燃料电池系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种燃料电池系统，包括燃料电池和冷却控制系统，燃料电池具有多路冷却主进管道，冷却控制系统包括多个冷却控制单元，多个冷却控制单元与多路冷却主进管道一一对应设置。由于多个冷却控制单元与多路冷却主进管道一一对应设置，因而冷却控制系统可以实现对每路冷却主进管道的独立调节，从而使冷却控制系统可以根据燃料电池的实际运行情况对多路冷却主进管道的运行情况进行合理控制，进而保证燃料电池的电流密度稳定性，使燃料电池具有整体效能高、使用寿命长的特点。同时，本发明中的燃料电池系统具有结构简单、制造成本低的特点。
【专利说明】燃料电池系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及燃料电池【技术领域】，更具体地，涉及一种燃料电池系统。
【背景技术】
[0002]燃料电池是一种采用非燃烧的方式将化学能转化为电能的发电装置，具有环境友好、安全可靠和易于操作等优点。由于燃料电池不受卡诺循环的限制，其直接发电效率可达45%，热电联供效率可达90%以上，广泛应用于备用电源、分布式电站和汽车动力等多个领域。燃料电池种类较多，其中，质子交换膜燃料电池具有电流密度大、发电效率高和室温快速启动等优点。
[0003]在质子交换膜燃料电池中，作为电解质的固态聚合物质子交换膜具有传递质子的功能。由于水分子是质子在质子交换膜中传递的重要载体，因而质子交换膜的含水量是影响燃料电池性能和效率的重要因素。在质子交换膜燃料电池运行时需要不断对质子交换膜进行加湿，从而保证质子交换膜燃料电池具有运行性能好、使用寿命长的特点。
[0004]现有技术中对质子交换膜燃料电池进行加湿时常采用两种方式，一种是内部加湿方式，另一种是外部加湿方式。外部加湿方式是在质子交换膜燃料电池的外部、在反应气体进入质子交换膜燃料电池之前采用加湿系统对反应气体进行加湿。内部加湿方式不需要独立设置外部加湿装置，反应气体进入质子交换膜燃料电池内部后再进行加湿。
[0005]对于备用电源等应用，基于系统复杂性和成本的考虑，一般采用内部加湿方式。
[0006]现有技术中的燃料电池在燃料气体和氧还原气体的进口区域具有较高的环境温度，导致反应气体的相对湿度较低，使得该位置处的质子交换膜的含水量较低，从而导致燃料电池的局部电流密度较低，进而影响了燃料电池的整体效率。同时，由于质子交换膜局部含水量较低，容易发生局部破坏，从而影响影响燃料电池的使用寿命。另外，燃料电池反应过程中会生成水，使得气体出口处的相对湿度较高，在大电流情况下，容易发生燃料电池水淹的问题，从而影响燃料电池的性能与寿命。
[0007]上述问题可以通过在燃料电池内设置多路冷却主进管道解决，但是目前燃料电池系统的冷却控制系统不能实现对多路冷却主进管道的合理控制，从而导致燃料电池仍然存在局部电流密度较低、整体效能低、燃料电池使用寿命短的问题。
【发明内容】
[0008]本发明旨在提供一种燃料电池系统，以解决现有技术中冷却控制系统无法实现对多路冷却主进管道合理控制的问题。
[0009]为解决上述技术问题，本发明提供了一种燃料电池系统，包括燃料电池和冷却控制系统，燃料电池具有多路冷却主进管道，冷却控制系统包括多个冷却控制单元，多个冷却控制单元与多路冷却主进管道一一对应设置。
[0010]进一步地，多路冷却主进管道中的至少两路冷却主进管道位于燃料电池的局部反应高温区。[0011]进一步地，局部反应高温区包括第一反应高温区和第二反应高温区，燃料电池具有:第一进气主管道，第一进气主管道位于第一反应高温区内，多路冷却主进管道的至少一路冷却主进管道位于第一反应高温区内；第二进气主管道，第二进气主管道位于第二反应高温区内，多路冷却主进管道的至少另外一路冷却主进管道位于第二反应高温区内。
[0012]进一步地，燃料电池具有多路冷却导出管道，多路冷却导出管道与多路冷却主进管道一一对应设置，且多路冷却导出管道中的至少两路冷却导出管道位于燃料电池的局部反应低温区。
