本發(fā)明涉及燃料電池夾具，具體而言，涉及一種燃料電池夾具及控溫方法。

背景技術：

1、目前，質子膜氫燃料電池是一種將儲存在燃料和氧化劑內(nèi)的化學能直接轉化為電能的能源裝置，具有能量轉換效率高、環(huán)境污染少、使用壽命長等優(yōu)點，適用于交通、電站、可移動電源等多種用途，具有廣闊的市場應用前景。

2、然而，車用燃料電池的耐久性受雙極板、膜電極等多種因素的制約。而成本又受到膜電極性能的制約。其中膜電極的耐久性及性能受到電池內(nèi)水熱管理的影響，水過多或過少都可能影響膜電極的性能和耐久性。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種燃料電池夾具及控溫方法，以解決現(xiàn)有技術中的燃料電池的膜電極的性能和耐久性較差的問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種燃料電池夾具，用于夾緊在電池堆上，電池堆包括至少兩個雙極板，相鄰兩個雙極板之間設有膜電極，至少兩個雙極板相對遠離的兩側均依次設有集流板和絕緣板，燃料電池夾具包括：第一端板和第二端板，分別設置在兩個絕緣板遠離集流板的一側且相互連接，以夾緊電池堆，第一端板上分別設有第一通水通道和第二通水通道；第一端板與電池堆中遠離第一端板的一個雙極板之間分別設有第一水路通道和第二水路通道，第一水路通道的兩端分別與第一通水通道和該雙極板內(nèi)部的水路流道連通，第二水路通道的兩端分別與第二通水通道和該雙極板內(nèi)部的水路流通連通；其中，沿豎直方向，第一通水通道位于第二通水通道的上方。

3、進一步地，第一通水通道包括沿水平方向間隔設置的多個第一通水孔，第一水路通道為多個，多個第一水路通道分別與雙極板內(nèi)部的水路流道連通，多個第一通水孔分別與多個第一水路通道一一對應地設置；第二通水通道包括沿水平方向間隔設置的多個第二通水孔，第二水路通道為多個，多個第二水路通道分別與雙極板內(nèi)部的水路流道連通，多個第二通水孔分別與多個第二水路通道一一對應地設置。

4、進一步地，雙極板上分別設有與其內(nèi)部的水路流道連通的多個第一水路孔和多個第二水路孔，多個第一水路孔分別與多個第一通水孔一一對應地設置，多個第二水路孔分別與多個第二通水孔一一對應地設置；膜電極的框架上分別設有多個第三水路孔和多個第四水路孔，多個第三水路孔分別與多個第一水路孔一一對應地設置，多個第四水路孔分別與多個第二水路孔一一對應地設置；兩個集流板中位于第一端板與膜電極之間的一個集流板上分別設有多個第五水路孔和多個第六水路孔，多個第五水路孔分別與多個第三水路孔一一對應地設置，多個第六水路孔分別與多個第四水路孔一一對應地設置；兩個絕緣板中位于第一端板與集流板之間的一個絕緣板上分別設有多個第七水路孔和多個第八水路孔，多個第七水路孔分別與多個第五水路孔一一對應地設置，多個第八水路孔分別與多個第六水路孔一一對應地設置。

5、進一步地，第一水路孔、第三水路孔、第五水路孔及第七水路孔依次連通以形成第一水路通道；和/或，第二水路孔、第四水路孔、第六水路孔及第八水路孔依次連通以形成第二水路通道。

6、進一步地，第一端板上分別設有陽極通氣入口和陽極通氣出口，陽極通氣入口靠近第一通水通道的一側設置，陽極通氣出口靠近第二通水通道的一側設置，第一端板與電池堆中遠離第一端板的一個雙極板之間分別設有與該雙極板的兩側面上的氣路流道連通的第一陽極氣路和第二陽極氣路，第一陽極氣路與陽極通氣入口連通，第二陽極氣路與陽極通氣出口連通；第一端板上分別設有陰極通氣入口和陰極通氣出口，陰極通氣入口靠近第一通水通道的另一側設置，陰極通氣出口靠近第二通水通道的另一側設置，第一端板與電池堆中遠離第一端板的一個雙極板之間分別設有與該雙極板的兩側面上的氣路流道連通的第一陰極氣路和第二陰極氣路，第一陰極氣路與陰極通氣入口連通，第二陰極氣路與陰極通氣出口連通。

