[发明专利]一种安全节能的平板热管风冷式燃料电池堆及热管理方法

权利要求书

1.一种安全节能的平板热管风冷式燃料电池堆，其特征在于包括燃料电池堆、微热管阵列以及外置风机；

所述燃料电池堆由两个端板、集流板、多个膜电极和多组双极板组合而成，在两个端板之间多个膜电极和双极板交替排列，部分或全部所述双极板贴合所述微热管阵列，所述微热管阵列贴合于阳极板和阴极板之间，形成带微热管阵列的双极板，所述微热管阵列贴合所述阳极板和阴极板的部分为微热管阵列蒸发段，所述微热管阵列向外伸出电池堆部分作为微热管阵列冷凝段；所述外置风机固定于所述燃料电池堆侧面，面向所述微热管阵列冷凝段设置，可向所述微热管阵列冷凝段送风、形成强制对流。

2.根据权利要求1所述的一种安全节能的平板热管风冷式燃料电池堆，其特征在于所述微热管阵列是由金属材料经挤压形成的具有多孔结构的扁平状的导热体，内部具有多个并排排列的互不连通且独立运行的微热管，且每个微热管的水力直径为0.2-3.0mm，内部相变工质为非导电介质，通过调整所述微热管之间的间壁宽度来调整单根微热管的电导率。

3.根据权利要求1所述的一种安全节能的平板热管风冷式燃料电池堆，其特征在于包括散热翅片，所述散热翅片贴合于所述微热管阵列冷凝段。

4.根据权利要求1或2所述的一种安全节能的平板热管风冷式燃料电池堆，其特征在于所述微热管阵列包括一字型微热管阵列和L型微热管阵列，所述L型微热管阵列的下部弯曲部分贴合有电加热片。

5.一种安全节能的平板热管风冷式燃料电池堆的热管理方法，其特征在于采用权利要求1-4中任一所述的一种安全节能的平板热管风冷式燃料电池堆，通过阳极板和阴极板之间贴合的微热管阵列蒸发段将氢气与空气通过质子交换膜接触产生的热量传递至微热管阵列冷凝段，通过自然对流散热或所述外置风机强制散热。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述微热管阵列冷凝段上贴合有散热翅片，风机开启后，空气从侧面进入翅片间流道后对翅片进行冷却后向上排出微热管阵列冷凝段。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于间隔几组所述双极板贴合L型微热管阵列，在L型微热管阵列的端部弯曲部分贴合电加热片，低温环境下启动时，先开启所述电加热片加热所述L型微热管阵列，从而加热所述燃料电池堆，当电池堆内部温度达到启动温度时，再启动电池。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于使用所述外置风机散热时，当检测到燃料电池堆内部温度达到设定值时，控制系统开启外置风机，对微热管阵列冷凝段进行强制对流散热。