[0013]进一步地，局部反应低温区包括第一反应低温区和第二反应低温区，燃料电池包括:第一排气主管道，第一排气主管道位于第二反应低温区内，多路冷却导出管道中的至少一路冷却导出管道位于第二反应低温区内；第二排气主管道，第二排气主管道位于第一反应低温区内，多路冷却导出管道中的至少另外一路冷却导出管道位于第一反应低温区内。
[0014]进一步地，冷却控制单元为冷却液泵，冷却控制系统还包括:采集部，采集部与燃料电池连接，用于采集燃料电池的性能参数；控制部，控制部与采集部连接，且控制部分别与多个冷却液泵连接，用于根据采集部采集的性能参数分别控制多个冷却液泵的工作状态。
[0015]进一步地，冷却控制单元为流量控制器，冷却控制系统还包括:冷却液泵，冷却液泵分别与多个流量控制器连接；采集部，采集部与燃料电池连接，用于采集燃料电池的性能参数；控制部，控制部与采集部连接，且控制部分别与冷却液泵、多个流量控制器连接，用于根据采集部采集的性能参数分别控制冷却液泵和多个流量控制器的工作状态。
[0016]进一步地，多个冷却控制单元包括冷却液泵和流量控制器；多路冷却主进管道包括:第一冷却主进管道，冷却液泵与第一冷却主进管道连通；第二冷却主进管道，冷却液泵通过流量控制器与第二冷却主进管道连通；冷却控制系统还包括:采集部，采集部与燃料电池连接，用于采集燃料电池的性能参数；控制部，控制部与采集部连接，且控制部分别与冷却液泵、流量控制器连接，用于根据采集部采集的性能参数分别控制冷却液泵和流量控制器的工作状态。
[0017]本发明中的燃料电池具有多路冷却主进管道，冷却控制系统包括多个冷却控制单元，多个冷却控制单元与多路冷却主进管道一一对应设置。由于多个冷却控制单元与多路冷却主进管道一一对应设置，因而冷却控制系统可以实现对每路冷却主进管道的独立调节，从而使冷却控制系统可以根据燃料电池的实际运行情况对多路冷却主进管道的运行情况进行合理控制，进而保证燃料电池的电流密度稳定性，使燃料电池具有整体效能高、使用寿命长的特点。同时，本发明中的燃料电池系统具有结构简单、制造成本低的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]构成本申请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:
[0019]图1示意性示出了本发明中的一个优选实施例中燃料电池系统中各部件的连接关系不意图；
[0020]图2示意性示出了本发明中的另一个优选实施例中燃料电池系统中各部件的连接关系不意图；[0021]图3示意性示出了本发明中的另一个优选实施例中燃料电池系统中各部件的连接关系不意图；
[0022]图4示意性示出了本发明中的双极板具有冷却流道一侧的结构示意图；
[0023]图5示意性示出图4中的双极板的另一侧的结构示意图；
[0024]图6示意性示出了本发明中的一个优选实施例中冷却流道的结构示意图；
[0025]图7示意性示出了本发明中的膜电极组件的结构示意图；以及
[0026]图8示意性示出了本发明中的燃料电池的结构示意图。
[0027]图中附图标记:10、本体；11、冷却流道；11a、冷却剂进口 ；llb、冷却剂出口 ；llc、第一冷却流道；I Id、第二冷却流道；lie、隔离脊；I If、流道沟；llg、流道脊；12、局部反应高温区；12a、第一反应高温区；12b、第二反应高温区；13、第一气体进口 ；14、第二气体进口 ；
15、局部反应低温区；15a、第一反应低温区；15b、第二反应低温区；16、第一气体出口 ；17、第二气体出口 ；18、阳极板；19、阴极板；20、第一进液口 ；21、第一出液口 ；22、第二进液口 ；23、第二出液口 ；30、膜电极组件；31、膜电极冷却剂进口 ；32、膜电极冷却剂出口 ；33、燃料气体进口 ；34、氧还原气体进口 ；35、燃料气体出口 ；36、氧还原气体出口 ；40、密封层；100、燃料电池；200、冷却液泵；300、采集部；400、控制部；500、流量控制器。
【具体实施方式】
