[实用新型]质子交换膜燃料电池电堆中的加热装置

说明书

本实用新型公开了一种质子交换膜燃料电池电堆中的加热装置，包括加热本体，加热本体内设置有空气集散腔、汇集腔、氢气集散腔、若干空气流道以及若干氢气流道，空气流道的进口端和出口端分别与空气集散腔和汇集腔相连通，氢气流道的进口端均氢气集散腔相连通，每条空气流道的流道壁上均开设有与对应氢气流道相连通的燃烧口，每条氢气流道中的氢气均能通过燃烧口进入至对应的空气流道内，每条空气流道中的燃烧口处均设置有点火器；空气集散腔与加热空气孔道相连通；氢气集散腔与加热氢气孔道相连通；汇集腔与排气孔道和排水孔道相连通。本实用新型的优点在于：加热效果好，能使得质子交换膜燃料电池在超低温条件下可靠启动。

技术领域

本实用新型涉及质子交换膜燃料电池技术领域，具体涉及质子交换膜燃料电池电堆。

背景技术

质子交换膜燃料电池，其结构主要包括：设置在一对端板之间的若干单电池。质子交换膜燃料电池是一种以氢气和氧气为原料进行电化学反应生成水、同时将化学能转化成电能的电化学发电装置，其具有清洁、高效、节能环保、能量转化率高等特点。由于化学反应产生的水会残留在质子交换膜燃料电池电堆内部，在冰点以下的低温环境中，燃料电池内部的液态水会发生冻结，燃料电池启动时产生的反应热不足以溶解冰，这就对燃料电池的启动造成影响，在恶劣的低温环境下质子交换膜燃料电池可能会出现启动缓慢、启动困难或启动失败等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种能实现超低温冷启动的质子交换膜燃料电池电堆中的加热装置。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：质子交换膜燃料电池电堆中的加热装置，包括加热本体，加热本体内设置有空气集散腔、汇集腔、氢气集散腔、若干空气流道以及若干氢气流道，空气流道的进口端均与空气集散腔相连通，空气流道的出口端均与汇集腔相连通，空气流道与氢气流道一一对应，氢气流道的进口端均氢气集散腔相连通，每条空气流道的流道壁上均开设有与对应氢气流道相连通的燃烧口，每条氢气流道中的氢气均能通过燃烧口进入至对应的空气流道内，每条空气流道中的燃烧口处均设置有点火器；空气集散腔与开设在加热本体上的加热空气孔道相连通，加热空气孔道用于连接空气源，空气由加热空气孔道进入至空气集散腔中；氢气集散腔与开设在加热本体上的加热氢气孔道相连通，加热氢气孔道用于连接氢气源，氢气由加热氢气孔道进入至氢气集散腔中；汇集腔与开设在加热本体上的排气孔道和排水孔道相连通，汇集腔内的气体和水能分别从排气孔道和排水孔道中向外排出。

进一步地，前述的质子交换膜燃料电池电堆中的加热装置，其中，加热本体包括相互密封盖合固定设置的盖板和燃烧板，正对着盖板的燃烧板的板面上设置有向内凹进的加热反应区，加热反应区分为空气集散区、空气导流区、汇集区，空气导流区内设置有若干导流凸肋，导流凸肋将空气导流区分隔成若干空气导流槽，空气导流槽的进口端均与空气集散区相连通，空气导流槽的出口端均与汇集区相连通，氢气集散腔和若干氢气流道设置在燃烧板的板体内部，氢气流道与空气导流槽一一对应，每条空气导流槽内的燃烧板上均开设有燃烧口，每个燃烧口均与对应的氢气流道相连通，每条氢气流道中的氢气均能通过燃烧口进入至对应的空气导流槽内；密封盖合在燃烧板上的盖板与空气集散区、每条空气导流槽以及汇集区分别形成空气集散腔、若干空气流道以及汇集腔；每个点火器均设置在盖板上。

进一步地，前述的质子交换膜燃料电池电堆中的加热装置，其中，空气集散腔和氢气集散腔均位于汇集腔的上方，空气流道呈辐射状从空气集散腔向下导向至汇集腔，氢气流道呈辐射状从氢气集散腔向下导向连通至燃烧口。

进一步地，前述的质子交换膜燃料电池电堆中的加热装置，其中，每个燃烧口均位于对应氢气流道的底端，所有燃烧口均在加热本体中间部位的同一高度处齐平设置。

进一步地，前述的质子交换膜燃料电池电堆中的加热装置，其中，空气集散腔与氢气集散腔分别位于燃烧板上端部的两侧部位。