CN101546836B - 集成式增压空气热交换器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及集成式增压空气热交换器。提供一种供车辆燃料电池使用的集成式增压空气热交换器。该集成式增压空气热交换器包括适于冷却剂流体流动通过的多个冷却剂导管。集成式增压空气热交换器还包括多个加热元件和多个散热片元件。一个加热元件设置在冷却剂导管中的每个冷却剂导管的第一表面上，并且散热片元件之一设置在冷却剂导管中的每个的第二表面上。还提供一种用于在第一运行模式中加热冷却剂流体和在第二运行模式中冷却增压气流的方法。

Description

集成式增压空气热交换器

技术领域

本发明涉及一种热交换器，更具体地涉及一种用于燃料电池组的集成式增压空气热交换器。

背景技术

燃料电池已被提出为用于各种应用的清洁、高效和环境友好的电源。燃料电池是电化学器件，其将诸如氢的燃料与诸如来自空气的氧的氧化剂结合，以产生电以及副产品水。尤其地，能够将分立的燃料电池串联地堆叠在一起，以形成能够足以向电动车辆提供动力的电量的燃料电池组。燃料电池组已被看成是现代车辆中所使用的传统内燃机的潜在替代品。

已知一种类型的燃料电池为质子交换膜(PEM)燃料电池组。PEM燃料电池通常包括三个基本部件：负电极、正电极、和电解质膜。电解质膜夹在阴极与阳极之间，该阴极与阳极又夹在导电透气扩散介质或扩散层之间。扩散介质用作用阳极和阴极的集电器以及为燃料电池提供机械支持。通常将扩散介质、电极、和电解质膜挤压在将燃料和氧化剂分配至电极并完成PEM燃料电池的一对导电板之间。

燃料电池组通常具有使燃料电池组运行优化的期望温度范围。为了在正常运行下将燃料电池组的温度保持在期望的温度范围内，通常采用使冷却剂循环并从燃料电池组辐射余热的冷却剂***。然而，在冷状态下的燃料电池组的启动运行期间，必须使燃料电池组温度升高到期望的范围。例如已知在启动运行期间用冷却剂加热器加热冷却剂。冷却剂加热器包括电阻式电热元件。经加热的冷却剂用于提高燃料电池组的温度。当燃料电池组产生足够的热量时脱开电阻式电热元件，以与冷却***共同维持期望的温度。从而根据需要调节燃料电池组的温度。

还已知用于从热压缩空气(诸如作为氧化剂供应至燃料电池组的空气)传递热的增压空气冷却器(CAC)。通常，冷却剂加热器和增压空气冷却器相互独立地运行。在授予Brun等人的EP1621378中公布了用于加热空气的另一已知热交换器，在此该专利以参考的方式全文并入。EP1621378描述了一种加热装置，其包括布置在波形金属肋之间的诸如至少一个正温度系数(PTC)元件的自调节加热元件，用于对供应至汽车舱室的空气加热。

冷却剂加热器和增压空气冷却器昂贵，并且可能容积效率低，常常需要电动车辆内部中相当大的封装空间。这样的***的采用不合需要地增加燃料电池动力装置的设计和制造中的复杂性。为了防止供应至燃料电池组的冷却剂过热，常规的电阻式电热元件还不合需要地需要附加的元件部分。

存在对集成式增压空气热交换器的持续需求，其容积效率高、使燃料电池***的设计和制造复杂性最小、并降低燃料电池***成本。令人满意的是，该集成式增压空气热交换器将冷却剂加热器和增压空气冷却器功能结合到单个单元中，并采用自调节的加热元件以在第一运行模式中加热冷却剂，和在第二运行模式中加热或冷却增压气流。

发明内容

根据本发明，令人惊讶地发现了一种集成式增压空气热交换器，其容积效率高、使燃料电池设计和制造复杂性最小、使燃料电池***成本最低、将冷却剂加热器和增压空气冷却器功能结合到单个单元中、并可选地采用自调节的加热元件，以在第一运行模式中加热冷却剂和在第二运行模式中冷却增压气流。

