TWI470869B - 加熱冷卻模組、使用此加熱冷卻模組的燃料電池加熱冷卻系統及其控制方法 - Google Patents

Description

加熱冷卻模組、使用此加熱冷卻模組的燃料電池加熱 冷卻系統及其控制方法

本發明是有關於一種加熱冷卻模組、燃料電池加熱冷卻系統及控制方法，且特別是有關於一種加熱冷卻模組、使用此加熱冷卻模組的燃料電池加熱冷卻系統及此燃料電池加熱冷卻系統的控制方法。

質子交換膜燃料電池(PEMFC)發電系統是一種極具潛力的綠色環保發電機，而目前仍未能普及化的原因在於製作的成本太高，因此還無法量產。以目前來說，如何提昇燃料電池的發電效率、使用耐久性及降低其製作成本等，皆是燃料電池未來發展的首要目標。

近年以來，著眼於高溫質子交換膜的技術開發和低加濕操作性能強化，以期能夠簡化系統在水與熱的管理設計，並提升能源效率。PEMFC發電系統的架構包含燃料供應管路、燃料電池模組、水熱管理系統與電力調節單元(Power Conditioning Unit)，其中應用在PEMFC發電系統中的熱管理系統與周邊系統平衡組件(Balance of Plant，BOP)是用於維持質子交換膜工作時所需的環境(如工作濕度、防止積水現象發生以及使燃料電池模組保持在適當的工作溫度等)。

詳細而言，熱管理系統中的加熱/冷卻迴路主要在啟動加熱冷卻水以及控制冷卻水的溫度達到工作溫度。燃料電 池模組啟動初期，電池尚未達到工作溫度，因此必須藉由加熱器的啟動來幫助電池從室溫快速升溫至工作溫度；而在燃料電池保持於工作溫度範圍且開始產電後，為了防止燃料電池溫度過高而導致質子交換膜內水分乾化降低電池性能，因此需要散熱器等散熱裝置開始輔助燃料電池散熱。一般說來，隨著燃料電池的電流輸出，利用用以冷卻燃料電池的冷卻水由燃料電池電化學反應所釋出的餘熱來調整水溫。

由上述可以知道，加熱迴路用於燃料電池啟動階段，以利用加熱器的啟動來幫助電池從室溫快速升溫至工作溫度；冷卻迴路用於燃料電池的溫度過高時，利用開啟冷卻風扇來幫助電池散熱維持工作溫度。而以目前的燃料電池發電系統的架構，冷卻迴路跟加熱迴路是獨立設置的，因此讓整個燃料電池的結構複雜且佔用許多空間，這也是造成燃料電池發電系統的製作成本昂貴的其中一個原因。

習知的燃料電池發電系統的架構包含各自獨立設置的燃料供應管路、燃料電池模組、水熱管理系統與電氣系統，其中水熱管理系統的加熱/冷卻迴路也是分開獨立設置的，並沒有整併在一起，所以造成零組件眾多，較不易拆裝且會佔據較大的設置空間。

綜上所述，如何簡化系統組件，使設備組件共用等成為有效降低成本及量產技術開發的關鍵解決手段。

本發明提供一種讓工作流體可以在同一個組件中完成加熱與冷卻的加熱冷卻模組。

本發明提供一種燃料電池加熱冷卻系統，其加熱冷卻模組的組件整併，因此可減少燃料電池加熱冷卻系統整體所佔據的空間。

本發明提供一種上述之燃料電池加熱冷卻系統的控制方法。

本發明提出一種加熱冷卻模組，一工作流體適於在此加熱冷卻模組中流動，此加熱冷卻模組包括一模組分流管路、至少一開關元件、一水槽、一獨立水管以及一加熱器。模組分流管路包括互相連通的一入水管、一冷卻水管以及一加熱水管。開關元件設置於冷卻水管及加熱水管的一連接處或鄰近連接處設置，以引導入水管中的工作流體流入冷卻水管或加熱水管中。水槽具有一上水槽部以及一下水槽部，其中冷卻水管連接至上水槽部，下水槽部具有一第一出水口。獨立水管設置於下水槽部中，且加熱水管與獨立水管連通，而獨立水管具有朝向第一出水口的一第二出水口，且獨立水管僅藉由第一出水口與下水槽部連通。加熱器設置於獨立水管中，而流入獨立水管中的工作流體適於受加熱器加熱。

