傳統(tǒng)發(fā)動機在低溫面前如臨大敵，燃料電池發(fā)動機亦然。氫氧燃料電池反應生成的水，成為了燃料電池發(fā)動機低溫運行的最大殺手。燃料電池發(fā)動機的心臟——燃料電池電堆——與人的心臟相仿也被水充分浸潤著，由于低溫凝結(jié)而成的成核冰晶會毫不留情的刺穿細胞膜，同樣也會破壞燃料電池的膜電極（MEA）結(jié)構，造成不可逆的結(jié)構損傷，但是又不能沒有水，水是氫氧質(zhì)子交換膜燃料電池的載流子，近似人類的血液，沒有水的參與，電發(fā)不出來，動力就無從談起。不能多也不能少，燃料電池發(fā)動機低溫運行對于水狀態(tài)的要求近乎苛刻，可以說，低溫運行是一門水熱管理的藝術。
這里定義一下低溫運行性能，低溫運行性能是指發(fā)動機在低溫環(huán)境中持續(xù)輸出電功的能力，運行過程包括：冷/熱機啟動、動力輸出、停機。對于用戶來講，發(fā)動機低溫運行能力最直觀的感受應該“啟動快不快”、“動力好不好”、“停機久不久”三方面。接下來我們一次來看看燃料電池在這幾個關鍵環(huán)節(jié)的表現(xiàn)如何。
1、啟 動
低溫冷啟動是低溫運行性能最關鍵的指標，沒有之一。啟動不成，何談運行。冷啟動過程是指發(fā)動機從冷態(tài)運行至正常工作溫度的過程，低溫冷啟動由于溫度低于0℃，具有一定的特殊性。如之前所屬，燃料電池本身要求有水才能啟動且水本身不能結(jié)冰、啟動過程生成的水又不能結(jié)冰，這兩個方面成為能否成功啟動的技術關鍵。
先說第一個——燃料電池本身要有水。嚴寒的附屬品是干燥，人的皮膚要保濕，燃料電池的質(zhì)子交換膜也要保濕且濕度還要剛剛好。因為隨著溫度的降低，質(zhì)子交換膜的飽和水含量會下降，結(jié)合態(tài)的水會不斷析出，游離水會迅速結(jié)晶并對附在外面的催化層造成損害。必須完美的控制啟動前水，才能讓啟動過程的質(zhì)子有水可依。捷氫科技推出的新一代燃料電池系統(tǒng)通過質(zhì)子交換膜中水含量狀態(tài)的在線智能檢測與控制完美地解決了這個問題。系統(tǒng)通過水含量的實時檢測以及精確標定的吹掃策略對電堆中的水進行管理，使每次電堆啟動前都能有最佳的水狀態(tài)，可謂“鎖水保濕、不油不膩”。
再講第二個“生成水不結(jié)冰”。眾所周知，氫氧反應生成水。啟動過程中氫氧反應生成的水如果不及時排出，就有結(jié)冰的可能。這就需要為啟動過程定制一款特殊的控制策略。捷氫科技推出的新一代燃料電池系統(tǒng)巧妙利用燃料電池反應熱，并匹配有效的動態(tài)操作條件，使產(chǎn)生的水既不結(jié)冰，又能快速排出電堆，真正施展一套水熱管理的藝術。
2、動 力 輸 出
“是騾子是馬，拉出來遛一遛”，啟動成功了就要看動力性怎么樣了。動力性指發(fā)動機動力輸出特性，包括額定/峰值功率及動態(tài)響應速率兩個指標。
像人一樣，猛地起床之后要“緩一緩”，低溫冷啟動過程對于燃料電池來講是一個特殊過程，猛然間進入正常模式也需要緩一緩。一方面讓發(fā)動機工作區(qū)域冷熱均勻，另一方面要讓電池內(nèi)部的水狀態(tài)恢復正常。認真聽講的同學應該立刻反應過來，冷啟動過程為了防止結(jié)冰，將大量的水排除了電堆。但啟動完成后電堆如果要進行大功率（電流）輸出，就需要更多的水作為載流子，所以此時需要讓電堆快速濕潤起來，才能實現(xiàn)快速、高功率的拉載，充分體現(xiàn)動力性。
捷氫科技的新一代燃料電池系統(tǒng)PROME P390通過快速熱機策略，能夠讓電堆快速進入正常狀態(tài)，實現(xiàn)高速加減功率和峰值功率輸出，充分展現(xiàn)發(fā)動機優(yōu)良的動力性能，讓用戶不只聽到“油門的轟鳴”，也感受到“速度的悅動”。
3、停 機
“兵馬未動，糧草先行”，對用戶來講，停機只是“熄個火”，但是對于燃料電池發(fā)動來講，停機是為下一次成功啟動的準備。停機預示著燃料電池又將回到低溫冷態(tài)，其內(nèi)部的水熱狀態(tài)又將發(fā)生巨變，回到啟動前的樣子。如何快速、高效地除去電堆中殘留的水，成為這個環(huán)節(jié)的技術難點。
捷氫科技的新一代燃料電池系統(tǒng)通過高效的檢測手段，采用智能關機處理控制策略，能夠結(jié)合溫度狀態(tài)快速應變，將電堆中的氣、液兩態(tài)水都快速吹掃出電堆，實現(xiàn)快速、有效的燃料電池發(fā)動機高效停機過程。讓燃料電池在寒冷之下“安心入睡、不會著涼”。
除此之外，燃料電池電池發(fā)動機低溫運行技術還有很多細節(jié)方面的關鍵點，例如低溫密封性、低溫材料強度、冷熱交變等，此次就不再細談。在以上技術的加持下，捷氫科技的燃料電池系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)最低-30℃ 、30s內(nèi)快速冷機啟動，高速升、降載，92kW的強勁峰值動力輸出。