在一个实施例中，用于燃料电池组的集成式增压空气热交换器包括适于冷却剂流体流动通过的多个冷却剂导管、多个加热元件、和适于气流在周围流动的多个散热片元件。冷却剂导管之一具有第一表面和第二表面。加热元件之一设置在第一表面上并且适于将热传递至冷却剂流体。散热片元件之一设置在第二表面上并适于将热从气流传递至冷却剂流体。

在另一实施例中，燃料电池***包括燃料电池组、与燃料电池组流体连通的集成式增压空气热交换器单元、和与集成式增压空气热交换器单元的多个加热元件电连通的电源。

在又一实施例中，用于调节燃料电池组的温度的方法首先包括步骤：令燃料电池组与冷却剂导管流体连通，该冷却剂导管适于向该燃料电池组提供冷却剂流体，以调节该燃料电池组的温度。该方法还包括步骤：启动燃料电池组；通过冷却剂导管将冷却剂流体供应至燃料电池组；和通过利用加热元件加热冷却剂流体和利用围绕散热片元件流动的增压气流加热冷却剂流体的方法之一，将冷却剂流体的温度保持在期望的范围内。

附图说明

通过以下的详细描述，尤其当根据此后说明的附图考虑时，本发明的以上及其它的优点对本领域的技术人员显而易见。

图1是根据本发明的实施例的集成式增压空气热交换器的透视图；

图2是图1所示的集成式增压空气热交换器的侧视立面图；

图3是图1所示的集成式增压空气热交换器、并沿剖面线3-3的前剖视图；

图4A是用于集成式增压空气热交换器的冷却剂导管和加热元件组件的俯视图，示出冷却剂导管上的加热元件的布置；

图4B是用于集成式增压空气热交换器的冷却剂导管和加热元件组件的俯视图，示出在冷却剂导管中形成的空腔中的加热元件；

图4C是用于集成式增压空气热交换器的冷却剂导管和加热元件组件的俯视图，示出在冷却剂导管中形成的槽中的加热元件；

图5是根据本发明的另一实施例用于集成式增压空气热交换器的冷却剂导管和加热元件组件的分解不完全透视图；

图6是根据本发明的另一实施例用于集成式增压空气热交换器的端板的前立面图；

图7是图6所示的端板、并沿剖面线7-7的不完全侧剖视图；

图8是具有图1所示集成式增压空气热交换器的燃料电池***的局部分解不完全透视图；以及

图9是图8所示的燃料电池***的局部分解不完全透视图。

具体实施方式

以下的详细描述和附图说明并图解了本发明的各种实施例。描述和附图用于使本领域的技术人员能够做出并使用本发明，并且没有意图以任何形式限制本发明的范围。在所公布的方法方面，所提出的步骤实质上是示范性的，因此步骤的顺序不是必需的或关键的。

在图1和2中示出本发明的集成式增压空气热交换器单元2。热交换器单元2包括适于冷却剂流体5流动通过的多个冷却剂导管4、多个加热元件6、和适于气流9在周围流动的多个散热片元件8。冷却剂导管4、加热元件6、和散热片元件8布置成堆10并被压在一起以在它们之间提供接触。加热元件6和散热片元件8例如在用于冷状态下燃料电池组的升温模式期间，适于对流动通过冷却剂导管4并供应至燃料电池组(图8和9所示)的冷却剂流体5加热。

热交换器单元2还包括第一端板12和第二端板14。多个冷却剂导管4设置在第一端板12与第二端板14之间。应意识到的是，第一和第二端板12、14根据需要可为基本不导电的或者基本导电。在一个实施例中，第一和第二端板12、14例如通过模制工艺由基本不导电的材料(诸如热塑性塑料或弹性体材料)形成。应意识到的是，可根据需要采用其它合适材料和工艺用于制造端板。

