燃料电池的利记博彩app

专利名称：燃料电池的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及燃料电池。更具体地，本发明涉及在由包括多个堆叠体的 燃料电池在发电过程中的控制技术。
背景技术：
对于由多个电池堆叠威层所组成的燃料电池堆叠体(燃料电池组)(在 本说明书中，简称为"堆叠体，，)，存在一种趋势，尤其在启动过程中， 即电池越靠近堆叠体的端部，温度的升高越延迟。在这类情况中，由于缺 氧状态在该部位发生等，因此存在堆叠体输出整体上将降低的担忧。为了 避免以这种方式减少输出的情况，已经提出了一种技术，其中，例如，在 启动等过程中，断开位于端部的电池，并且以剩余电池进行发电(例如，
参见日本专利申请公开2005-183047 )。
然而，如果提供多个这样的堆叠体，为了将堆叠体的端部电池电连接 在一起，采用通过堆叠体的端部电池流通电流的方法，因此不能照原样以 该结构整体上消除堆叠体的输出的降低。

发明内容
本发明的目的在于提供一种燃料电池，即使该燃料电池由多个连接的 堆叠体组成，该燃料电池也能够通过在启动等过程中抑制燃料电池输出的 降低而实现稳定的运行。
本发明人进行了各种调查，并且得到了无论堆叠体的状态如何可用于 有效地抑制输出的降低的技术知识。本发明的一方面为燃料电池，该燃料电池包括多个堆叠体，其中多 个使反应气体进行电化学反应并产生电力的电池堆叠成层；以及导电元件， 其将所述堆叠体的端部电连接在一起使得该堆叠体构成串联电路；而且包 括第一继电器，其将不是在堆叠体的端部的电池与另一堆叠体的电池电连 接在一起。
根据本发明的该方面， 一方面，当输出不降低时，堆叠体中的任一电 池没有被排除，并且可以实现在所有电池均连接入串联电路中的情况下产 生电力；但另一方面，当发现输出已经降低时，通过闭合第一继电器可以 建立起将不是在一个堆叠体的端部的电池(以下称为内部电池)与另一堆 叠体的内部电池连接在一起的状态。因为，当一个堆叠体的内部电池与另
一堆叠体的内部电池已经如此连接在一起时，可能实现在排除，换句话说 是断开(切断)输出已经降低的电池的状态下产生电力，这些电池位于比 那些连接起来的电池更靠近端部的位置，因此可以确保整体上堆叠体的输出。
第一继电器可以形成将电池电压变得小于或等于预定值的那些电池从 燃料电池串联电路断开的旁路。如上所述闭合的第一继电器可以形成在一 个堆叠体的内部电池与另 一个堆叠体的内部电池之间基本上没有电阻的旁 路。当形成这类旁路时，可以断开位于比那些已经连接起来的电池更靠近 堆叠体的端部位置的电池，以使得建立起这些电池不参与发电的状态。
而且，可将多个这些第一继电器并联设置，以使得能够改变从串联电 路断开的电池数目。因为，当闭合这多个并联设置的继电器中的更位于靠 近堆叠体中心的一个时，可以建立起更多电池^L断开并且不参与发电的状 态，因此，例如存在有利的方面，即，可以响应于较大数目的电池的输出 降低的情况。而且还存在有利的方面，即在多个电池的输出依次恢复的情 况下，可以通过改变闭合的继电器而依次将旁路改变，从而仅断开那些输 出还未恢复的电池。
导电元件可以构成第二继电器，其与第一继电器分开设置。因为在这 种情况中，正如采用第一继电器，可以用导电元件开启和闭合电路，因此可以根据每个电池发电的状态，或根据燃料电池的输出改变第二继电器， 并且因此使得堆叠体的每个端部导电，或断开堆叠体的每个端部。
可以在启动过程中设置成断开第二继电器并连接第一继电器。正常地 是，在启动过程中，电池的温度未达到足够高的温度值，并且因为此外还 存在越靠近其堆叠体端部，电池的温度升高越受到延迟的趋势。如本发明 的该方面中在启动过程中通过闭合第一继电器中预定的一个并且因此进行 连接，可以通过以此方式断开处于低温状态的电池而确保整体上堆叠体适 当的输出。因此，可以实现稳定的启动。
还可以当电池电压已经恢复至预定值时，设置成断开第一继电器，并 且连接第二继电器。因为，当第一继电器如此开启并且断开时，就建立起 一种情况，可以说，其中，已经恢复的电池已经返回电路，因此可以进行 正常的运行，即，在正常情况下运行。
而且，在沿着与所述电池堆叠方向垂直的方向将所述多个堆叠体排列 成一排的同时，堆叠体中的正电极与负电极可交替地反向相对配置。如果，
如本发明的该方面中的，多个堆叠体成行(row)排列，而且，布置堆叠体中 的正电极与负电极，以使得沿相反方向交替定位，则可以将堆叠体之间进 行连接的连接点布置在位于相邻的位置，以使得紧凑的电路结构成为可能。 根据本发明的该方面，即使在多个堆叠体形成连接结构的情况下，也 可以通过抑制启动时输出的降低，实现稳定的运行。


