【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃料电池，尤其涉及一种燃料电池控温结构及燃料电池、汽车。
技术介绍
1、燃料电池，尤其是质子交换膜燃料电池(pemfcs)，因其清洁和高能量转换率而广泛应用于交通、固定、辅助和便携式系统等领域。然而，其在低温条件下的冷启动问题成为限制其大规模商业应用的主要障碍之一。冷启动是指在低于冰点的温度条件下启动质子交换膜(pem)燃料电池的过程。在冷启动过程中，由于氢氧化学反应的进行，产生的水会冻结成冰，占据多孔电极的孔隙，同时冰晶的形成容易刺破质子交换膜，导致启动过程中的困难甚至膜电极的损坏。冷启动问题对于燃料电池的商业应用来说是一个重大的挑战，尤其是在汽车和其他需要在低温环境下操作的应用中。这一问题不仅影响燃料电池的性能和可靠性，还限制了其在低温环境下的广泛应用。
2、同时，当前质子交换膜燃料电池是通过布置冷却水流道对单电池进行冷却，大多采用密布回路方法，一是需要采用较复杂的流道设计；二是在电池内部热量快速升高时容易造成冷却回路压力快速升高，造成冷却液泄漏引发危险，并且可能造成散热不均匀而造成电池局部衰减严重，而因散热不均导致膜电极各点散热条件不一致时，会导致膜电极各点实际性能有较大差异，严重时会导致膜电极中部出现局部过热，甚至烧穿质子交换膜。传统冷却设计存在的冷却不均匀、液泄漏和复杂性等问题，制约了燃料电池的性能和可靠性的进一步发展。
3、燃料电池在低温条件下的冷启动、冷却不均匀及冷却区存在泄露风险的问题制约了燃料电池在低温环境下及正常使用时的可靠性和性能，尤其对汽车等需要在寒冷气候下操作的应用
技术实现思路
1、针对现有燃料电池在低温条件下的冷启动、冷却不均匀及冷却区存在泄露风险的问题，本专利技术提供了一种燃料电池控温结构及燃料电池、汽车。
2、第一方面，本专利技术提供了一种燃料电池控温结构，包括燃料电池和控温结构，所述燃料电池包括多个堆叠的单电池；所述控温结构包括磁性组件及用于开闭和调控磁场的磁场控制件；所述磁性组件设置在相邻的两个所述单电池之间，且所述磁性组件位于所述磁场区域内，所述磁场控制件通过调控所述磁场，以控制所述磁性组件的温度升高或降低。
3、可选地，所述磁性组件为由磁性材料制成的磁性板，相邻的两个所述单电池之间设置有至少一个所述磁性板。
4、可选地，所述单电池包括极板，所述极板上设置有气体分配区和气体反应区，所述气体分配区位于所述气体反应区两端；
5、所述磁性板设置于所述极板背离所述气体反应区的一侧，所述磁性板在所述极板方向上的投影覆盖所述气体分配区和所述气体反应区。
6、可选地，所述极板包括阴极板和阳极板，所述磁性板的第一侧与相邻的所述单电池的所述阳极板紧密连接，所述磁性板的第二侧与另一相邻的所述单电池的所述阴极板紧密连接。
7、可选地，所述单电池还包括膜电极，所述膜电极设置于所述阴极板或所述阳极板背离所述磁性板的一侧。
8、可选地，所述燃料电池控温结构还包括导热层，所述导热层设置在所述磁性板与所述极板之间。
9、可选地，所述导热层在所述极板方向上的投影覆盖所述气体分配区和所述气体反应区。
10、可选地，所述燃料电池控温结构还包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述磁性组件的外缘。
11、第二方面，本专利技术还提供一种燃料电池，包括如上任意一项所述的燃料电池控温结构。
12、第三方面，本专利技术还提供一种汽车，包括所述的燃料电池。
13、在本专利技术中，通过磁场控制件控制磁性组件的温度升高或降低，对单电池进行加热或冷却。在需要冷却时，通过磁场控制件减弱磁场，使磁性组件温度降低，从而通过热传导有效冷却单电池，防止了过热现象和温度分布不均匀现象的发生，确保了燃料电池在正常工作状态下的稳定性和可靠性，也提高了系统的寿命和耐久性。同时，通过使用磁性组件替代传统冷却水流道，取消了冷却结构的密封设计，解决了传统设计在冷却回路压力快速升高时可能导致冷却液泄漏等问题。
