CN114122478B - 燃料电池组件和车辆用的燃料电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种燃料电池组件和车辆用的燃料电池，所述燃料电池组件包括：电堆本体、N个分隔板和控制装置，N个所述分隔板将所述电堆本体分隔成N+1个电堆模块，且N+1个所述电堆模块在左右方向上依次排布；在需要低温冷启动时所述控制装置可控制N+1个所述电堆模块中任意一个或若干个单独启动或停止，当需要正常运行时所述控制装置可控制N+1个所述电堆模块同时工作。本发明所述的燃料电池组件可以有效地缩短冷启动的时间，提升用户的满意度。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种燃料电池组件和车辆用的燃料电池。
背景技术
随着氢燃料电池汽车的不断发展，对如何快速达到冷启动条件提出了更高的要求。传统冷启动需要给整个电堆加热，加热所用时间长，影响电堆冷启动时间。因此，上述技术存在改进空间。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种燃料电池组件，所述燃料电池组件可以有效地缩短冷启动的时间，提升用户的满意度。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种燃料电池组件，包括：电堆本体、N个分隔板和控制装置，N个所述分隔板将所述电堆本体分隔成N+1个电堆模块，且N+1个所述电堆模块在左右方向上依次排布；在需要低温冷启动时所述控制装置可控制N+1个所述电堆模块中任意一个或若干个单独启动或停止，当需要正常运行时所述控制装置可控制N+1个所述电堆模块同时工作。
根据本发明实施例的燃料电池组件通过控制装置控制一个单独电堆模块的启动来满足车辆启动功率，可以有效地缩短冷启动的时间，提升用户的满意度。
根据本发明实施例的燃料电池组件，所述电堆本体包括：多个阴极板和多个阳极板，在所述阴极板上设有阴极流场，在所述阳极板上设有阳极流场，所述分隔板上设有至少一个阴极通道和至少一个阳极通道，至少一个所述阴极通道与所述阴极流场相连通，至少一个所述阳极通道与所述阳极流场相连通。
根据本发明实施例的燃料电池组件，所述分隔板上设有第一阀门和第二阀门，所述第一阀门设在所述阴极通道内用以控制所述阴极通道的通断，所述第二阀门设在所述阳极通道内用以控制所述阳极通道的通断。
根据本发明实施例的燃料电池组件，所述阴极通道包括在所述分隔板上间隔开布置的阴极进口通道和阴极出口通道，在所述阴极进口通道和所述阴极出口通道内均设有所述第一阀门，所述阳极通道包括在所述分隔板上间隔开布置的阳极进口通道和阳极出口通道，在所述阳极进口通道和所述阳极出口通道内均设有所述第二阀门。
根据本发明实施例的燃料电池组件，所述阴极板和所述阳极板共同限定出冷却液通道，在所述分隔板上设有冷却通孔，所述冷却通孔与所述冷却液通道相连通。
根据本发明实施例的燃料电池组件，在所述分隔板上设有第三阀门，所述第三阀门设在所述冷却通孔内用以控制所述冷却通孔的通断。
根据本发明实施例的燃料电池组件，所述分隔板上设置有传感器，所述传感器和分别位于所述分隔板左右两侧的所述电堆模块直接贴合。
根据本发明实施例的燃料电池组件，所述多个电堆模块包括两个、分别为第一电堆模块和第二电堆模块，所述第一电堆模块位于所述第二电堆模块的左侧，所述分隔板设在所述第一电堆模块和所述第二电堆模块之间，所述两个端板中的一个设在所述第一电堆模块的最左侧，所述两个端板中的另一个设在所述第二电堆模块的最右侧。
根据本发明实施例的燃料电池组件，还包括：两个端板，所述两个端板分别设置在所述电堆本体的最左端和最右端。
相对于现有技术，本发明所述的燃料电池组件通过控制装置控制一个单独电堆模块的启动来满足车辆启动功率，可以有效地缩短冷启动的时间，提升用户的满意度。
根据本发明的第二方面的车辆用的燃料电池，设置有如第一方面任一种所述的燃料电池组件，还包括：电池箱体，所述燃料电池组件封装在所述电池箱体内。所述车辆用的燃料电池与上述的燃料电池组件相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的燃料电池组件的结构示意图。
附图标记：
100-燃料电池组件，1-端板，2-分隔板，3-电堆模块，31-第一电堆模块，32-第二电堆模块。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
