本发明专利技术公开了一种燃料电池电堆及燃料电池，包括：堆芯；假电极组件，假电极组件设置在设有冷却液进出口的堆芯的端面上；假电极组件包括：依次密封连接的假阳极板、第一冷却板、加热片、第二冷却板和假阴极板；冷却液经假阳极板的第一子冷却液进口依次进入第一冷却板、第二冷却板和所述假阴极板后，经假阳极板的第一子冷却液出口流出；加热片用于对冷却液进行加热，以使假电极组件温度升高且分布均匀，以提升所述堆芯的端部单体电池温度和均匀性。本发明专利技术不仅提升所述堆芯的端部单体电池温度和均匀性，还提升端部单电池在冷启动过程中的性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃料电池领域，特别涉及一种燃料电池电堆及燃料电池。
技术介绍
1、燃料电池是一种通过氢气和氧气发生电化学反应而产生电能的能源转换装置，其反应产物只有水，实现真正意义上的无污染、零排放要求。
2、燃料电池电堆为多个单体电池串联组成，某一单体电池电压过低会影响燃料电池堆整体性能。单体电池性能的高低对整堆稳定性和单体电池一致性的下降影响较大，在电堆运行过程中，性能最低单体电池性能会持续下降甚至反极耐久损耗明显，因此电堆整体寿命也由性能最低单体电池决定，总的来说电堆的性能受限于整堆中最差单体电池。燃料电池堆运行寿命取决于电堆中电压最低的单体电池。冷启动过程中失败往往是由于最低片电压低于保护电压，且此片单体电池耐久消耗也最明显。因此，提升端部电池性能是维持电堆中单电池电压均匀性、完成冷启动、提升燃料电池寿命的最有效手段之一。
3、现有的电堆堆芯集成时假双极板一般与真双极板结构一致，其中整堆温度一致性设计主要考虑在电堆端板位置进行加热端板设计以此改善电堆端部温度，但此设计热传导受到材料本身传热系数、材料厚度等影响收益较小，因无法直接改善从而导致燃料电池电堆端部单电池温度较低，且单片进出口温度差异较大等问题。温度分布不均匀易在低温处出现堵水，单片电池电流分布不均等问题，因此应该考虑热传递效率及端部单片电池温度均一性。加热端板上的不合理或会导致端部单体电池的电压相较于电堆中部单体电池更小，导致端部单体电池电压偏低，因此影响燃料电池电堆整堆电压一致性，严重情况可能直接导致燃料电池冷启动失败。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种燃料电池电堆及燃料电池，不仅可以提升端部单电池温度，提供良好的电化学反应温度减少因低温导致的堵水，还可以均匀端部单电池温度，从而提升端部单体电池单片温度分布一致性，并且假双极板组件可以容纳氢气中液态水，减少端部单电池堵水风险。
2、为了实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一种燃料电池电堆，包括：堆芯；所述堆芯的一端设置有冷却液进口，另一端设置有冷却液出口，所述冷却液进口和冷却液出口位于所述堆芯的同一端面，还包括：假电极组件，所述假电极组件设置在设有冷却液进出口的所述堆芯的端面上。所述假电极组件包括：相互密封连接的假双极板和假电极，所述假双极板包括：依次密封连接的假阳极板、第一冷却板、加热片、第二冷却板和假阴极板。所述假阳极板的两端分别设有第一子冷却液进口和第一子冷却液出口。所述第一冷却板内设有第一冷却流道，所述第一子冷却液进口与所述第一冷却流道连通，所述第二冷却板内设有第二冷却流道，所述第二冷却流道与所述第一冷却流道连通；所述假阴极板上设有与所述第一子冷却液出口连通的第三冷却流道；所述第三冷却流道与所述第二冷却流道连通，冷却液经所述第一子冷却液进口依次进入所述第一冷却流道、第二冷却流道和所述第三冷却流道后，经所述第一子冷却液出口流出；所述加热片用于对所述第一冷却流道和第二冷却流道内的冷却液进行加热；所述假电极组件温度升高且分布均匀，以提升所述堆芯的端部单体电池温度和均匀性。
4、可选地，所述第一冷却板的两端分别设有第二子冷却液进口和第二子冷却液出口；所述第一冷却流道分别与所述第二子冷却液进口和第二子冷却液出口连通；所述第二冷却板的两端分别设有第三子冷却液进口和第三子冷却液出口；所述第二冷却流道分别与所述第二子冷却液出口和所述第三子冷却液出口连通；所述假阴极板的两端分别设有第四子冷却液进口和第四子冷却液出口；所述第三冷却流道分别与所述第三子冷却液出口和所述第四子冷却液出口连通；所述冷却液依次经所述第一子冷却液进口、所述第二子冷却液进口、所述第一冷却流道、所述第二子冷却液出口、所述第二冷却流道、第三子冷却液出口、所述第三冷却流道和所述第四子冷却液出口流出。
5、可选地，所述第一冷却板上还设有第五子冷却液出口，靠近所述第二子冷却液出口设置；所述第五子冷却液出口不与所述第一冷却液流道连通；所述第二冷却板上还设有第六子冷却液进口和第三子冷却液出口，所述第六子冷却液进口靠近所述第三子冷却液出口设置；所述第三子冷却液出口远离所述第三子冷却液出口设置；所述第六子冷却液进口和所述第三子冷却液出口均不与所述第二冷却流道连通；所述第四子冷却液进口不与所述第三冷却液流道连通；所述第一子冷却液进口、所述第二子冷却液进口、所述第六子冷却液进口和所述第四子冷却液进口依次正对设置且互相连通，并与所述堆芯的冷却液进口连通；所述第一子冷却液出口、所述第五子冷却液出口、所述第三子冷却液出口和所述第四子冷却液出口依次正对设置且互相连通，并与所述堆芯的冷却液出口连通。