在本發明之加熱冷卻模組的一實施例中，上述之水槽更具有位於上水槽部及下水槽部之間的一連通部。此外，可更在此連通部內設置一導流管結構，以使由入水管進入 冷卻水管中的工作流體自上水槽部流經導流管結構而流入下水槽部中。

在本發明之加熱冷卻模組的一實施例中，上述之開關元件的數量為一個，且開關元件設置於入水管、冷卻水管及加熱水管的連接處。

在本發明之加熱冷卻模組的一實施例中，上述之開關元件的數量為兩個且鄰近設置，其中一個開關元件設置於冷卻水管內，而另一個開關元件設置於加熱水管內。

在本發明之加熱冷卻模組的一實施例中，上述之開關元件為電磁閥、比例控制閥或其組合。

在本發明之加熱冷卻模組的一實施例中，上述之第二出水口的位置對應於第一出水口的位置。

在本發明之加熱冷卻模組的一實施例中，更包括設置於水槽的一背面的一散熱器，其中散熱器為散熱鰭片組、風扇或其組合。此外，加熱冷卻模組可更包括與水槽組裝在一起的一框架，且散熱器位於框架中。

本發明另提出一種燃料電池加熱冷卻系統，包括一燃料電池模組、一泵、一上述之加熱冷卻模組以及一系統流體管路，其中系統流體管路連接於燃料電池模組、加熱冷卻模組及泵，以使工作流體於燃料電池模組、加熱冷卻模組及泵之間循環流動。

在本發明之燃料電池加熱冷卻系統的一實施例中，上述之系統流體管路包括一第一管件、一第二管件以及一第三管件，其中第一管件連接於燃料電池模組與加熱冷卻模 組之模組分流管路的入水管，而第二管件連接於泵及加熱冷卻模組之水槽的下水槽部的第一出水口，第三管件連接於泵及燃料電池模組之間。

本發明又提出一種燃料電池加熱冷卻系統的控制方法，包括至少下列步驟：提供上述之燃料電池加熱冷卻系統；啟動燃料電池模組，而泵使工作流體於燃料電池加熱冷卻系統中循環流動；當燃料電池模組的溫度低於一預定工作溫度的範圍時，開關元件使工作流體自入水管經過加熱水管流入獨立水管中，且加熱器加熱工作流體，而加熱後的工作流體自第二出水口、第一出水口流經系統流體管路而流入燃料電池模組中；以及當燃料電池模組的溫度高於預定工作溫度的範圍時，開關元件使工作流體自入水管經過冷卻水管流入水槽中，並經由第一出水口流經系統流體管路而流入燃料電池模組中。

基於上述，本發明之加熱冷卻模組藉由將加熱組件與冷卻組件整併在同一個水槽，讓使用此加熱冷卻模組的燃料電池加熱冷卻系統可以經由開關元件控制工作流體的流動方向以利用這個加熱冷卻模組的同一個水槽完成工作流體的加熱與冷卻。因此，可以藉由設備組件的共用以精簡組件使用數量及種類的效果，且進而減少使用此加熱冷卻模組的燃料電池加熱冷卻系統所需佔據的設置空間。

為讓本發明之上述特徵能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

以下將舉實施例說明本發明之概念，其中以下所載的實施例僅為舉例說明之用，並非用以侷限本發明。此外，下文中的上、下、前、後、左、右等元件之間相互位置關係的描述及X、Y、Z等方向性的陳述，僅是搭配圖式的表現方式而方便說明之用，也並不意欲用來限制本發明。