下面将参考附图1并结合实施例来详细说明本发明实施例的燃料电池组件100。如图1所示，根据本发明实施例的燃料电池组件100，包括：电堆本体、N个分隔板2和控制装置(图中未示出)，需要说明的是，N为大于或等于1的整数。进一步地，N个分隔板2将电堆本体分隔成N+1个电堆模块3，且N+1个电堆模块3在左右方向上依次排布；进一步地，在需要低温冷启动时控制装置可控制N+1个电堆模块3中任意一个或若干个单独启动或停止，也就是说，在需要低温冷启动时，根据实际工况，控制装置可控制一个或几个电堆模块3启动，从而在节省能量的前提下满足启动条件。进一步地，当需要正常运行时控制装置可控制N+1个电堆模块3同时工作。这样，一方面通过控制装置控制一个单独电堆模块的启动来满足车辆启动功率，可以有效地缩短冷启动的时间，提升用户的满意度；另一方面在正常运行时，控制装置可控制多个电堆模块3同时工作，从而有利于丰富控制装置的控制功能多样化。
在现有技术中，冷启动需要给整个燃料电池组件加热，加热所用时间长，影响燃料电池组件的冷启动时间。而本发明实施例的燃料电池组件100通过控制装置控制一个单独电堆模块的启动来满足车辆启动功率，可以有效地缩短冷启动的时间，有利于提升用户的满意度。
根据本发明实施例的燃料电池组件100通过控制装置控制一个单独电堆模块的启动来满足车辆启动功率，可以有效地缩短冷启动的时间，有利于提升用户的满意度。
根据本发明实施例的燃料电池组件100，电堆本体包括：多个阴极板(图中未示出)和多个阳极板(图中未示出)，进一步地，在阴极板上设有阴极流场，在阳极板上设有阳极流场。进一步地，分隔板2上设有至少一个阴极通道(图中未示出)，阴极通道与阴极流场相连通，类似地，分隔板2上设有至少一个阳极通道(图中未示出)，阳极通道与阳极流场相连通。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。
根据本发明实施例的燃料电池组件100，分隔板2上设有第一阀门(图中未示出)和第二阀门(图中未示出)，进一步地，第一阀门设在阴极通道内用以控制阴极通道的通断，类似地，第二阀门设在阳极通道内用以控制阳极通道的通断。这样，当需要控制装置控制一个单独电堆模块单独工作时，第一阀门和第二阀门同时处于关闭状态，这样通过一个单独电堆模块的启动来满足车辆启动功率，可以有效地缩短冷启动的时间。进一步地，当需要多个电堆模块3同时工作时，第一阀门和第二阀门同时处于开通状态，这样可以为车辆的正常运行提供充足的动能。
根据本发明实施例的燃料电池组件100，阴极通道包括在分隔板2上间隔开布置的阴极进口通道和阴极出口通道，在阴极进口通道和阴极出口通道内均设有第一阀门，通过第一阀门可实现多个电堆模块3的阴极进口通道之间的连通或关闭，同样通过第一阀门也可实现多个电堆模块3的阴极出口通道之间的连通或关闭。类似地，阳极通道包括在分隔板2上间隔开布置的阳极进口通道和阳极出口通道，在阳极进口通道和阳极出口通道内均设有第二阀门，通过第二阀门可实现多个电堆模块3的阳极进口通道之间的连通或关闭，同样通过第二阀门也可实现多个电堆模块3的阳极出口通道之间的连通或关闭。在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
根据本发明实施例的燃料电池组件100，阴极板和阳极板共同限定出冷却液通道(图中未示出)，具体地，在分隔板2上设有冷却通孔(图中未示出)，冷却通孔与冷却液通道相连通。在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。
根据本发明实施例的燃料电池组件100，在分隔板2上设有第三阀门(图中未示出)，进一步地，第三阀门设在冷却通孔内用以控制冷却通孔的通断。
根据本发明实施例的燃料电池组件100，分隔板2上设置有传感器(图中未示出)，具体地，传感器和分别位于分隔板2左右两侧的电堆模块3直接贴合，这样有利于提升传感器对电堆模块3相关参数的测试结果的准确性。进一步地，在一个具体的实施例中，传感器可以为温度传感器，这样有利于对电堆模块3的温度进行时时检测；在另一个具体地实施例中，传感器可以为压力传感器，这样可以对电堆模块3之间的压力进行时时检测。当然传感器的种类为多样，可以根据实际需要进行设置。