[0028]以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0029]作为本发明的第一个方面，提供了一种燃料电池系统。如图1至图3所示，燃料电池包括燃料电池100和冷却控制系统，燃料电池100具有多路冷却主进管道，冷却控制系统包括多个冷却控制单元，多个冷却控制单元与多路冷却主进管道一一对应设置。由于多个冷却控制单元与多路冷却主进管道一一对应设置，因而冷却控制系统可以实现对每路冷却主进管道的独立调节，从而使冷却控制系统可以根据燃料电池的实际运行情况对多路冷却主进管道的运行情况进行合理控制，进而保证燃料电池的电流密度稳定性，使燃料电池具有整体效能高、使用寿命长的特点。同时，本发明中的燃料电池系统具有结构简单、制造成本低的特点。
[0030]如图1所示的实施例中，冷却控制单元为冷却液泵200，冷却控制系统还包括采集部300和控制部400，采集部300与燃料电池100连接，用于采集燃料电池100的性能参数；控制部400与采集部300连接，且控制部400分别与多个冷却液泵200连接，用于根据采集部300采集的性能参数分别控制多个冷却液泵200的工作状态。由于控制部400分别与多个冷却液泵200连接，并可根据采集部300采集的性能参数分别控制多个冷却液泵200的工作状态，因而可以实现对多路冷却主进管道的独立调节，从而改善燃料电池内部的反应情况和运行状态，进而保证燃料电池的电流密度稳定性、提高了燃料电池系统的使用可靠性。
[0031]优选地，采集部300采集燃料电池的反应气体进出堆温度、反应气体进出堆压力、冷却剂进出堆温度等性能参数。控制部400主要控制冷却液泵200的输出功率，从而控制冷却剂的流量和速度。
[0032]如图2所示的实施例中，冷却控制单元为流量控制器500，冷却控制系统还包括冷却液泵200、采集部300和控制部400，冷却液泵200分别与多个流量控制器500连接；，采集部300与燃料电池100连接，用于采集燃料电池100的性能参数；控制部400与采集部300连接，且控制部400分别与冷却液泵200、多个流量控制器500连接，用于根据采集部300采集的性能参数分别控制冷却液泵200和多个流量控制器500的工作状态。由于冷却液泵200分别与多个流量控制器500连接，因而冷却液泵200可以同时为多个流量控制器500供给冷却剂，从而保证了冷却控制系统的运行可靠性。由于控制部400与采集部300连接，且控制部400分别与冷却液泵200、多个流量控制器500连接，因而控制部400不仅可以根据采集部300采集的性能参数控制冷却液泵200的工作状态，还能根据采集部300采集的性能参数分别控制多个流量控制器500的工作状态，从而实现对多路冷却主进管道的冷却剂流量大小的独立调节，以改善燃料电池内部的反应情况和运行状态，进而保证燃料电池的电流密度稳定性、提高了燃料电池系统的使用可靠性。
[0033]优选地，采集部300采集燃料电池的反应气体进出堆温度、反应气体进出堆压力、冷却剂进出堆温度等性能参数。控制部400实时控制冷却液泵200和流量控制器500，以达到控制冷却剂的流量和速度。在一个优选的实施例中，还可以选择固定功率的冷却液泵200，仅通过控制多个流量控制器500来调节冷却剂的流量，从而达到降低成本的目的。
[0034]如图3所示的实施例中，多个冷却控制单元包括冷却液泵200和流量控制器500 ；多路冷却主进管道包括第一冷却主进管道和第二冷却主进管道，冷却液泵200与第一冷却主进管道连通，冷却液泵200通过流量控制器500与第二冷却主进管道连通；冷却控制系统还包括采集部300和控制部400，采集部300与燃料电池100连接，用于采集燃料电池100的性能参数；控制部400与采集部300连接，且控制部400分别与冷却液泵200、流量控制器500连接，用于根据采集部300采集的性能参数分别控制冷却液泵200和流量控制器500的工作状态。在该实施例中，冷却液泵200同时用于给第一冷却主进管道和流量控制器500供给冷却剂，由于流量控制器500与第二冷却主进管道连通，因而调节流量控制器500，也就是调节供给第二冷却主进管道的冷却剂流量。由于控制部400分别与冷却液泵200、流量控制器500连接，因而控制部400，不仅可以根据采集部300采集的性能参数控制冷却液泵200的工作状态，还能根据采集部300采集的性能参数调节流量控制器500的工作状态，并通过对冷却液泵200与流量控制器500的联调，实现对第一冷却主进管道的冷却剂流量控制，从而实现对多路冷却主进管道的冷却剂流量大小的独立调节，以改善燃料电池内部的反应情况和运行状态，进而保证燃料电池的电流密度稳定性、提高了燃料电池系统的使用可靠性。