如图1、2和3所示，每个冷却剂导管4具有第一表面16和第二表面18。至少一个加热元件6邻接每个冷却剂导管4的第一表面16。加热元件6由此将产生的热传递至流动通过冷却剂导管4的冷却剂流体5。散热片元件8之一设置在每个冷却剂导管4的第二表面18上。散热片元件8将热从在其周围流动的气流9传递至冷却剂流体5。

在特定的实施例中，加热元件6和散热片元件8中的至少一个连结至冷却剂导管4。连结可例如包括导热膏或粘合剂。连结有助于在热交换器单元2的运行期间加热元件6或散热片元件8与冷却剂导管4之间的热传递。如果作为导电体使用，连结还可有助于加热元件6与相邻冷却剂导管4之间的电连续性。加热元件6和散热片元件8与冷却剂导管4的连结例如还可通过钎焊实现。在特定的示意性实施例中，将冷却剂导管4和散热片元件8钎焊到一起。在另一实施例中，连结可例如通过导热粘合剂实现。应意识到的是，用于使冷却剂导管4与散热片元件8连结的材料可以是基本导电的或基本不导电的。技术人员还应意识到的是，可根据需要选择用于使冷却剂导管4连结至加热元件6和散热片元件8的其它合适的方法。

热交换器单元2的堆10可包括冷却剂导管4、加热元件6、和散热片元件8的重复布置。例如，一个重复布置包括夹在加热元件6与散热片元件8之间的冷却剂导管4。可根据需要选择冷却剂导管4、加热元件6、和散热片元件8的其它重复布置。应意识到的是，当重复布置导致加热元件6紧接散热片元件8设置时，隔热材料可设置在加热元件6与散热片元件8之间。

热交换器单元2可包括第一侧槽道20和第二侧槽道22。将第一和第二侧槽道20、22安装在第一端板12与第二端板14之间。如图3所示，热交换器2还可包括适于保持在多个散热片元件8、多个冷却剂导管4、和多个加热元件6之间的可靠接触的多个压缩弹簧24。在一个实例中，将压缩弹簧24设置在致冷剂通道4之一与第一和第二侧槽道20、22中的一个之间。在一个实施例中，压缩弹簧24例如可设置在加热元件6之一与第一和第二侧槽道20、22中的一个之间。作为另一实例，压缩弹簧24可设置在散热片元件8之一与第一和第二侧槽道20、22中的一个之间。应理解的是，多个压缩弹簧24通过提供在冷却剂导管4、加热元件6、和散热片元件8之间的充分接触，有助于热从至少一个加热元件6和流动通过散热片元件8的气流9到冷却剂流体5的传递。

压缩弹簧24还可有助于冷却剂导管4的至少一部分与加热元件6之间的电通路，以使得能够实现加热元件6的运行。作为非限制性实例，热交换器单元2可包括多个介电层25。在热交换器单元2中，介电层25之一例如可设置在冷却剂导管4之一与散热片元件8之一之间。当冷却剂导管4用于向加热元件6提供电力时，介电层25防止热交换器单元2的电短路。介电层25还可用于将冷却剂导管4连结至散热片元件8。可根据需要选择合适的介电材料。

应意识到的是，热交换器单元2适于接收被引导至燃料电池组的基本上所有冷却剂流体5、例如可多于仅冷却气流9所需要的冷却剂流体5。例如，热交换器单元2可包括至少一个旁通管26，适于引导附加量的冷却剂流体5通过热交换器单元2。该至少一个旁通管26可与多个加热元件6和多个散热片元件8基本隔热。因此，与流动通过多个冷却剂导管4的冷却剂流体5相比较，绕过热交换器单元2的附加量的冷却剂流体5基本不受热。

热交换器单元2的冷却剂导管4可具有适于使与加热元件6的接触面积最大的横截面形状。例如，冷却剂导管4可具有大致矩形的横截面形状。冷却剂导管4例如还由诸如钢和铝之一的材料形成，该材料具有有助于与在冷却剂导管4中流动的冷却剂流体5的热传递的传热系数。在示意性实施例中，冷却剂导管4中的至少一个冷却剂导管是大致扁平的挤制铝管。可根据需要采用用于冷却剂导管4的其它合适的横截面形状和材料。