根据本发明实施例的燃料电池组件100，如图1所示，还包括：两个端板1，进一步地，两个端板1分别设置在电堆本体的最左端和最右端。通过两个端板1可以提升燃料电池组件100的牢固性。
根据本发明实施例的燃料电池组件100，如图1所示，多个电堆模块3包括两个，具体地，分别为第一电堆模块31和第二电堆模块32，进一步地，第一电堆模块31位于第二电堆模块32的左侧，进一步地，分隔板2设在第一电堆模块31和第二电堆模块32之间，两个端板1中的一个设在第一电堆模块31的最左侧，两个端板1中的另一个设在第二电堆模块32的最右侧。
综上所述，根据本发明实施例的燃料电池组件100通过控制装置控制一个单独电堆模块的启动来满足车辆启动功率，可以有效地缩短冷启动的时间，有利于提升用户的满意度。
本发明还提供了一种车辆用的燃料电池，该车辆用的燃料电池包括上述的燃料电池组件100，还包括：电池箱体(图中未示出)，具体地，燃料电池组件100封装在电池箱体内，这样有利于提升燃料电池组件100的密封性。综上，根据本发明第二方面的车辆用的燃料电池，具有冷启动的时间更短、客户满意度更高等优点。
本发明还提供了一种车辆，该车辆包括上述的车辆用的燃料电池，从而具有冷启动的时间更短、客户满意度更高等优点。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种燃料电池组件(100)，其特征在于，包括：
电堆本体；
N个分隔板(2)，N个所述分隔板(2)将所述电堆本体分隔成N+1个电堆模块(3)，且N+1个所述电堆模块(3)在左右方向上依次排布；
控制装置，在需要低温冷启动时所述控制装置可控制N+1个所述电堆模块(3)中任意一个或若干个单独启动或停止，当需要正常运行时所述控制装置可控制N+1个所述电堆模块(3)同时工作；
所述电堆模块(3)包括：多个阴极板和多个阳极板，在所述阴极板上设有阴极流场，在所述阳极板上设有阳极流场，所述分隔板(2)上设有至少一个阴极通道和至少一个阳极通道，至少一个所述阴极通道与所述阴极流场相连通，至少一个所述阳极通道与所述阳极流场相连通；
所述分隔板(2)上设有第一阀门和第二阀门，所述第一阀门设在所述阴极通道内用以控制所述阴极通道的通断，所述第二阀门设在所述阳极通道内用以控制所述阳极通道的通断。
2.根据权利要求1所述的燃料电池组件(100)，其特征在于，所述阴极通道包括在所述分隔板(2)上间隔开布置的阴极进口通道和阴极出口通道，在所述阴极进口通道和所述阴极出口通道内均设有所述第一阀门，所述阳极通道包括在所述分隔板(2)上间隔开布置的阳极进口通道和阳极出口通道，在所述阳极进口通道和所述阳极出口通道内均设有所述第二阀门。
3.根据权利要求1-2中任一种所述的燃料电池组件(100)，其特征在于，所述阴极板和所述阳极板共同限定出冷却液通道，在所述分隔板(2)上设有冷却通孔，所述冷却通孔与所述冷却液通道相连通。
4.根据权利要求3所述的燃料电池组件(100)，其特征在于，在所述分隔板(2)上设有第三阀门，所述第三阀门设在所述冷却通孔内用以控制所述冷却通孔的通断。
5.根据权利要求1所述的燃料电池组件(100)，其特征在于，所述分隔板(2)上设置有传感器，所述传感器和分别位于所述分隔板(2)左右两侧的所述电堆模块(3)直接贴合。
6.根据权利要求1所述的燃料电池组件(100)，其特征在于，还包括：两个端板(1)，所述两个端板(1)分别设置在所述电堆本体的最左端和最右端。
7.根据权利要求6所述的燃料电池组件(100)，其特征在于，多个所述电堆模块(3)包括两个，分别为第一电堆模块(31)和第二电堆模块(32)，所述第一电堆模块(31)位于所述第二电堆模块(32)的左侧，所述分隔板(2)设在所述第一电堆模块(31)和所述第二电堆模块(32)之间，所述两个端板(1)中的一个设在所述第一电堆模块(31)的最左侧，所述两个端板(1)中的另一个设在所述第二电堆模块(32)的最右侧。
8.一种车辆用的燃料电池，其特征在于，包括：
根据权利要求1-7中任一种所述的燃料电池组件(100)；
电池箱体，所述燃料电池组件(100)封装在所述电池箱体内。
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Legal Events
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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