6、可选地，所述假阳极板的两端分别设有第一子氢气进口和第一子氢气出口以及第一子空气进口和第一子空气出口；所述假阳极板的外侧表面上设有第一氢气流道，所述第一氢气流道分别与所述第一子氢气进口和第一子氢气出口连通；所述假阴极板的两端分别设有第二子氢气进口和第二子氢气出口，以及第二子空气进口和第二子空气出口；所述假阴极板的外侧表面上设有第一空气流道，所述第一空气流道分别与所述第二子空气进口和第二子空气出口连通；所述第三冷却流道设置在所述假阴极板的内侧表面上；所述第一冷却板的两端还分别设有第三子氢气进口和第三子氢气出口，以及第三子空气进口和第三子空气出口；所述第二冷却板的两端还分别设有第四子氢气进口和第四子氢气出口，以及第四子空气进口和第四子空气出口；所述第一子氢气进口、所述第二子氢气进口、所述第三子氢气进口和第四子氢气进口正对设置且相互连通，并与所述堆芯的氢气进口连通；所述第一子氢气出口、所述第二子氢气出口、所述第三子氢气出口和所述第四子氢气出口正对设置且相互连通，并与所述堆芯的氢气出口连通；所述第一子空气进口、所述第二子空气进口、所述第三子空气进口和第四子空气进口正对设置且相互连通，并与所述堆芯的氢气进口连通；所述第一子空气出口、所述第二子空气出口、所述第三子空气出口和所述第四子空气出口正对设置且相互连通，并与所述堆芯的氢气出口连通。
7、可选地，还包括：三个第一密封胶条，其中一个设置在所述假阳极板和所述第一冷却板之间，另一个设置在所述第一冷却板和所述第二冷却板之间；最后一个设置在所述假阴极板和所述第二冷却板之间。
8、可选地，所述假电极组件还包括：第二密封胶条，其设置在所述假电极和所述假阴极板的外侧面之间，所述假电极与所述堆芯的端部单体电池密封连接。
9、可选地，所述第一密封胶条和所述第二密封胶条的厚度范围均为0.4mm～0.8mm。
10、可选地，所述假双极板的数量为两个，所述假电极设置在所述两个所述假双极板之间，并通过对应的所述第二密封胶条密封。
11、再一方面，本专利技术还提供一种燃料电池，包括如上文所述的燃料电池电堆。
12、本专利技术至少具有以下技术效果之一：
13、本专利技术提供了一种燃料电池电堆，可以改善燃料电池电堆电压一致性问题，通过本专利技术中的假电极组件不仅可以提升端部单电池温度，提供良好本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种燃料电池电堆，包括：堆芯；所述堆芯的一端设置有冷却液进口，另一端设置有冷却液出口，所述冷却液进口和冷却液出口位于所述堆芯的同一端面，其特征在于，还包括：
2.如权利要求1所述的燃料电池电堆，其特征在于，
3.如权利要求2所述的燃料电池电堆，其特征在于，
4.如权利要求3所述的燃料电池电堆，其特征在于，
5.如权利要求4所述的燃料电池电堆，其特征在于，还包括：三个第一密封胶条，其中一个设置在所述假阳极板和所述第一冷却板之间，另一个设置在所述第一冷却板和所述第二冷却板之间；最后一个设置在所述假阴极板和所述第二冷却板之间。
6.如权利要求5所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述假电极组件还包括：第二密封胶条，其设置在所述假电极和所述假阴极板的外侧面之间，所述假电极与所述堆芯的端部单体电池密封连接。
7.如权利要求6所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述第一密封胶条和所述第二密封胶条的厚度范围均为0.4mm～0.8mm。
8.如权利要求7所述的燃料电池电堆，其特征在于，所述假双极板的数量为两个，所述假电极设置在所述两个所述假双极板之间，并通过对应的所述第二密封胶条密封，带有液体的氢气通过位于所述假电极一侧的氢气通道后流出。
9.一种燃料电池，其特征在于，包括如权利要求1～8中任一项所述的燃料电池电堆。
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【技术特征摘要】
1.一种燃料电池电堆，包括：堆芯；所述堆芯的一端设置有冷却液进口，另一端设置有冷却液出口，所述冷却液进口和冷却液出口位于所述堆芯的同一端面，其特征在于，还包括：
2.如权利要求1所述的燃料电池电堆，其特征在于，
3.如权利要求2所述的燃料电池电堆，其特征在于，
4.如权利要求3所述的燃料电池电堆，其特征在于，
5.如权利要求4所述的燃料电池电堆，其特征在于，还包括：三个第一密封胶条，其中一个设置在所述假阳极板和所述第一冷却板之间，另一个设置在所述第一冷却板和所述第二冷却板之间；最后一个设置在所述假阴极板和所述第二冷却板之间。
6.如权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴海龙，王燊，宋永平，周思宇，张旭，孙毅，王涛，杨铠，覃雄，李庆福，
申请(专利权)人：航天氢能上海科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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