在又一实施例中，冷却剂导管4可具有设置在冷却剂导管4中的至少一个支撑零件28，该支撑零件28在堆10受压放置时防止冷却剂导管4的不合需要的变形。支撑零件28可包括在冷却剂导管4的内部中形成的多个腹板或壁。应意识到的是，冷却剂导管4的腹板可在导管4内形成冷却剂流体5可流动通过的子通道。支撑零件28可包括在冷却剂导管4的内表面上形成的多个突结(nodule)。技术人员应意识到的是，可采用其它合适的支撑零件用于防止受压的冷却剂导管4的崩塌。

现在参考图4A至4C，加热元件6设置在冷却剂导管4上。在冷却剂导管4向加热元件6提供电力的某些实施例中，加热元件6可设置成与冷却剂导管4电连通。例如在加热元件6独立于冷却剂导管4而被提供电力的其它实施例中，如具有导电条(bus bar)(在图5中示出)的实施例中，介电材料可设置在加热元件6与冷却剂导管4之间。加热元件6可具有大致与冷却剂导管4一致并覆盖冷却剂导管4的尺寸。在一个实施例中，加热元件6可具有允许多于一个的加热元件6被设置在冷却剂导管4的一个第一侧面16上的尺寸。加热元件6可布置在冷却剂导管4上并基本覆盖冷却剂导管4。在另一实施例中，加热元件6可以大致间隔开的布置方式布置在冷却剂导管4上。应意识到的是，加热元件6可能不是均匀地分配有冷却剂导管4。加热元件6还可不均匀地分配在多个冷却剂导管4中的单独的冷却剂导管4之间。

在某些实施例中，冷却剂导管4的第一表面16可包括在该第一表面16中形成的、适于保持至少一个加热元件6的空腔30。应意识到的是，如果空腔30大致沿冷却剂导管4的长度形成，则空腔30可形成槽32，多于一个的单独加热元件6可设置在该槽32内。

技术人员应理解的是，本发明的加热元件6理想地是自调节的，但也可采用具有合适的温度调节控制的常规电阻式加热元件6。作为非限制性实例，加热元件6可由正温度系数(PTC)材料形成，该正温度系数材料通过使电流通过该材料而被加热，并且随着加热元件6的温度而经历电阻的增加。尤其地，基于PTC的加热元件6充当它们本身的恒温器，以便当达到预定的最高温度时有效地达到足以“切断”的高电阻。作为非限制性实例，可选择本发明的基于PTC的加热元件6，以加热至介于大约20℃与大约260℃之间的预定温度范围，特别地介于大约30℃与大约180℃之间的预定温度范围，和更特别地介于大约40℃与大约150℃之间的预定温度范围。在又一非限制性实例中，基于PTC的加热元件6可适于在大约150℃达到预定最高温度并切断，在另一实例中在大约80℃达到预定最高温度并切断，在另一实例中在大约60℃达到预定最高温度并切断。技术人员应理解的是，也可采用具有不同温度性能的基于PTC的加热元件6，并且合适的基于PTC的加热元件6的选择可至少部分地取决于燃料电池组期望的运行温度。

作为非限制性实例，例如可通过设置冷却剂导管4与诸如高压电源的电源(未示出)处于电连通来向加热元件6提供电流。冷却剂导管4可包括设置在冷却剂导管上的至少一个导电突出部34。导电突出部34可有助于电源与热交换器单元2的加热元件6之间的电连通。导电突出部34例如可与冷却剂流体5的流动一致地设置在冷却剂导管4上。在另一实例中，导电突出部34可与气流9的流动一致地设置在冷却剂导管4上。可采用离散布线和箔中的至少一种，以便于加热元件6与电源之间的电连通。在另一实施例中，加热元件6处于与电源基本电绝缘，通过带有多个指状物40的导电条38与电源电连通(例如，如图5所示)。应意识到的是，可根据需要采用用于向多个加热元件6提供电流的其它合适的方法。