圖1為本發明一實施例之燃料電池加熱冷卻系統的示意圖。請參考圖1，本實施例之燃料電池加熱冷卻系統100包括一燃料電池模組110、一泵120、一加熱冷卻模組130以及一系統流體管路140。系統流體管路140將燃料電池模組110、加熱冷卻模組130及泵120連接起來以形成一個循環系統，因此工作流體(例如水)可以在此燃料電池加熱冷卻系統100中循環流動。

詳細而言，系統流體管路140包括一第一管件142、一第二管件144以及一第三管件146，其中第一管件142連接於燃料電池模組110與加熱冷卻模組130之模組分流管路132之間，而第二管件144連接於泵120及加熱冷卻模組130之間，第三管件146連接於泵120及燃料電池模組110之間。

圖2為圖1之燃料電池加熱冷卻系統的加熱冷卻模組的立體示意圖，而圖3為圖2之加熱冷卻模組的前視圖。請同時參考圖1、圖2及圖3，上述的加熱冷卻模組130包括一模組分流管路132、一對開關元件134、一水槽136、一獨立水管138以及一加熱器139。模組分流管路132包 括互相連通的一入水管132a、一冷卻水管132b以及一加熱水管132c，其中入水管132a位於水槽136的一側，且入水管132a相對於水槽136的位置可視整個燃料電池加熱冷卻系統100的其他組件配置位置而調整，或是依據燃料電池加熱冷卻系統100與其他模組或系統的組件的配置關係而調整；簡言之，入水管132a的位置可以依照需求而改變。

系統流體管路140的第一管件142與入水管132a相連，而兩個開關元件134分別設置於冷卻水管132b及加熱水管132c內，並且鄰近冷卻水管132b及加熱水管132c的連接處，因此藉由開關元件134的開或關，可以控制入水管132a中的工作流體流入冷卻水管132b或加熱水管132c中。上述之開關元件134可以選用電磁閥、比例控制閥或是電磁閥與比例閥的組合，但是並不以此為限，任何可以控制使工作流體進入冷卻水管132b與加熱水管132c兩者之一、或是控制進入兩水管的工作流體比例的元件皆可作為開關元件134使用。

此外，水槽136具有一上水槽部136a以及一下水槽部136b，其中冷卻水管132b連接至上水槽部136a，而下水槽部136b具有一第一出水口137，且系統流體管路140的第二管件144連接至下水槽部136b的第一出水口137。獨立水管138設置於下水槽部136b中，且加熱水管132c與獨立水管138連通，而獨立水管138具有朝向第一出水口137的一第二出水口138a，且獨立水管138僅藉由朝向 下方的第二出水口138a與下水槽部136b連通。加熱器139設置於獨立水管138中，而流入獨立水管138中的工作流體適於受加熱器139加熱。簡單來說，獨立水管138的設置在水槽136中定義出一個工作流體的加熱區H，而水槽136的其餘部分可被相對定義為冷卻區C。

承上述，水槽136更具有位於上水槽部136a及下水槽部136b之間的一連通部136c，此連通部136c可與上水槽部136a及下水槽部136b部分重疊，其中連通部136c的定義僅是為了後續描述方便之用，並非用以限制本實施例的水槽136。一導流管結構135可設置在此連通部136c中，其中導流管結構135可為多個中空管集結在一起的結構，且由入水管132a進入冷卻水管132b中的工作流體自上水槽部136a流經此導流管結構135再流入下水槽部136b中。附帶一提，為了讓讀者能夠理解本實施例中導流管結構135的內部特徵，因此圖3中的右下角以部份剖面的方式顯示出導流管結構135的內部實施態樣。