7、進一步地，雙極板、膜電極的框架、位于第一端板與雙極板之間的一個集流板及位于第一端板與集流板之間的一個絕緣板上均對應與陽極通氣入口、陽極通氣出口、陰極通氣入口及陰極通氣出口設有通氣孔，以使雙極板、膜電極的框架、該集流板及該絕緣板上的各通氣孔依次連通分別形成第一陽極氣路、第二陽極氣路、第一陰極氣路及第二陰極氣路。

8、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種燃料電池控溫方法，適用于上述所提及的燃料電池夾具，燃料電池控溫方法包括：設定目標溫度值；獲取電池堆內(nèi)部的實時溫度值；判斷目標溫度值與實時溫度值之間的溫度大小，以根據(jù)溫度大小判斷對電池堆進行加熱或者散熱。

9、進一步地，根據(jù)溫度差值判斷對電池堆進行加熱或者散熱的步驟包括：當目標溫度值大于實時溫度值時，控制外部水路向第一通水通道內(nèi)通入高溫控溫液，以使電池堆內(nèi)部的低溫控溫液從第二通水通道內(nèi)排出，以提高電池堆內(nèi)部的溫度；和/或，當目標溫度值小于實時溫度值時，控制外部水路向第二通水通道內(nèi)通入低溫控溫液，以使電池堆內(nèi)部的高溫控溫液從第一通水通道內(nèi)排出，以降低電池堆內(nèi)部的溫度。

10、進一步地，控溫方法還包括：獲取電池堆內(nèi)部的實時電流；當實時電流大于預設電流值時，控制分別靠近陰極通氣入口和陰極通氣出口的兩個第一通水孔打開，并關閉其余第一通水孔；控制分別靠近陰極通氣入口和陰極通氣出口的兩個第二通水孔打開，并關閉其余第二通水孔；控制外部水路分別向靠近陰極通氣入口的一個第一通水孔和一個第二通水孔通入低溫控溫液，以使該低溫控溫液從靠近陰極通氣出口的一個第一通水孔和一個第二通水孔排出，以使膜電極的陰極側的濕度一致。

11、進一步地，控溫方法還包括：當電池堆停止運行時，控制外部水路分別向靠近陰極通氣出口的一個第一通水孔和一個第二通水孔通入高溫控溫液，以使靠近陰極通氣入口的一個第一通水孔和一個第二通水孔排出電池堆內(nèi)部的低溫控溫液，以吹干膜電極位于陰極側的水分。

12、應用本發(fā)明的技術方案，提供了一種燃料電池夾具，用于夾緊在電池堆上，電池堆包括至少兩個雙極板，相鄰兩個雙極板之間設有膜電極，至少兩個雙極板相對遠離的兩側均依次設有集流板和絕緣板，燃料電池夾具包括：第一端板和第二端板，分別設置在兩個絕緣板遠離集流板的一側且相互連接，以夾緊電池堆，第一端板上分別設有第一通水通道和第二通水通道；第一端板與電池堆中遠離第一端板的一個雙極板之間分別設有第一水路通道和第二水路通道，第一水路通道的兩端分別與第一通水通道和該雙極板內(nèi)部的水路流道連通，第二水路通道的兩端分別與第二通水通道和該雙極板內(nèi)部的水路流通連通；其中，沿豎直方向，第一通水通道位于第二通水通道的上方。

13、這樣，在具體使用時，第一端板和第二端板分別設置在電池堆的兩側以夾緊電池堆，當電池運行溫度低于最佳運行溫度或者電池發(fā)熱量較大時，進而通過向第一通水通道和第二通水通道中對應的一個內(nèi)通入控溫液，使得控溫液從與其對應的第一水路通道和第二水路通道中的一個內(nèi)流入至雙極板內(nèi)部的水路流道，以使水路流道內(nèi)的原控溫液流入至第一水路通道和第二水路通道中的另一個內(nèi)并從第一通水通道和第二通水通道中的另一個內(nèi)排出，從而實現(xiàn)對電池在運行過程中的控溫操作，有效提升了升溫和降溫效率，并降低了整個系統(tǒng)能耗，提升了整個電池堆系統(tǒng)效率，以解決了現(xiàn)有技術中的燃料電池的膜電極的性能和耐久性較差的問題。