发明公开：一种具有水热管理能力的燃料电池模块

一种具有水热管理能力的燃料电池模块,包括置于外包装子模块内的燃料电池堆、分配单元、单池电压检测单元和电力输出单元,外包装子模块包括包装壳(710)和包装壳上设置的空气进口(210)、空气出口(220)、氢气进口(310)、氢气出口(320)、冷却介质进口(410)、冷却介质出口(420)、通讯接口(591、592)、燃料电池堆的负极接口(620)和燃料电池堆的正极接口(610)；冷却介质入口(410)、冷却介质出口(420)、空气入口(210)、空气出口(220)、氢气入口(310)和氢气出口(320)分别与燃料电池堆(100)连接；燃料电池堆的负极接口(620)和燃料电池堆的正极接口(610)与燃料电池堆的输出端相连,分配单元包括氢气分配单元(330)、空气分配单元(230)和冷却介质分配单元(430),其特征在于所述具有水热管理能力的燃料电池模块还包括置于外包装子模块内的电源管理单元、降压加热子模块和液态水管理子模块；所述外包装子模块还包括能量控制器(720)、储能单元(730)、电加热单元(740)、氢气排放口(370)、通风进风管路接口(750)和通风出风管路接口(760),所述包装壳(710)内壁敷设保温材料,所述氢气排放口(370)、通风进风管路接口(750)和通风出风管路接口(760)设置在包装壳(710)上,通风进风管路(750)与燃料电池发电系统的空压机或风机(800)出口连接,通风出风管路(760)和燃料电池系统的排放口相连；所述能量控制器(720)在包装壳(710)内,能量控制器(720)输入端分别与燃料电池堆(100)的正负级(610、620)相连,能量控制器(720)输出端分别与储能单元(730)和电加热单元(740)相连,电加热单元(740)的电热元件布置在包装壳(710)内壁的保温材料表面；所述通讯接口(591、592)与电源管理单元的电子控制单元模块(510)相连；所述燃料电池模块的氢气排放口(370)经过液态水排水器(350)和脉冲电磁阀(360)与燃料电池堆的氢气出口相连,所述燃料电池堆(100)通过端板固定在包装壳上；所述电源管理单元包括电子控制单元模块(510)、空气温度传感器(520)、空气压力传感器(530)、氢气温度传感器(540)、氢气压力传感器(550)、冷却介质温度传感器(560)、冷却介质压力传感器(570)、电压传感器(580)、电流传感器(590)和连接线束,空气温度传感器(520)和空气压力传感器(530)连接在燃料电池堆空气进口通道上,氢气温度传感器(540)和氢气压力传感器(550)连接在燃料电池堆氢气进口通道上,冷却介质温度传感器(560)和冷却介质压力传感器(570)连接在燃料电池堆冷却介质进口通道上,电压传感器(580)和电流传感器(590)连接在燃料电池堆电输出线路上,空气温度传感器(520)、空气压力传感器(530)、氢气温度传感器(540)、氢气压力传感器(550)、冷却介质温度传感器(560)、冷却介质压力传感器(570)、电压传感器(580)和电流传感器(590)用信号线与电子控制单元模块(510)连接；所述降压加热子模块包括进口单向阀(440)、出口单向阀(480)、加热水箱(450)、电阻(460)和循环泵(470),加热水箱(450)出口与燃料电池堆冷却介质分配单元(430)的冷却介质入口相连,加热水箱(450)入口通过进口单向阀(440)与包装壳(710)上的燃料电池模块冷却介质入口(410)相连,出口单向阀(480)入口与燃料电池堆冷却介质分配单元(430)的冷却介质出口相连,出口单向阀(480)出口与包装壳(710)上的燃料电池模块冷却介质出口(420)相连,循环泵(470)出口与加热水箱(450)相连,循环泵(470)入口与燃料电池堆冷却介质分配单元(430)的冷却介质出口相连,循环泵(470)的控制开关与电子控制单元模块(510)相连,加热水箱(450)内设有电阻(460),电阻(460)一端连至燃料电池堆的负极(620),另一端通过电子控制单元模块(510)连至燃料电池堆的正极(610)；所述液态水管理子模块由氢气分水器(240)、空气分水器(340)、液态水排水器(350)和脉冲电磁阀(360)组成,包装壳(710)上的燃料电池模块空气入口(210)通过空气分水器(240)与燃料电池堆的空气分配单元(230)的空气入口相连,包装壳(710)上的燃料电池模块空气出口(220)与燃料电池堆的空气分配单元(230)的空气出口相连,包装壳(710)上的燃料电池模块氢气入口(310)通过氢气分水器(340)与燃料电池堆氢气分配单元(330)的氢气入口相连,包装壳(710)上燃料电池模块氢气出口(320)与燃料电池堆氢气分配单元(330)的氢气出口相连,液态水排水器(350)一端与包装壳(710)上的燃料电池模块氢气出口(320)相连,另一端通过脉冲电磁阀(360)与包装壳上燃料电池模块氢气排放口(370)相连,液态水排水器(350)置于燃料电池模块的最低点,脉冲电磁阀(360)与电源管理单元的电子控制单元模块(510)相连。