圖4為圖2之加熱冷卻模組的局部放大示意圖，其中為了體現出第二出水口138a與第一出水口137彼此之間的位置關係，因此圖2與圖4是以不同的視角呈現。請同時參考圖2及圖4，第二出水口138a的位置對應於第一出水口137的位置，且第一出水口137的口徑可大於或等於第二出水口138a的口徑，而藉由重力的影響以及工作流體的連續性質，使得在第一出水口137以及第二出水口138a之間並不需要設置管子或其他用以導引流體的結構，從第 二出水口138a流出的工作流體便會直接進入第一出水口137而進入系統流體管路140中，工作流體繼續在燃料電池加熱冷卻系統100循環流動。

圖5為在圖2之加熱冷卻模組的水槽背面設置散熱器及框架的示意圖。請參考圖5，加熱冷卻模組130可更包括設置於水槽136的背面136e的散熱器133，其中散熱器133可為散熱鰭片組、風扇或是風扇與散熱鰭片組的組合(本實施例中散熱器133為風扇)。當然，散熱器133的種類並不限於以上所舉的例子，該領域人員可以依照實際的需求而選用。此外，加熱冷卻模組130可更包括與水槽136組裝在一起的框架131，且散熱器133設置於框架131中。框架131的設置可用以固定及保護散熱器133。在另一實施例中，可在導流管結構135中設置散熱鰭片(未繪示)，以增進冷卻工作流體的效益。

圖6為上述之燃料電池加熱冷卻系統的控制方法的流程圖。請同時參考圖1、圖2及圖6，如步驟S110，提供上述之燃料電池加熱冷卻系統100。如步驟S120，啟動燃料電池模組110，其中在燃料電池模組110剛啟動時，其溫度還未達燃料電池的預定工作溫度的範圍(約攝氏50度~攝氏70度)，而泵120也會開始運作，以使工作流體開始於燃料電池加熱冷卻系統100中循環流動。

在燃料電池模組110的溫度低於一預定工作溫度的範圍時，如步驟S130，開關元件134會關閉冷卻水管132b，以使工作流體自入水管132a經過加熱水管132c流入獨立 水管138(加熱區H)中，而加熱器139也會加熱工作流體，且被加熱後的工作流體再經過第二出水口138a、第一出水口137進入系統流體管路140的第二管件144及第三管件146，同時因為泵120的運作而能夠繼續流動，進而流入燃料電池模組110中，再經由第一管件142進入入水管132a。由上述可知，在燃料電池模組110的溫度低於預定工作溫度的範圍時，工作流體在燃料電池加熱冷卻系統100中循環流動並且被加熱。

或者，當燃料電池模組110的溫度高於預定工作溫度的範圍時，便需要利用工作流體來冷卻燃料電池模組110的溫度，以讓燃料電池模組110可以維持良好的工作效率。此時，如步驟S140，使開關元件134關閉加熱水管132c，工作流體自入水管132a經過冷卻水管132b流入水槽136的上水槽部136a中，然後工作流體自上水槽部136a流入導流管結構135中，且同時搭配散熱器133，讓工作流體可以有效地散熱，而冷卻後的工作流體進入水槽136的下水槽部136b並經由獨立水管138的外圍流過獨立水管138，再經由第一出水口137進入系統流體管路140中且更流經燃料電池模組110中再次進入加熱冷卻模組130以進行冷卻循環。

在上述的步驟S140實施前或是實施的過程中，更可以將加熱器139關閉，以防止工作流體從獨立水管138的外圍流過的時候會再次受熱。須特別說明的是，由於獨立水管138僅藉由朝向下方的第二出水口138a與水槽136 的下水槽部136b連通，所以當工作流體由導流管結構135洩下至獨立水管138的上方時，獨立水管138並無其他的縫隙或缺口會讓工作流體進入獨立水管138中。

承上述，本實施例的散熱器133為風扇，其中導流管結構135直接接觸水槽136的槽壁136d設置，因此工作流體的熱便能經由工作流體接觸導流管結構135及水槽136的槽壁136d而傳導水槽136的背面136e的環境中，更經由為風扇的散熱器133將熱吹走而能夠有效地冷卻工作流體。

