和燃油车在寒冷环境中行驶前需要“热车”一样，燃料电池车在温度零下的环境中也需要进行额外的低温冷启动流程，来保证性能的稳定。

燃料电池低温冷启动是指燃料电池汽车可在0℃以下的温度中成功启动，并可将燃料电池内部温度迅速提升至能满足系统正常运转的70~80℃。

燃料电池在零下温度启动的过程中，反应生成的水会在燃料电池内部结冰，造成燃料电池无法正常启动或性能下降。

当燃料电池在低温下开始工作时，产生的热量会使系统内部的冰融化，如果产生的热量不足，产生的水就会迅速结冰。

东方电气(成都)氢燃料电池科技有限公司相关技术人员曾表示，低温环境下提升燃料电池系统的启动速度、运行性能，是提高燃料电池系统环境适应性和用户体验感的关键。

燃料电池在低温环境下如何实现无损储存和启动，也是影响燃料电池汽车在寒冷地区进行商业化推广的重要因素。因此，耐受低温启动和低温存储是评估燃料电池系统环境适应性的重要指标。

2020年9月发布的《燃料电池汽车城市群示范目标和积分评价体系》中，明确了将-30℃的冷启动作为燃料电池系统技术的硬性门槛及关键指标之一。

停机过程中燃料电池系统，尤其是膜电极的水含量，决定了燃料电池系统在低温环境下能否重新启动运行。燃料电池冷启动成功的另一个关键在于，反应过程中系统温度升高的速度能不能超过水结冰的速度。

“简单来说，低温冷启动的核心是通过改变电堆操作点，最大化提升低温下电堆热效率，从而达到快速升温跨过冰点的目的。”上海重塑能源科技有限公司冷启动项目负责人曾表示，“低温启动成功的本质，在于保证电堆温度由零下升至0℃以前，阴极催化层的残留水结冰及启动过程中的产水结冰不会完全堵塞气体通道，从而反应能持续进行，直至电堆完成化冰。”

而在低温条件下，燃料电池的运行功率受到影响，往往很难在短时间内通过自身发出的热量完成快速升温，这时就需要辅助性措施进行帮助，如保持电池内部温度高于0℃、外部加热、除水等。

研究表明，以下设计措施有利于燃料电池的低温冷启动：

1。零部件布置和管路走向应利于排水，避免积水。

2。传感器是容易受到结冰影响正常工作的零部件，需要考虑采用疏水涂层，防止低温下传感器失效。

3。停机前对电堆、部件、管道中的残余水进行吹扫排出，避免结冰。

4。恒压控制加载策略：在稳定电压的同时，增加自加热功率，稳定电压，确保单体电压一致性，保护其它用电设备。

5。在冷启动的过程中，实施过程诊断，确保冷启动的成功和保护部件。

6。通过引入外部热源，对电堆、零部件以及管路进行加热除冰，是实现低温冷启动的有效手段。（资料来源：汽车文摘）

当前国内的燃料电池汽车基本上已经达到了在零下30摄氏度时，5分钟内成功启动的技术水平。红旗新能源开发院动力总成在红旗燃料电池发动机低温启动开发调试方面，取得在-30℃低温环境下，实现0.8℃/s快速温升的突破性进展。东方氢能已经研发出燃料电池系统的低温无损储存、-35℃低温快速启动等技术。

现在大多数燃料电池汽车的低温启动的方法主要是加热和保温等辅助性措施。这种辅助性冷启动会增加电池系统的重量和体积，同时增加系统操作的复杂性，需要探寻无需外部力量即可进行低温启动的技术方向。

在无助低温冷启动方向，新研氢能实现了金属板电堆-47℃无助低温冷启动和-52℃的无助低温冷启动；捷氢启源P3X燃料电池系统的额定功率达117kW，可在无外加热的条件下，30秒内实现-30℃低温启动。

即便如此，关于低温冷启动的研究还是需要继续探索，在缩短启动时间、降低能耗等技术上进行升级。

有专家分析称，实现燃料电池系统的低温快速冷启动，需要进行硬件设计和软件策略的优化，完成减少冷却腔容积和电堆整体的热容、提升冷启动期间电堆的排水能力、缩短吹扫时间等一系列挑战；还可以进行系统无积水设计、电堆启动自加热技术的研发等。

随着燃料电池系统的设计、材料研发等相关技术的发展，相信在未来可以实现燃料电池在低温条件下的低能耗快速启动，助力解决燃料电池汽车在寒冷地带的普及的阻碍。

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