在图5所示的替代实施例中，可向热交换器单元2的加热元件6独立地提供电力。例如，加热元件6可处于与导电条38电连通。导电条38适于提供加热元件6与电源之间的电连通。导电条38可具有与加热元件6连接的多个导电指状物40。在一个特定实例中，介电材料(未示出)设置在冷却剂导管4与加热元件6之间。应意识到的是，介电材料基本不阻止加热元件6与冷却剂导管4之间的热传递。当适于向加热元件6独立地提供电力时，介电材料阻碍多个冷却剂导管4与加热元件6之间的电连通。例如导电条38也可具有设置在该导电条上的介电材料，以防止与热交换器单元2的除加热元件6以外的部件的电连通。

热交换器单元2的空腔30和槽32中的至少一个还可包括设置在其中的至少一个保持件(未示出)，用于保持至少一个加热元件6。保持件例如可具有锁定***部或突出部，用于可靠地***加热元件6。保持件例如可通过模制和挤压工艺中的一种由塑料形成。也可采用用于将加热元件6保持就位的其它合适的方法。

参考图5、6和7，更详细地示出第一和第二端板12、14中的一个端板。第一和第二端板12、14适于使多个冷却剂导管4中的每个相互电绝缘。例如，热交换器单元2可包括设置在第一和第二端板12、14中的至少一个端板上的至少一个密封44。密封44可根据需要设置在第一和第二端板12、14的任一侧上。例如，密封44可设置在端板12、14的具有多个冷却剂导管4的内侧上，以及在第一和第二端板12、14的具有燃料电池***内其它元件部分(例如冷却剂侧容器(未示出))的外侧上。密封44在冷却剂导管4与第一和第二端板12、14之间提供基本上透不过流体的密封。例如可通过应用于其间的弹性体材料使冷却剂导管4对第一和第二端板12、14密封。在特定的实施例中，密封44是可预成型以与第一和第二端板12、14配合的端板衬垫。端板衬垫可包括有助于基本流体密封的周边唇缘。例如至少一个密封44可包括O形圈。在另一实施例中，至少一个密封44可通过将环氧基密封剂设置在第一和第二端板12、14与冷却剂导管4之间形成，以在密封剂固化时形成大致流体密封。可根据需要采用用于形成密封44的其它合适方法。

现在参考图8和9，本发明包括具有集成式增压空气热交换器2的燃料电池***100。燃料电池***100包括与热交换器单元2流体连通的加湿单元102和燃料电池组(未示出)，以及电源(未示出)。加湿单元102可适于对流自集成式增压空气热交换器单元2的气流9加湿。作为非限制性实例，电源可包括高压电池。例如在燃料电池***100的运行期间，可选择性地将燃料电池组用作电源。应意识到的是，可使用任何其它合适的电源用于运行热交换器单元2。

燃料电池***100还可包括冷却剂流体泵(未示出)和空气压缩机(未示出)。冷却剂流体泵与多个冷却剂导管4流体连通，并适于向集成式增压空气热交换器2和燃料电池组提供冷却剂流体5。空气压缩机与多个散热片元件8流体连通并适于向该多个散热片元件8提供气流9。

在一个特定的实施例中，燃料电池***100包括端单元壳体104，例如下端单元(LEU)或上端单元(UEU)的壳体，燃料电池组设置在该LEU与UEU之间。加湿单元102与热交换器单元2中的每一个可至少部分地设置在端单元壳体104中。例如，端单元壳体104具有形成在其中的至少一个冷却剂空腔106。冷却剂空腔106与热交换器单元2的多个冷却剂导管4流体连通。冷却剂空腔106适于以下功能之一：1)将冷却剂流体5输送至冷却剂导管4；和2)将冷却剂流体5从冷却剂导管4输送至燃料电池组。在其它实施例中，冷却剂空腔106可以是冷却剂容器，用以容纳用于循环通过热交换器单元2并且随后通过燃料电池组的一定量的冷却剂流体5。

