燃料电池汽车冷启动预热性能研究

宋东方，武照云，李 丽

（1.河南职业技术学院汽车工程学院，河南 郑州 450046；2.河南工业大学机电工程学院，河南 郑州 450001）

1 引言

氢燃料电池正在成为新能源的重要动力，具有零污染和加氢快的优点。由于其产物只有水，在冬季或低温下运行时会造成结冰的问题，影响电堆的使用，因此如何抑制结冰成为行业及国内外学者研究的热点。目前，燃料电池客车可以实现零下10℃直接启动，为了保护电堆内部不被破坏，在低于零下10℃后禁止使用。因此，提高燃料电池低温启动的能力对新能源汽车的推广迫在眉睫。

文献［1］模拟了冷启动过程电堆内部的结冰机理及直至停止运行的动态过程变化。文献［2-3］建立了电堆冷启动的仿真模型，成功的预测了冷启动过程中失败的原因及结冰的动态过程。文献［4-5］对冷启动过程电堆内部的温度变化情况进行了研究，获得了低温对电堆内部的热量分布的影响规律。文献［6］采用一种预热的方法来实现低温启动，分析了加热器的换热特性。文献［7］采用大电流极限加载的方法能够实现电堆在无外部热源下-10℃启动，但是仍然不能满足燃料电池客车在冬季的使用要求，至少要在-25℃甚至-30℃下启动才能达到冬季寒冷天气下的使用要求。文献［8］总结了电堆冷启动过程内部温度的变化特性，为实现更低温度的启动提供了研究方向。综上，尽管对电堆冷启动过程内部变化状态和失败的原因的研究已经比较成熟，但是对于预热启动方法的研究却较少，尤其是预热时间和所需功耗的研究甚少。……