[0035]优选地，流量控制器500为电磁流量控制阀。
[0036]本发明中的多路冷却主进管道中的至少两路冷却主进管道位于燃料电池100的局部反应高温区。由于在局部反应高温区设置有多路冷却主进管道，因而可以对燃料电池内部的反应区进行有针对性的多点降温，从而保证了质子交换膜的含水量，保证了燃料电池的电流密度稳定性和整体电能效率，保证了燃料电池的使用寿命。
[0037]本发明中的局部反应高温区包括第一反应高温区和第二反应高温区，燃料电池100具有第一进气主管道和第二进气主管道，第一进气主管道位于第一反应高温区内，多路冷却主进管道的至少一路冷却主进管道位于第一反应高温区内；第二进气主管道位于第二反应高温区内，多路冷却主进管道的至少另外一路冷却主进管道位于第二反应高温区内。优选地，第一进气主管道通入燃料气体。进一步地，燃料气体为氢气。优选地，第二进气主管道通入氧还原气体。进一步地，氧还原气体为氧气或空气。由于燃料电池在燃料气体和氧还原气体的进口区域具有较高的环境温度，因而第一进气主管道位于第一反应高温区内、第二进气主管道位于第二反应高温区内，在第一反应高温区和第二反应高温区内分别设置至少一路冷却主进管道，能够有效对上述局部反应高温区进行有效降温，从而提高燃料电池内部质子交换膜的含水量，从而保证燃料电池的电流密度稳定性和整体电能效率，避免质子交换膜破损。
[0038]本发明中的燃料电池100具有多路冷却导出管道，多路冷却导出管道与多路冷却主进管道一一对应设置，且多路冷却导出管道中的至少两路冷却导出管道位于燃料电池100的局部反应低温区。由于冷却导出管道内的冷却液的温度高于冷却导出管道中的冷却剂的温度，因而将冷却导出管道位于燃料电池100的局部反应低温区处，可以有效提高局部反应低温区的温度，从而降低该位置处的相对湿度，进而使燃料电池避免发生水淹的问题，保证了燃料电池的性能与寿命。
[0039]本发明中的局部反应低温区包括第一反应低温区和第二反应低温区，燃料电池100包括第一排气主管道和第二排气主管道，第一排气主管道位于第二反应低温区内，多路冷却导出管道中的至少一路冷却导出管道位于第二反应低温区内；第二排气主管道位于第一反应低温区内，多路冷却导出管道中的至少另外一路冷却导出管道位于第一反应低温区内。优选地，第一排气主管道与第一进气主管道连通。优选地，第二排气主管道与第二进气主管道连通。由于燃料电池反应过程中会生成水，使得气体出口处的相对湿度较高，造成局部环境温度较低，因而在第一排气主管道所在的第二反应低温区、第二排气主管道所在的第一反应低温区内分别设置至少一路冷却导出管道，能够有效提高上述局部反应低温区的温度，从而降低该位置处的相对湿度、减少液态水，进而使燃料电池避免发生水淹的问题，保证了燃料电池的性能与寿命。
[0040]本发明中的冷却控制系统不仅适用于具有多路冷却主进管道的燃料电池，还适用于任何具有多路进气端的燃料电池系统。
[0041]作为本发明的第二个方面，提供了一种双极板。如图4至图8所示，双极板包括本体10，本体10的一个侧面上具有冷却流道11，冷却流道11为多路，且多路冷却流道11中的至少两路冷却流道11的冷却剂进口 Ila设置在局部反应高温区12。多路冷却流道11的冷却剂进口 Ila与上述多路冷却主进管道一一对应连通。由于设置有多路冷却流道11，因而可以根据燃料电池100的反应情况，在局部反应高温区12内对应设置多路冷却流道11的冷却剂进口 11a，从而对燃料电池100的局部反应高温区12进行有针对性的多点降温，进而保证了质子交换膜的含水量，保证了燃料电池100的电流密度稳定性和整体电能效率，保证了燃料电池100的使用寿命。由于冷却流道11的冷却剂进口 Ila处温度较低，因而降温效果显著，从而提高了燃料电池100的使用可靠性和运行稳定性。同时，本发明中的双极板具有结构简单，制造成本低的特点。
[0042]优选地，局部反应高温区12为上述的局部反应高温区。