本发明包括用于调节燃料电池组的温度的方法。该方法首先包括步骤：提供与热交换器单元2的至少一个冷却剂导管4流体连通的燃料电池组2，冷却剂导管4如上文所述地设置在加热元件6与散热片元件8之间。冷却剂导管4适于向燃料电池组提供冷却剂流体5，以便调节燃料电池组的温度。然后启动燃料电池组并通过冷却剂导管4将冷却剂流体5供应至燃料电池组。在第一运行模式中，该方法还包括步骤：通过利用加热元件6加热冷却剂流体5和利用围绕散热片元件8流动的增压气流9加热冷却剂流体5中的一种方式，将冷却剂流体5的温度保持在期望的范围内。

该方法还包括将电力供应至设置在冷却剂导管4上的加热元件6的步骤，由此对流过的冷却剂流体5进行电加热。应意识到的是，在燃料电池组的升温期间、诸如燃料电池组在冷的外界状态下的启动运行期间，使用热交换器单元2的加热元件6对冷却剂流体5进行加热尤其有用。

技术人员应理解的是，来自空气压缩机的增压气流9通常具有比被压缩以提供增压气流9的外界空气高的温度。因此，在又一实施例中，第一运行模式的方法包括将热从热增压气流9传递到冷却剂流体5。

热交换器单元2还可用于第二运行模式。例如，本发明的方法可包括通过将热从增压气流9传递至冷却剂流体5来冷却增压气流9的步骤。然后可将经过冷却的增压气流9引导至加湿单元102，用于加湿，并引导至燃料电池组用作电化学燃料电池反应中的氧化剂。由此防止不希望的燃料电池组的膜的减湿和退化。

令人惊讶的是，相对具有电阻式加热元件的常规型加热器，在单个热交换器中使用基于PTC的加热元件6和散热片元件8减小了封装空间。特别是基于PTC的加热元件6的使用使得热交换器单元2能够自调节。因此，起到了克服常规调节机构和装备的使用的不足的作用。还起到了防止由于常规调节机构和电阻式加热元件的故障所引起的过热的作用。还希望发现的是，本发明的集成式增压空气热交换器2将冷却剂加热器和CAC功能结合到单个单元中。

尽管为了说明本发明已示出某些典型的实施例和细节，但对于本领域的技术人员显然的是，在不偏离所附权利要求中进一步说明的本发明的范围的情况下，可作出各种变化。

Claims (18)

1.一种用于燃料电池组的集成式增压空气热交换器，包括：

适于冷却剂流体流动通过的多个冷却剂导管，各冷却剂导管具有第一表面和第二表面；

多个加热元件，所述加热元件之一设置在各冷却剂导管的第一表面上并适于将热传递给冷却剂流体；

适于气流在周围流动的多个散热片元件，所述散热片元件之一设置在各冷却导管的第二表面上，并适于促进气流与冷却剂流体之间的热传递；

导电条，其具有适于在电源与所述加热元件之间提供电连通的至少一个指状物；和

绝缘材料，其设置在所述导电条上以使所述导电条与所述多个冷却剂导管电绝缘。

2.根据权利要求1所述的集成式增压空气热交换器，其中所述加热元件是自调节的正温度系数(PTC)元件。

3.根据权利要求1所述的集成式增压空气热交换器，还包括：

第一端板和第二端板，所述第一端板和第二端板具有设置在它们之间的多个冷却剂导管，第一端板和第二端板与所述多个冷却剂导管流体连通并使所述多个冷却剂导管中的每个相互电绝缘。

4.根据权利要求3所述的集成式增压空气热交换器，还包括：

密封，其设置在所述第一端板和第二端板的至少一个上，并提供在所述冷却剂导管与所述至少一个端板之间的透不过流体的密封。

5.根据权利要求4所述的集成式增压空气热交换器，其中所述密封为端板衬垫。

6.根据权利要求3所述的集成式增压空气热交换器，还包括：

第一侧槽道和第二侧槽道，所述第一侧槽道和第二侧槽道安装在所述第一端板与第二端板之间；和

多个压缩弹簧，其设置在所述散热片元件之一与所述第一侧槽道和第二侧槽道之一之间，所述多个压缩弹簧提供所述多个散热片元件、所述多个冷却剂导管、和所述多个加热元件之间的可靠接触，以促进向冷却剂流体的热传递。

