[发明专利]一种燃料电池电堆装置

权利要求书

1.一种燃料电池电堆装置，其特征在于，包括多个层叠于一体的单片电池（44），以及分别设于首片电池、末片电池外侧依次层叠的假电池（40）、集流板（43）、绝缘板（42）和端板（41）；其中，

假电池（40）采用片状结构，进一步包括双极板（23）、不含有催化剂的膜电极（22）、阴极气体流道和阳极气体流道；在假电池（40）内部，膜电极（22）设于双极板（23）的中部位置，以隔离其两侧的阴极气体流道和阳极气体流道；

假电池（40）中双极板（23）的内部设有阴极气体流道、阳极气体流道和水流道（24）；所述阴极气体流道、阳极气体流道或水流道（24）内设有用于测量假电池（40）内部状态的状态检测传感器（21）。

2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆装置，其特征在于，除假电池（40）不含有催化剂并设有状态检测传感器（21）外，所述假电池（40）与单片电池（44）的其他部位的结构、尺寸均相同；并且，

所述状态传感器包括温度传感器、湿度传感器、气体或液体流量传感器、压力传感器中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的燃料电池电堆装置，其特征在于，所述温度传感器包括光纤温度传感器；其中，

光纤温度传感器，设于假电池的水流道（24）内，用于实时采集假电池（40）中双极板（23）的温度数据；假电池的水流道（24）出入口采用密封形式。

4.根据权利要求2或3所述的燃料电池电堆装置，其特征在于，还包括加热机构；其中，

所述加热机构的电极设于集流板（43）、绝缘板（42）之间，用于对假电池（40）和单片电池（44）加热。

5.根据权利要求4所述的燃料电池电堆装置，其特征在于，还包括控制器；其中，

所述控制器，用于在燃料电池启动时，根据所述温度传感器采集的温度数据与电堆冷却液出口水温比较识别靠近假电池（40）的单片电池（44）是否存在单低或反极的可能；以及，如果是，控制加热机构执行加热，以提高靠近假电池（40）的单片电池（44）的温度，直到电堆冷却液出口水温达到设定温度，控制加热机构停止加热，否则，执行燃料电池的冷启动或正常启动。

6.根据权利要求5所述的燃料电池电堆装置，其特征在于，所述控制器执行如下程序：

接收到燃料电池的启动命令信号后，获取当前时刻的电堆冷却液出口水温；

获取当前时刻假电池（40）的单片电池（44）内温度传感器采集的所有温度数据，得出所有温度数据的有效值；

根据上述电堆冷却液出口水温与所有温度数据的有效值的差值识别靠近假电池（40）的单片电池（44）是否存在单低或反极的可能，如果该差值大于预设温度阈值，判定存在上述可能，控制加热机构执行加热，并执行下一步，否则，执行燃料电池的冷启动或正常启动；

在加热过程中，实时监测电堆冷却液出口水温，一旦该水温达到设定温度，判断上述可能已消除，控制加热机构停止加热，继续执行燃料电池的冷启动或正常启动。

7.根据权利要求5或6所述的燃料电池电堆装置，其特征在于，所述湿度传感器为普通气体湿度传感器或光纤湿度传感器；其中，

所述普通气体湿度传感器，设于阴极气体流道或阳极气体流道内壁上；

所述光纤湿度传感器，设于阴极气体流道或阳极气体流道内。