14、另外，在需要加热时，通过磁场控制件控制磁场为高频磁场，使磁性组件持续放热，加热单电池各区域，降低了单电池阴极反应过程中的结冰倾向，提高了冷启动效率，使得燃料电池能够在低温环境下快速拉载，即提升输出功率，为燃料电池在汽车、便携电源等低温应用场景中的实际应用提供了更强大的性能支持。
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1.一种燃料电池控温结构，其特征在于，包括燃料电池和控温结构，所述燃料电池包括多个堆叠的单电池；所述控温结构包括磁性组件及用于开闭和调控磁场的磁场控制件；所述磁性组件设置在相邻的两个所述单电池之间，且所述磁性组件位于所述磁场区域内，所述磁场控制件通过调控所述磁场，以控制所述磁性组件的温度升高或降低。
2.根据权利要求1所述的燃料电池控温结构，其特征在于，所述磁性组件为由磁性材料制成的磁性板，相邻的两个所述单电池之间设置有至少一个所述磁性板。
3.根据权利要求2所述的燃料电池控温结构，其特征在于，所述单电池包括极板，所述极板上设置有气体分配区和气体反应区，所述气体分配区位于所述气体反应区两端；
4.根据权利要求3所述的燃料电池控温结构，其特征在于，所述极板包括阴极板和阳极板，所述磁性板的第一侧与相邻的所述单电池的所述阳极板紧密连接，所述磁性板的第二侧与另一相邻的所述单电池的所述阴极板紧密连接。
5.根据权利要求4所述的燃料电池控温结构，其特征在于，所述单电池还包括膜电极，所述膜电极设置于所述阴极板或所述阳极板背离所述磁性板的一侧。p>
6.根据权利要求3所述的燃料电池控温结构，其特征在于，所述燃料电池控温结构还包括导热层，所述导热层设置在所述磁性板与所述极板之间。
7.根据权利要求6所述的燃料电池控温结构，其特征在于，所述导热层在所述极板方向上的投影覆盖所述气体分配区和所述气体反应区。
8.根据权利要求1所述的燃料电池控温结构，其特征在于，所述燃料电池控温结构还包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述磁性组件的外缘。
9.一种燃料电池，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的燃料电池控温结构。
10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求9所述的燃料电池。
...【技术特征摘要】
1.一种燃料电池控温结构，其特征在于，包括燃料电池和控温结构，所述燃料电池包括多个堆叠的单电池；所述控温结构包括磁性组件及用于开闭和调控磁场的磁场控制件；所述磁性组件设置在相邻的两个所述单电池之间，且所述磁性组件位于所述磁场区域内，所述磁场控制件通过调控所述磁场，以控制所述磁性组件的温度升高或降低。
2.根据权利要求1所述的燃料电池控温结构，其特征在于，所述磁性组件为由磁性材料制成的磁性板，相邻的两个所述单电池之间设置有至少一个所述磁性板。
3.根据权利要求2所述的燃料电池控温结构，其特征在于，所述单电池包括极板，所述极板上设置有气体分配区和气体反应区，所述气体分配区位于所述气体反应区两端；
4.根据权利要求3所述的燃料电池控温结构，其特征在于，所述极板包括阴极板和阳极板，所述磁性板的第一侧与相邻的所述单电池的所述阳极板紧密连接，所述磁性板的第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：江枭枭，杜家坤，陈泓，李钰怀，廖乾畅，李目武，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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