[發明專利]燃料電池模塊

在審

• 申請號: 202180071333.1
• 申請日: 2021-11-19
• 公開（公告）號: CN116391279A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 長田康弘;小代卓史;早坂厚;稻垣玲於奈
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 張麗穎

燃料電池模塊(1)具備：電池堆(CS)，該電池堆由多個通過燃料氣體與氧化劑氣體的電化學反應而輸出電能的燃料電池單元(C)層疊而成；以及堆溫度調節器(23)，該堆溫度調節器供向電池堆供給之前的氧化劑氣體流動。燃料電池模塊具備生成用于對電池堆進行暖機的燃燒氣體的暖機用燃燒器(65)。暖機用燃燒器配置在收容電池堆的收容空間(BS)的外部。堆溫度調節器以能夠與電池堆進行熱交換的方式與電池堆隔開規定間隔地相對配置。堆溫度調節器與供在暖機用燃燒器生成的燃燒氣體流動的燃燒氣體流路(67)相鄰地設置，以使在堆溫度調節器流動的氧化劑氣體與在暖機用燃燒器生成的燃燒氣體能夠進行熱交換。

關聯申請的相互參照

本申請基于2020年12月1日申請的日本專利申請編號2020-199653號和2021年7月16日申請的日本專利申請編號2021-118225號，在此通過參照編入其記載內容。

技術領域

本發明涉及一種燃料電池模塊。

背景技術

以往，已知有在包含燃料電池的層疊體(即，電池堆)的燃料電池的內部配置起動用燃燒器的燃料電池模塊(例如，參照專利文獻1)。專利文獻1中記載了如下內容：通過將起動用燃燒器配置于電池堆附近，而能夠以緊湊的結構而通過來自起動用燃燒器的輻射和熱傳遞高效地加熱燃料電池。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2019-220369號公報

在上述的現有技術中，構成為：在燃料電池的內部中的電池堆的氧化劑氣體的入口附近配置有起動用燃燒器，將由該起動用燃燒器剛生成的高溫的燃燒氣體向電池堆的內部(具體而言，氧化劑氣體的流路)供給。在這樣的結構中，電池堆的內部被非常高溫的燃燒氣體加熱，而電池堆的外部(即，外表面側)僅電池堆的氧化劑氣體的入口附近被起動用燃燒器加熱。因此，在現有技術中，成為電池堆的內部與外部的溫度分布擴大的結構。當電池堆的內部與外部的溫度分布擴大時，由于存在電池堆因產生于電池堆的熱應力而損壞的隱患，因此并不優選。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種能夠一邊抑制電池堆的內部與外部的溫度分布的擴大，一邊加熱電池堆的燃料電池模塊。

根據本發明的一個觀點，

燃料電池模塊具備：

電池堆，該電池堆由多個燃料電池單元層疊而成，該燃料電池單元通過燃料氣體與氧化劑氣體的電化學反應而輸出電能；

堆溫度調節器，該堆溫度調節器供被向電池堆供給之前的氧化劑氣體流動；以及

暖機用燃燒器，該暖機用燃燒器生成用于對電池堆進行暖機的燃燒氣體，

暖機用燃燒器配置在收容電池堆的收容空間的外部，

堆溫度調節器以能夠與電池堆進行熱交換的方式與電池堆隔開規定間隔地相對配置，并且與供在暖機用燃燒器生成的燃燒氣體流動的燃燒氣體流路相鄰地設置，以使在堆溫度調節器流動的氧化劑氣體與在暖機用燃燒器生成的燃燒氣體能夠進行熱交換。

這樣，將暖機用燃燒器配置在電池堆的收容空間的外部，則與在電池堆的收容空間的內部配置暖機用燃燒器的情況相比，能夠抑制暖機用燃燒器的熱直接傳遞至電池堆。另外，堆溫度調節器與電池堆相對地配置，并且與燃燒氣體流路相鄰地設置。

由此，在燃料電池單元起動時、低溫時，能夠通過來自堆溫度調節器的輻射傳熱加熱電池堆的外部，并且通過將在堆溫度調節器升溫后的氧化劑氣體導入電池堆來加熱電池堆的內部。特別是，通過將堆溫度調節器隔開規定間隔地與電池堆相對配置，與高溫的暖機用燃燒器靠近電池堆配置的情況相比，能夠抑制電池堆的外部被局部地過度加熱。除此之外，通過將在堆溫度調節器升溫后的氧化劑氣體導入電池堆的內部，與將高溫的燃燒氣體導入電池堆的情況相比，能夠抑制電池堆的內部被過度地加熱。