由上述內容可知，在本實施例的加熱冷卻模組130中，冷卻組件(散熱器133、導流管結構135)以及加熱組件(加熱器139)皆是與水槽136整併在一起，其中加熱器139與導流管結構135更是一同設置在水槽136內而因此在水槽136中定義出加熱區H與冷卻區C，其中經由開關元件134的控制來決定工作流體是經過加熱水管132c或是冷卻水管132b以進入加熱區H(獨立水管138內)或冷卻區C(水槽136內的其他部分)以進行加熱程序或是冷卻程序。而在本實施例的加熱冷卻模組130的水槽136之中，更運用結構設計讓加熱區H及冷卻區C在水槽136中互相隔離開來，因此在使用此加熱冷卻模組130的燃料電池加熱冷卻系統的控制方法中，使工作流體在水槽136的加熱區H中進行加熱或在冷卻區C中進行冷卻時，並不會有加熱與冷卻效果互相干擾的情形產生，而讓工作流體能夠獲得良好的加熱或冷卻效果。

再者，更考慮重力以及流體的連續性質，以將獨立水管138的第二出水口138a設置成朝向下方，因此可以避免經過冷卻區C且被冷卻後的工作流體會再流入獨立水管138之加熱區H中而再次受到加熱器139加熱，進而影響冷卻效果。又，加熱區H及冷卻區C具有共同的工作流體排出口(即第一出水口137)，因此不管被加熱或是被冷卻的工作流體都是經由第一出水口137再進入系統流體管路140中以再次進行循環。

圖7為本發明另一實施例之加熱冷卻模組的入水管、冷卻水管、加熱水管與開關元件的組裝示意圖。請參考圖7，本實施例與上述實施例大致相同，因此相同的部分不再用文字描述，也不在圖7中繪示出來，而僅將不同之處繪示在圖7中。本實施例與上述實施例的不同之處在於：本實施例之加熱冷卻模組(未繪示)中僅設置有一個開關元件134a，且此開關元件134a設置於入水管132a、冷卻水管132b及加熱水管132c的連接處。上述之開關元件134a可以選用比例控制閥，但是並不以此為限。相較於上述的實施例，本實施例中因為僅使用一個開關元件134a便能達到使以使工作流體自入水管132a流往加熱水管132c或冷卻水管132b，因此組件的使用數量更少，也更能夠節省成本。

綜上所述，於本發明之加熱冷卻模組、使用此加熱冷卻模組的燃料電池加熱冷卻系統及其控制方法中，藉由將冷卻組件以及加熱組件與水槽整併在一起，得以在水槽中定義出互相獨立的加熱區及冷卻區，使得工作流體在同一 個水槽中可分別受到加熱程序或是冷卻程序，且加熱與冷卻並不會互相干擾，因此可保有良好的加熱或冷卻效果。

再者，經由將加熱器與水槽等組件整併在一起，讓加熱冷卻模組的整體體積能夠有效地縮減，而具備更小、更輕、更易於組裝等優點，因此讓應用此加熱冷卻模組的燃料電池加熱冷卻系統也同樣可以具備體積縮減的優點，進而讓燃料電池加熱冷卻系統與其他模組或系統之間的相對設置關係更具有彈性。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧燃料電池加熱冷卻系統