[0043]如图4所示的实施例中，局部反应高温区12包括第一反应高温区12a和第二反应高温区12b，本体10具有第一气体进口 13和第二气体进口 14，第一气体进口 13，第一气体进口 13位于第一反应高温区12a内，多路冷却流道11中的至少一路冷却流道11的冷却剂进口 Ila位于第一反应高温区12a内；第二气体进口 14位于第二反应高温区12b内，多路冷却流道11中的至少另外一路冷却流道11的冷却剂进口 I Ia位于第二反应高温区12b内。
[0044]优选地，第一反应高温区12a为上述的第一反应高温区。优选地，第二反应高温区12b为上述的第二反应高温区。优选地，第一气体进口 13为第一进气主管道的一部分。优选地，第二气体进口 14为第二进气主管道的一部分。
[0045]优选地,第一气体进口 13通入燃料气体。进一步地,燃料气体为氢气。优选地,第二气体进口 14通入氧还原气体。进一步地，氧还原气体为氧气或空气。由于燃料电池100在燃料气体和氧还原气体的进口区域具有较高的环境温度，因而第一气体进口 13位于第一反应高温区12a内、第二气体进口 14位于第二反应高温区12b内，在第一反应高温区12a和第二反应高温区12b内分别设置至少一路冷却流道11的冷却剂进口 11a，能够有效对上述局部反应高温区12进行有效降温，从而提高膜电极组件30中的质子交换膜的含水量，从而保证燃料电池100的电流密度稳定性和整体电能效率，避免质子交换膜破损。
[0046]本发明中的多路冷却流道11中的至少两路冷却流道11的冷却剂出口 Ilb设置在局部反应低温区15。优选地，局部反应低温区15为上述的局部反应低温区。由于冷却剂流经冷却流道11时，冷却剂在冷却流道11的冷却剂出口 Ilb温度高于冷却剂在冷却剂进口 Ila的温度，因而将冷却剂出口 Ilb均设置在局部反应低温区15处，可以有效提高局部反应低温区15的温度，从而降低该位置处的相对湿度，进而使燃料电池100避免发生水淹的问题，保证了燃料电池100的性能与寿命。
[0047]如图4所示的实施例中，局部反应低温区15包括第一反应低温区15a和第二反应低温区15b，本体10包括第一气体出口 16和第二气体出口 17，第一气体出口 16位于第二反应低温区15b内，多路冷却流道11中的至少一路冷却流道11的冷却剂出口 Ilb位于第二反应低温区15b内；第二气体出口 17位于第一反应低温区15a内，多路冷却流道11中的至少另外一路冷却流道11的冷却剂出口 Ilb位于第一反应低温区15a内。优选地，第一气体出口 16与第一气体进口 13连通。优选地，第二气体出口 17与第二气体进口 14连通。由于燃料电池100反应过程中会生成水，使得气体出口处的相对湿度较高，造成局部环境温度较低，因而在第一气体出口 16所在的第二反应低温区15b、第二气体出口 17所在的第一反应低温区15a内分别设置至少一路冷却流道11的冷却剂出口 11b，能够有效提高上述局部反应低温区15的温度，从而降低该位置处的相对湿度、减少液态水，进而使燃料电池100避免发生水淹的问题，保证了燃料电池100的性能与寿命。
[0048]优选地，第一反应低温区15a为上述的第一反应低温区。优选地，第二反应低温区15b为上述的第二反应低温区。优选地，第一气体出口 16为第一排气主管道的一部分。优选地，第二气体进口 14为第二排气主管道的一部分。
[0049]如图6所示的实施例中，冷却流道11为两路，两路冷却流道11包括第一冷却流道Ilc和第二冷却流道Ild ;本体10具有贯通双极板厚度方向设置的第一进液口 20、第一出液口 21、第二进液口 22和第二出液口 23，第一冷却流道Ilc的冷却剂进口与第一进液口 20连通；第一冷却流道Ilc的冷却剂出口与第一出液口 21连通，且第一进液口 20与第一出液口 21位于本体10的第一侧；第二冷却流道Ild的冷却剂进口与第二进液口 22连通；第二冷却流道Ild的冷却剂出口与第二出液口 23连通，且第二进液口 22与第二出液口 23位于本体10的与第一侧相对设置的第二侧。由于冷却流道11为两路，因而可以保证双极板可对燃料电池100的两个进气主管道和两个排气主管道同时作用，从而提高了燃料电池100的使用可靠性。由于第一进液口 20、第一出液口 21、第二进液口 22和第二出液口 23均沿双极板厚度方向贯通设置，因而燃料电池100组装后，冷却剂沿双极板厚度方向流动主流路，当流经某一双极板时，冷却剂依次流经双极板的第一进液口 20、第一冷却流道Ilc的冷却剂进口、第一冷却流道Ilc的冷却剂出口、双极板的第一出液口 21后，沿双极板厚度方向向外流动；同时，冷却剂依次流经双极板的第二进液口 22、第二冷却流道Ild的冷却剂进口、第二冷却流道Ild的冷却剂出口、双极板的第二出液口 23后，沿双极板厚度方向向外流动。