7.根据权利要求1所述的集成式增压空气热交换器，其中所述散热片元件被连结至所述冷却剂导管。

8.根据权利要求1所述的集成式增压空气热交换器，还包括与所述多个加热元件和所述多个散热片元件隔热的至少一个旁通管。

9.根据权利要求1所述的集成式增压空气热交换器，其中所述冷却剂导管的第一表面具有形成在该第一表面中的、适于保持所述加热元件的槽。

10.根据权利要求9所述的集成式增压空气热交换器，还包括设置在所述冷却剂导管的槽中的保持件，并具有在该保持件上形成的、适于保持所述加热元件的锁定突出部。

11.一种燃料电池***，包括：

燃料电池组；

集成式增压空气热交换器单元，其与所述燃料电池组流体连通，所述单元包括：

适于冷却剂流体流动通过的多个冷却剂导管，所述冷却剂导管之一具有第一表面和第二表面；

多个加热元件，所述加热元件之一设置在各冷却剂导管的第一表面上并适于将热传递给冷却剂流体，

适于气流在周围流动的多个散热片元件，所述散热片元件之一设置在各冷却剂导管的第二表面上，并适于将热从气流传递至冷却剂流体；

导电条，其具有与所述加热元件电连通的多个指状物；

绝缘材料，其设置在所述导电条上以使所述导电条与所述多个冷却剂导管电绝缘；和

电源，其通过导电条的多个指状物与所述多个加热元件电连通。

12.根据权利要求11所述的燃料电池***，还包括：

冷却剂流体泵，其与所述多个冷却剂导管流体连通并适于向所述集成式增压空气热交换器和所述燃料电池组提供冷却剂流体。

13.根据权利要求11所述的燃料电池***，其中所述多个加热元件适于在预定的温度范围内运行，并且当达到预定的最高温度时切断。

14.根据权利要求11所述的燃料电池***，其中所述多个散热片元件与适于向所述多个散热片元件提供气流的空气压缩机流体连通。

15.根据权利要求11所述的燃料电池***，还包括：

端单元壳体，其具有设置在该端单元壳体中的加湿单元和集成式增压空气热交换器单元，所述端单元壳体具有在该端单元壳体中形成的至少一个冷却剂空腔，所述至少一个冷却剂空腔与多个冷却剂导管流体连通并适于将冷却剂流体输送至所述冷却剂导管或者将冷却剂流体从所述冷却剂导管输送至所述燃料电池组。

16.一种用于调节燃料电池组的温度的方法，包括以下步骤：

为该燃料电池组提供与之流体连通的集成式增压空气热交换器单元，该单元包括：冷却剂导管，该冷却剂导管适于向所述燃料电池组提供冷却剂流体以调节所述燃料电池组的温度，所述冷却剂导管具有第一侧和第二侧；设置在所述第一侧上的加热元件；设置在所述第二侧上的散热片元件；导电条，其具有适于在电源与所述加热元件之间提供电连通的多个指状物；和绝缘材料，其设置在所述导电条上以使所述导电条与所述冷却剂导管电绝缘；

启动所述燃料电池组；

通过所述冷却剂导管将冷却剂流体供应至所述燃料电池组；和

通过利用所述加热元件加热冷却剂流体和利用围绕所述散热片元件流动的增压气流加热冷却剂流体中的一种方式，将冷却剂流体温度保持在期望的范围内。

17.根据权利要求16所述的用于调节燃料电池组温度的方法，还包括步骤：

将电力供应至布置在所述集成式增压空气热交换器单元的冷却剂导管上的加热元件，由此电加热流动通过的冷却剂流体。

18.根据权利要求16所述的用于调节燃料电池组温度的方法，还包括步骤：

通过将热从增压气流传递至冷却剂流体来冷却该增压气流；和

将冷却的增压气流引导至所述燃料电池组用于电化学的燃料电池反应。

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