)明保護范圍的限制，對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，對本發(fā)明實施方式所做出的任何替代改進或變換均落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。[0031] 本發(fā)明未詳述之處，均為本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。