[0050]如图6所示的实施例中，第一冷却流道Ilc和第二冷却流道Ild之间形成隔离脊lie;第一冷却流道Ilc和/或第二冷却流道Ild具有间隔设置的流道沟Ilf和流道脊llg，流道沟Iif为多个，流道脊Iig为多个，多个流道沟Iif和多个流道脊Iig依次交替排列设置。由于第一冷却流道IlC和第二冷却流道Ild之间形成隔离脊lie，因而保证了双极板的工作可靠性，避免两路冷却流道11相互干扰，保证燃料电池100的运行可靠性。由于设置有多条流道沟Iif和多条流道脊lig，因而对冷却剂的流动方向起到导向的作用，从而提高了双极板的使用可靠性。
[0051]优选地，冷却流道11为U形流道。由于冷却流道11为U性流道，因而增加了冷却剂在冷却流道11内的滞留时间，从而提高了冷却效果、有效地增加了质子交换膜的局部湿度、避免了燃料电池100发生水淹的问题。同时，U形流道的第一冷却流道Ilc和第二冷却流道Ild能够有效避免相互干扰，从而提高了燃料电池100的运行稳定性。当然，冷却流道11还可以是曲折迂回的流道、蛇形流道、平行流道或网络状流道等。
[0052]如图1所示的实施例中，第一进液口 20和第二进液口 22位于局部反应高温区12内；第一出液口 21和第二出液口 23位于局部反应低温区15内。由于第一进液口 20和第二进液口 22位于局部反应高温区12内；第一出液口 21和第二出液口 23位于局部反应低温区15内，因而冷却剂可以直接作用于局部反应高温区12和局部反应低温区15，从而提高了双极板使用可靠性，有效地保证了燃料电池100的电流密度，避免燃料电池100发生水淹的问题。
[0053]作为本发明的第三个方面，提供了一种燃料电池100。如图4至图8所示，燃料电池100包括双极板，双极板为多个，双极板是上述的双极板，双极板具有冷却流道11的一侧朝向另一个双极板设置。如图7和图8所示的实施例中，双极板包括阳极板18和阴极板19，燃料电池100还包括膜电极组件30，阳极板18和阴极板19的第一侧面上均设置有反应气流道，阳极板18和阴极板19的第一侧面均朝向膜电极组件30设置，且膜电极组件30位于阳极板18和阴极板19之间，冷却流道11位于阳极板18 (阴极板19)的第二侧面与另一个阴极板19 (阳极板18)之间。优选地，反应气流道可为平行流道、蛇形流道或网络状流道等。由于燃料电池100的双极板具有多路冷却流道11，因而可以降低燃料电池100内部的局部反应高温区12的温度，从而保证膜电极组件30的质子交换膜的含水量，保证了燃料电池100的电流密度稳定性和整体电能效率，保证了燃料电池100的使用寿命。
[0054]优选地，双极板是石墨板或者高分子与石墨的导电复合材料板。优选地，膜电极组件30上具有与双极板上的第一进液口 20、第一出液口 21、第二进液口 22、第二出液口 23、第一气体进口 13、第二气体进口 14、第一气体出口 16和第二气体出口 17——对应设置的膜电极冷却剂进口 31、膜电极冷却剂出口 32、膜电极冷却剂进口 31、膜电极冷却剂出口 32、燃料气体进口 33、氧还原气体进口 34、燃料气体出口 35、氧还原气体出口 36。
[0055]如图8所示的实施例中，燃料电池100还包括两个密封层40，一个密封层40设置在阳极板18和膜电极组件30之间，另一个密封层40设置在阴极板19和膜电极组件30之间。
[0056]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。
【权利要求】
1.一种燃料电池系统，包括燃料电池(100)和冷却控制系统，其特征在于，所述燃料电池(100)具有多路冷却主进管道，所述冷却控制系统包括多个冷却控制单元，多个所述冷却控制单元与多路所述冷却主进管道一一对应设置。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，多路所述冷却主进管道中的至少两路所述冷却主进管道位于所述燃料电池(100)的局部反应高温区。