110‧‧‧燃料電池模組

120‧‧‧泵

130‧‧‧加熱冷卻模組

131‧‧‧框架

132‧‧‧模組分流管路

132a‧‧‧入水管

132b‧‧‧冷卻水管

132c‧‧‧加熱水管

133‧‧‧散熱器

134、134a‧‧‧開關元件

135‧‧‧導流管結構

136‧‧‧水槽

136a‧‧‧上水槽部

136b‧‧‧下水槽部

136c‧‧‧連通部

136d‧‧‧槽壁

136e‧‧‧背面

137‧‧‧第一出水口

138‧‧‧獨立水管

138a‧‧‧第二出水口

139‧‧‧加熱器

140‧‧‧系統流體管路

142‧‧‧第一管件

144‧‧‧第二管件

146‧‧‧第三管件

H‧‧‧加熱區

C‧‧‧冷卻區

S110~S140‧‧‧步驟

圖1為本發明一實施例之燃料電池加熱冷卻系統的示意圖。

圖2為圖1之燃料電池加熱冷卻系統的加熱冷卻模組的立體示意圖。

圖3為圖2之加熱冷卻模組的前視圖。

圖4為圖2之加熱冷卻模組的局部放大示意圖。

圖5為在圖2之加熱冷卻模組的水槽背面設置散熱器及框架的示意圖。

圖6為上述之燃料電池加熱冷卻系統的控制方法的流程圖。

圖7為本發明另一實施例之加熱冷卻模組的入水管、冷卻水管、加熱水管與開關元件的組裝示意圖。

130‧‧‧加熱冷卻模組

132‧‧‧模組分流管路

132a‧‧‧入水管

132b‧‧‧冷卻水管

132c‧‧‧加熱水管

134‧‧‧開關元件

135‧‧‧導流管結構

136‧‧‧水槽

136a‧‧‧上水槽部

136b‧‧‧下水槽部

136c‧‧‧連通部

137‧‧‧第一出水口

138‧‧‧獨立水管

138a‧‧‧第二出水口

139‧‧‧加熱器

H‧‧‧加熱區

C‧‧‧冷卻區

Claims (22)

