[发明专利]集成热交换器的燃料电池电堆

权利要求书

1.集成热交换器的燃料电池电堆，其特征在于，包括：

电堆本体；以及

热交换器，其中所述热交换器集成于所述电堆本体的端部，并且具有多个热交换流场，所述多个热交换流场包括燃料流场、氧化剂流场和电堆换热介质流场，其中相邻的所述燃料流场和所述氧化剂流场之间是所述电堆换热介质流场，每个所述燃料流场的相邻的所述热交换流场是所述电堆换热介质流场，每个所述氧化剂流场的相邻的所述热交换流场是所述电堆换热介质流场。

2.根据权利要求1所述的集成热交换器的燃料电池电堆，其特征在于，多个所述热交换流场包括多个流场单元，每个所述流场单元的相邻流场是所述电堆换热介质流场，并且其中每个所述流场单元包括依次相邻地布置的三个所述热交换流场，分别是所述燃料流场、所述电堆换热介质流场和所述氧化剂流场，以使得在每个所述流场单元中形成了所述氧化剂流场、所述电堆换热介质流场和所述燃料流场的依次降温的温度梯度，以方便沿着相同热传递的方向进行充分的热交换。

3.根据权利要求1所述的集成热交换器的燃料电池电堆，其特征在于，当所述热交换器的奇数层热交换流场为所述电堆换热介质流场时，所述热交换器的偶数层热交换流场交替地被构造为所述燃料流场和所述氧化剂流场。

4.根据权利要求1所述的集成热交换器的燃料电池电堆，其特征在于，当所述热交换器的偶数层热交换流场为所述电堆换热介质流场时，所述热交换器的奇数层热交换流场交替地被构造为所述燃料流场和所述氧化剂流场。

5.根据权利要求1所述的集成热交换器的燃料电池电堆，其特征在于，所述电堆本体的燃料、氧化剂和电堆换热介质的进出口与所述热交换器的燃料、氧化剂和电堆换热介质的进出口位于所述燃料电池电堆的相反两侧。

6.根据权利要求1所述的集成热交换器的燃料电池电堆，其特征在于，所述电堆本体的燃料、氧化剂和电堆换热介质的进出口与所述热交换器的燃料、氧化剂和电堆换热介质的进出口位于所述燃料电池电堆的同一侧。

7.根据权利要求1所述的集成热交换器的燃料电池电堆，其特征在于，所述燃料电池电堆形成同时贯穿所述热交换器和所述电堆本体的燃料进口通道、氧化剂进口通道、电堆换热介质进口通道、燃料出口通道、氧化剂出口通道和电堆换热介质出口通道。

8.根据权利要求1所述的集成热交换器的燃料电池电堆，其特征在于，所述热交换器具有燃料进口、氧化剂进口、电堆换热介质进口、燃料出口、氧化剂出口和电堆换热介质出口，其中所述燃料进口和所述燃料出口位于所述热交换器的相反两端，所述氧化剂进口和所述氧化剂出口位于所述热交换器的相反两端，所述电堆换热介质进口和所述电堆换热介质出口位于所述热交换器的相反两端。

9.根据权利要求1所述的集成热交换器的燃料电池电堆，其特征在于，所述热交换器包括开口端板，所述电堆本体包括开孔端板，所述开孔端板和所述开口端板位于所述燃料电池电堆的相反两侧并且所述燃料电池电堆还包括加湿器，燃料、氧化剂和电堆换热介质分别从所述热交换器的所述开口端板进入所述热交换器，并分别进入对应的所述燃料流场、所述氧化剂流场和所述电堆换热介质流场经换热作用以后从所述开口端板流出，并且从所述开口端板流出的燃料通过所述开孔端板进入所述电堆本体以参加电化学反应，从所述开口端板流出的氧化剂经所述加湿器加湿以后从所述开孔端板进入所述电堆本体以参加电化学反应。

10.根据权利要求6所述的集成热交换器的燃料电池电堆，其特征在于，所述热交换器包括开口端板，其具有燃料进口、氧化剂进口、电堆换热介质进口、燃料出口、氧化剂出口和电堆换热介质出口，所述开口端板还具有电堆燃料进口、电堆氧化剂进口、电堆燃料出口、电堆氧化剂出口，其中所述电堆换热介质进口和所述电堆换热介质出口同时作为所述热交换器和所述电堆本体的电堆换热介质的进口和出口。