[發(fā)明專利]能實現(xiàn)超低溫冷啟動的質(zhì)子交換膜燃料電池電堆

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810697273.4
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN108630975A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 嚴(yán)巖;呂青青;倪中華;丁桓展;郁永斌;魏蔚;唐健
• 申請（專利權(quán)）人: 張家港氫云新能源研究院有限公司
• 主分類號: H01M8/241
• 分類號: H01M8/241;H01M8/04014;H01M8/04223;H01M8/04225
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 黃春松;朱曉萍

1.能實現(xiàn)超低溫冷啟動的質(zhì)子交換膜燃料電池電堆，包括：設(shè)置在一對端板之間的、相互串聯(lián)的若干單電池，其特征在于：還包括有若干加熱單元，每個加熱單元均設(shè)置在相鄰的一對單電池之間，每個加熱單元內(nèi)均設(shè)置有空氣集散腔、匯集腔、氫氣集散腔、若干空氣流道以及若干氫氣流道，空氣流道的進(jìn)口端均與空氣集散腔相連通，空氣流道的出口端均與匯集腔相連通，空氣流道與氫氣流道一一對應(yīng)，氫氣流道的進(jìn)口端均氫氣集散腔相連通，每條空氣流道的流道壁上均開設(shè)有與對應(yīng)氫氣流道相連通的燃燒口，每條氫氣流道中的氫氣均能通過燃燒口進(jìn)入至對應(yīng)的空氣流道內(nèi)，每條空氣流道中的燃燒口處均設(shè)置有點火器；每個加熱單元的空氣集散腔均與加熱空氣通道相連通，加熱空氣通道能與空氣源相連通，空氣由加熱空氣通道進(jìn)入至每個加熱單元的空氣集散腔中；每個加熱單元的氫氣集散腔均與加熱氫氣通道相連通，加熱氫氣通道能與氫氣源相連通，氫氣由加熱氫氣通道進(jìn)入至每個加熱單元的氫氣集散腔中；每個加熱單元的匯集腔均與排氣通道和排水通道相連通，每個加熱單元的匯集腔內(nèi)的氣體和水能分別從排氣通道和排水通道中向外排出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能實現(xiàn)超低溫冷啟動的質(zhì)子交換膜燃料電池電堆，其特征在于：加熱單元在整個電池電堆中均勻間隔布置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能實現(xiàn)超低溫冷啟動的質(zhì)子交換膜燃料電池電堆，其特征在于：空氣集散腔和氫氣集散腔均位于匯集腔的上方，空氣流道呈輻射狀從空氣集散腔向下導(dǎo)向至匯集腔，氫氣流道呈輻射狀從氫氣集散腔向下導(dǎo)向連通至燃燒口。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的能實現(xiàn)超低溫冷啟動的質(zhì)子交換膜燃料電池電堆，其特征在于：每個燃燒口均位于對應(yīng)氫氣流道的底端，所有燃燒口均在加熱單元中間部位在的同一高度處齊平設(shè)置。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的能實現(xiàn)超低溫冷啟動的質(zhì)子交換膜燃料電池電堆，其特征在于：每個加熱單元均包括相互密封蓋合固定設(shè)置的蓋板和燃燒板，燃燒板正對著蓋板的板面上設(shè)置有向內(nèi)凹進(jìn)的加熱反應(yīng)區(qū)，加熱反應(yīng)區(qū)分為空氣集散區(qū)、空氣導(dǎo)流區(qū)、匯集區(qū)，空氣導(dǎo)流區(qū)內(nèi)設(shè)置有若干導(dǎo)流凸肋，導(dǎo)流凸肋將空氣導(dǎo)流區(qū)分隔成若干空氣導(dǎo)流槽，空氣導(dǎo)流槽的進(jìn)口端均與空氣集散區(qū)相連通，空氣導(dǎo)流槽的出口端均與匯集區(qū)相連通，氫氣集散腔和若干氫氣流道設(shè)置在燃燒板的板體內(nèi)部，氫氣流道與空氣導(dǎo)流槽一一對應(yīng)，每條空氣導(dǎo)流槽內(nèi)的燃燒板上均開設(shè)有燃燒口，每個燃燒口均與對應(yīng)的氫氣流道相連通，每條氫氣流道中的氫氣均能通過燃燒口進(jìn)入至對應(yīng)的空氣導(dǎo)流槽內(nèi)；密封蓋合在燃燒板上的蓋板與空氣集散區(qū)、每條空氣導(dǎo)流槽以及匯集區(qū)分別形成空氣集散腔、若干空氣流道以及匯集腔；每個點火器均設(shè)置在蓋板上。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的能實現(xiàn)超低溫冷啟動的質(zhì)子交換膜燃料電池電堆，其特征在于：每個加熱單元的空氣集散腔與氫氣集散腔分別位于燃燒板上端部的兩側(cè)部位。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的能實現(xiàn)超低溫冷啟動的質(zhì)子交換膜燃料電池電堆，其特征在于：所述的加熱空氣通道是由分別貫通開設(shè)在端板、單電池以及每個加熱單元的蓋板和燃燒板上的空氣進(jìn)口對應(yīng)連通形成的；所述的加熱氫氣通道是由貫通開設(shè)在端板、單電池以及每個加熱單元的蓋板和燃燒板上的氫氣進(jìn)口對應(yīng)連通形成的；所述的排氣通道是由貫通開設(shè)在端板、單電池以及每個加熱單元的蓋板和燃燒板上的排氣口對應(yīng)連通形成的；所述的排水通道是由貫通開設(shè)在端板、單電池以及每個加熱單元的蓋板和燃燒板上的排水口對應(yīng)連通形成；排氣口和排水口位于每個匯集腔的兩側(cè)部位，并且排氣口高于排水口設(shè)置，排水口設(shè)置在匯集腔的底部位置處。