1. 一種加熱冷卻模組，一工作流體於該加熱冷卻模組中流動，該加熱冷卻模組包括：一模組分流管路，包括互相連通的一入水管、一冷卻水管以及一加熱水管；至少一開關元件，設置於該冷卻水管及該加熱水管的一連接處或鄰近該連接處設置，以引導該入水管中的該工作流體流入該冷卻水管或該加熱水管中；一水槽，具有一上水槽部以及一下水槽部，其中該冷卻水管連接至該上水槽部，該下水槽部具有一第一出水口；一獨立水管，設置於該下水槽部中，該加熱水管與該獨立水管連通，而該獨立水管具有朝向該第一出水口的一第二出水口，且該獨立水管僅藉由該第一出水口與該下水槽部連通；以及一加熱器，設置於該獨立水管中，而流入該獨立水管中的該工作流體適於受該加熱器加熱。
2. 如申請專利範圍第1項所述之加熱冷卻模組，其中該水槽更具有一連通部，位於該上水槽部及該下水槽部之間。
3. 如申請專利範圍第2項所述之加熱冷卻模組，更包括一導流管結構，設置於該水槽的該連通部內，且由該入水管進入該冷卻水管中的該工作流體自該上水槽部流經該導流管結構而流入該下水槽部中。
4. 如申請專利範圍第1項所述之加熱冷卻模組，其中 該至少一開關元件的數量為一個，且該開關元件設置於該入水管、該冷卻水管及該加熱水管的該連接處。
5. 如申請專利範圍第1項所述之加熱冷卻模組，其中該至少一開關元件的數量為兩個且鄰近設置，其中一個開關元件設置於該冷卻水管內，而另一個開關元件設置於該加熱水管內。
6. 如申請專利範圍第1項所述之加熱冷卻模組，其中該至少一開關元件為電磁閥、比例控制閥或其組合。
7. 如申請專利範圍第1項所述之加熱冷卻模組，其中該第二出水口的位置對應於該第一出水口的位置。
8. 如申請專利範圍第1項所述之加熱冷卻模組，更包括一散熱器，設置於該水槽的一背面。
9. 如申請專利範圍第8項所述之加熱冷卻模組，其中該散熱器為散熱鰭片組、風扇或其組合。
10. 如申請專利範圍第8項所述之加熱冷卻模組，更包括一框架，與該水槽組裝在一起，且該散熱器位於該框架中。
11. 一種燃料電池加熱冷卻系統，而一工作流體適於於該燃料電池加熱冷卻系統中循環流動，該燃料電池加熱冷卻系統包括：一燃料電池模組；一泵；一加熱冷卻模組，包括：一模組分流管路，包括互相連通的一入水管、一 冷卻水管以及一加熱水管；至少一開關元件，設置於該冷卻水管及該加熱水管的一連接處或鄰近該連接處設置，以使該入水管中的該工作流體流入該冷卻水管或該加熱水管中；一水槽，具有一上水槽部以及一下水槽部，其中該冷卻水管連接至該上水槽部，該下水槽部具有一第一出水口；一獨立水管，設置於該下水槽部中，該加熱水管與該獨立水管連通，而該獨立水管具有一第二出水口，其中該第二出水口朝向該第一出水口，且該獨立水管僅藉由該第一出水口與該下水槽部連通；以及一加熱器，設置於該獨立水管中；以及一系統流體管路，連接於該燃料電池模組、該加熱冷卻模組及該泵，以使該工作流體適於於該燃料電池模組、該加熱冷卻模組及該泵之間循環流動。
12. 如申請專利範圍第11項所述之燃料電池加熱冷卻系統，其中該水槽更具有一連通部，位於該上水槽部及該下水槽部之間。
13. 如申請專利範圍第12項所述之燃料電池加熱冷卻系統，更包括一導流管結構，設置於該水槽的該連通部內，且由該入水管進入該冷卻水管中的該工作流體自該上水槽部流經該導流管結構而流入該下水槽部中。
14. 如申請專利範圍第11項所述之燃料電池加熱冷卻系統，其中該至少一開關元件的數量為一個，且該開關 元件設置於該入水管、該冷卻水管及該加熱水管的該連接處。
15. 如申請專利範圍第11項所述之燃料電池加熱冷卻系統，其中該至少一開關元件的數量為兩個且鄰近設置，其中一個開關元件設置於該冷卻水管內，而另一個開關元件設置於該加熱水管內。
16. 如申請專利範圍第11項所述之燃料電池加熱冷卻系統，其中該至少一開關元件為電磁閥、比例控制閥或其組合。
17. 如申請專利範圍第11項所述之燃料電池加熱冷卻系統，其中該第二出水口的位置對應於該第一出水口的位置。
18. 如申請專利範圍第11項所述之燃料電池加熱冷卻系統，其中該系統流體管路包括一第一管件、一第二管件以及一第三管件，其中該第一管件連接於該燃料電池模組與該加熱冷卻模組之該模組分流管路的該入水管，而該第二管件連接於該泵及該加熱冷卻模組之該水槽的該下水槽部的該第一出水口，該第三管件連接於該泵及該燃料電池模組之間。
19. 如申請專利範圍第11項所述之燃料電池加熱冷卻系統，更包括一散熱器，設置於該水槽的一背面。
20. 如申請專利範圍第19項所述之燃料電池加熱冷卻系統，其中該散熱器為散熱鰭片組、風扇或其組合。
21. 如申請專利範圍第19項所述之燃料電池加熱冷 卻系統，更包括一框架，與該水槽組裝在一起，且該散熱器位於該框架中。
22. 一種燃料電池加熱冷卻系統的控制方法，包括：提供一如申請專利範圍第11項至第21項的其中任一項之燃料電池加熱冷卻系統；啟動該燃料電池模組，而該泵使該工作流體於該燃料電池加熱冷卻系統中循環流動；當該燃料電池模組的溫度低於一預定工作溫度的範圍時，該至少一開關元件使該工作流體自該入水管經過該加熱水管流入該獨立水管中，且該加熱器加熱該工作流體，而該加熱後的該工作流體自該第二出水口、該第一出水口流經該系統流體管路而流入該燃料電池模組中；以及當該燃料電池模組的溫度高於該預定工作溫度的範圍時，該至少一開關元件使該工作流體自該入水管經過該冷卻水管流入該水槽中，並經由該第一出水口流經該系統流體管路而流入該燃料電池模組中。