[发明专利]具有集成的反应剂调节换热器的燃料电池组件

权利要求书

1.一种燃料电池组件，包括燃料电池堆垛和第一换热器，其中， 第一反应剂气体和第二反应剂气体在所述燃料电池堆垛中反应，以产 生电能，并产生第一废气和第二废气；

其中，燃料电池组件包括多个板，所述板具有第一板壁和相对的 第二板壁，该第一板壁和第二板壁间隔开以限定中空内部，各板具有 三对进口开口和出口开口，包括冷却剂进口开口和冷却剂出口开口， 它们通过布置在板的中空内部中的冷却剂流动通道而相互流动连通；

(a)所述燃料电池堆垛包括：

(i)所述板的第一堆垛，在该第一堆垛中，所述进口开口和出口 开口还包括第一反应剂气体进口开口、第一废气出口开口、第二反应 剂气体进口开口和第二废气出口开口；

其中，所述板布置在第一堆垛中，且它们的进口开口和出口开口 对齐以形成多个相应轴向延伸的歧管，包括第一反应剂气体进口歧管、 第一废气出口歧管、第二反应剂气体进口歧管、第二废气出口歧管、 冷却剂进口歧管和冷却剂出口歧管；

其中，在第一堆垛中的相邻对的所述板通过布置在相邻的所述板 之间的电解质隔膜而绕它们的周边相互密封，这样，第一气体流动通 道限定于各板的第一板壁的外表面和一个所述隔膜之间，且第二气体 流动通道限定于各板的第二板壁的外表面和另一个所述隔膜之间，这 样，第一反应剂气体进口歧管和第一废气出口歧管通过所述第一气体 流动通道而相互流动连通，且第二反应剂气体进口歧管和第二废气出 口歧管通过所述第二气体流动通道而相互流动连通，整个第一堆垛的 第一和第二气体流动通道通过所述电解质隔膜而相互反应连通；以及

(b)其中，所述第一换热器位于燃料电池堆垛的第一端处，并 包括：

(i)所述板的第二堆垛，在该第二堆垛中，所述进口开口和出口 开口还包括第一反应剂气体进口开口、第一反应剂气体出口开口以及 用于第一或第二废气的废气进口开口和废气出口开口；

其中，所述板布置在第二堆垛中，且它们的进口开口和出口开口 对齐以形成多个相应轴向延伸的歧管，包括第一反应剂气体进口歧管、 第一反应剂气体出口歧管、废气进口歧管、废气出口歧管、冷却剂进 口歧管和冷却剂出口歧管；

其中，在第二堆垛中的相邻对的所述板通过布置在相邻的所述板 之间的热传递隔板而绕它们的周边相互密封，其中，第一气体流动通 道限定于各板的第一板壁的外表面和一个所述隔板之间，且第二气体 流动通道限定于各板的第二板壁的外表面和另一个所述隔板之间，这 样，第一反应剂气体进口歧管和第一反应剂气体出口歧管通过所述第 一气体流动通道而相互流动连通，且废气进口开口和废气出口开口通 过所述第二气体流动通道而相互流动连通，整个第二堆垛的第一和第 二气体流动通道通过所述隔板而相互传热连通；

(ii)外部端板，该外部端板布置在第二堆垛的外端处，远离第 一堆垛，该外部端板具有：第一反应剂气体开口，该第一反应剂气体 开口与第二堆垛的第一反应剂气体进口歧管流动连通；废气开口，该 废气开口与第二堆垛的废气出口歧管流动连通；以及冷却剂开口，该 冷却剂开口与第二堆垛的冷却剂进口歧管或冷却剂出口歧管流动连 通，其中，外部端板密封第二堆垛的废气进口歧管、第一反应剂气体 出口歧管和另一冷却剂歧管中的每个的外端；以及

(iii)内部端板，该内部端板布置在第二堆垛的内端处，并设置 在第一和第二堆垛之间，该内部端板具有：第一反应剂气体开口，该 第一反应剂气体开口在第二堆垛的第一反应剂气体出口歧管和第一堆 垛的第一反应剂气体进口歧管之间提供流动连通；废气开口，该废气 开口在第二堆垛的废气进口歧管和第一堆垛的第一或第二废气出口歧 管之间提供流动连通；以及冷却剂开口，该冷却剂开口在第一堆垛的 冷却剂进口歧管和第二堆垛的冷却剂出口歧管之间或在第一堆垛的冷 却剂出口歧管和第二堆垛的冷却剂进口歧管之间提供流动连通，其中， 内部端板密封第二堆垛的废气出口歧管、第一反应剂气体进口歧管和 一个所述冷却剂歧管中的每个的内端。