3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，所述局部反应高温区包括第一反应高温区和第二反应高温区，所述燃料电池(100)具有: 第一进气主管道，所述第一进气主管道位于所述第一反应高温区内，所述多路冷却主进管道的至少一路所述冷却主进管道位于所述第一反应高温区内； 第二进气主管道，所述第二进气主管道位于所述第二反应高温区内，所述多路冷却主进管道的至少另外一路所述冷却主进管道位于所述第二反应高温区内。
4.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池(100)具有多路冷却导出管道，多路所述冷却导出管道与多路所述冷却主进管道一一对应设置，且多路所述冷却导出管道中的至少两路所述冷却导出管道位于所述燃料电池(100)的局部反应低温区。
5.根据权利要求4所述的燃料电池系统，其特征在于，所述局部反应低温区包括第一反应低温区和第二反应低温区，所述燃料电池(100)包括: 第一排气主管道，所述第一排气主管道位于所述第二反应低温区内，所述多路冷却导出管道中的至少一路所述冷却导出管道位于所述第二反应低温区内； 第二排气主管道，所述第二排气主管道位于所述第一反应低温区内，所述多路冷却导出管道中的至少另外一路所述冷却导出管道位于所述第一反应低温区内。
6.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述冷却控制单元为冷却液泵(200)，所述冷却控制系统还包括: 采集部(300 )，所述采集部(300 )与所述燃料电池(100 )连接，用于采集所述燃料电池(100)的性能参数； 控制部(400 )，所述控制部(400 )与所述采集部(300 )连接，且所述控制部(400 )分别与多个所述冷却液泵(200)连接，用于根据所述采集部(300)采集的所述性能参数分别控制多个所述冷却液泵(200)的工作状态。
7.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述冷却控制单元为流量控制器(500)，所述冷却控制系统还包括: 冷却液泵(200 )，所述冷却液泵(200 )分别与多个所述流量控制器(500 )连接； 采集部(300 )，所述采集部(300 )与所述燃料电池(100 )连接，用于采集所述燃料电池(100)的性能参数； 控制部(400 )，所述控制部(400 )与所述采集部(300 )连接，且所述控制部(400 )分别与所述冷却液泵(200)、多个所述流量控制器(500)连接，用于根据所述采集部(300)采集的所述性能参数分别控制所述冷却液泵(200)和多个所述流量控制器(500)的工作状态。
8.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述多个冷却控制单元包括冷却液泵(200)和流量控制器(500);所述多路冷却主进管道包括: 第一冷却主进管道，所述冷却液泵(200)与所述第一冷却主进管道连通；第二冷却主进管道，所述冷却液泵(200)通过所述流量控制器(500)与所述第二冷却主进管道连通； 所述冷却控制系统还包括: 采集部(300 )，所述采集部(300 )与所述燃料电池(100 )连接，用于采集所述燃料电池(100)的性能参数； 控制部(400 )，所述控制部(400 )与所述采集部(300 )连接，且所述控制部(400 )分别与所述冷却液泵(200 )、所述流量控制器(500 )连接，用于根据所述采集部(300 )采集的所述性能参数分别 控制所述冷却液泵(200)和所述流量控制器(500)的工作状态。
【文档编号】H01M8/04GK103762376SQ201410040322
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月27日 优先权日:2014年1月27日
【发明者】汤浩, 李扬, 殷聪, 杨春华 申请人:中国东方电气集团有限公司