参考附图，从以下对优选实施例的说明中，本申请的上述与进一步的 目标，特征以及优势将变得显而易见，其中，相同的数字用于表示相同的 元件，其中
图1为示意性示出了根据本发明的实施例的燃料电池结构的图2为示出构成燃料电池的一个堆叠体的结构的示例的透视图；以及
图3为示出了分解图2中所示的燃料电池的单个电池的分解透视图。
具体实施例方式
以下，将基于附图所示的示例性实施例详细"^兌明本发明的结构。
图1至图3显示了根据本发明的燃料电池的实施例。该实施例的燃料 电池1为包括多个燃料电池堆叠体3 (在本说明书中，简称为"堆叠体") 的燃料电池。其结构为，这些堆叠体3通过将堆叠体3的端部一个接一个 地电连接在一起，串联连接成电路。而且，为该燃料电池l提供了用于将 一个堆叠体3的内部电池2 (interior cells )与另一个堆叠体3的内部电池 2连接在一起的继电器4。
在该实施例的以下说明中，首先，将说明构成燃料电池1的一个堆叠 体3的示意性结构，并且随后将说明由多个这些堆叠体3 (例如，两个) 构成的燃料电池l。
在图2和3中，示出了该实施例的燃料电池l的示意性结构。图2示 出了通过将电池2层叠在一起而构成的堆叠体3，以及图3示出了这些电 池2中的一个。应该知道的是，尽管由堆叠体3如此构成的该燃料电池1 为可以用作例如燃料电池车辆(FCHV:燃料电池混合动力车辆)的车载发 电系统，对其适用性没有限制；其还可以用作安装在各种类型的移动设备 (例如船或飞机等)或机器人等能够自驱动的设备上的发电系统，或作为 固定的燃料电池。
燃料电池1包括堆叠体3，其中多个电池2堆叠成层，并且它们具有 这样的结构，在位于每个堆叠体3的两端的各个电池2的外侧顺序布置附 带有输出端5的集电板6，绝缘板7，以及端板8。而且，燃料电池l保持 一种状态，其中通过例如压板(图中未示出)沿电池2的堆叠方向施加预 定的压力，该压板设置成在两个端板8， 8之间建立桥接(架桥)，该压板通 过螺栓等固定至端板8， 8。
而且，为了监测与控制燃料电池l的运行状态，为堆叠体3设置电池 监控器(图中未示出)，用于测量电池2的电压。基于该电压测量结果，进行对燃料电池l的输出等的控制。应该知道的是，虽然通过图2中的示 例示出了附有输出端5的两个集电板6，进一步，为了通过这类电池监控 器进行电压监控，也可以将其他输出端(以及集电板)预先设置在沿电池 堆叠方向的预定的多个位置上，也可以布置得在监控电池电压的同时在这 些其他输出端之间对调位置。
电池2包括膜电极组件ll (以下称为"MEA，，-膜电极组件)，以及 一对隔板12a, 12b，它们将MEA11夹在中间(参见图3) 。 MEA 11与 隔板12a， 12b以大致矩形板形状成型。而且，形成MEAll,以使得其外 形略小于隔板12a， 12b的外形。而且，MEAll与隔板12a， 12b由成型 树脂随同第一密封元件13a, 13b成型，第一密封元件13a， 13b位于MEA 11与隔板12a, 12b的周边部分之间。
MEA11由电解质膜21以及一对电极22a, 22b (阴极与阳极)组成， 其中，电解质膜21由构成离子交换层的高分子材料构成，电极22a， 22b 将电解质膜21在其两个表面上夹在中间，其中，形成电解质膜21，以使 得略微大于电极22a， 22b。例如通过热压方法将电极22a， 22b连接至该 电解质膜21,使其周边部分24保留突出。
构成MEA 11的电极22a， 22b例如由多孔碳材料(扩散层)制成， 其承载粘着于其表面的例如铂等的催化剂。将例如空气的氧化气体或氧化 剂等提供给这些电极中的一个电极22a (阴极)，同时将氢气作为燃料气 体提供给这些电极中的另一电极22b (阳极)；并且，由于这些类型的气 体，在MEAll中发生电化学反应，以使得从电池2获得电动势。
隔板12a， 12b由不透气的导电材料制成。作为这种导电材料，除了碳 或导电的硬树脂，可以列举例如铝或不锈钢等的材料。该实施例的隔板 12a, 12b的基体材料由金属板构成，并且在该基体材料的电极侧面上形成 具有优异抗腐蚀能力的层(例如由镀金制成的表面层)。
而且，在隔板12a， 12b的两个表面上，均形成槽状流道，其由多个凹 部组成。在例如基体材料是由金属板构成的该实施例的隔板12a， 12b的情 况下，这些流道可以通过压制成形而形成。如此形成的槽状流道构成氧化气体的气体流道31a,氢气的气体流道31b，或冷却水流道32。现对其以 更具体的术语进行说明，在将成为电极22a的一侧的隔板12a的内部表面 上，形成多个为直线形状的氧化气体的气体流道31a,并且在其后表面(其 外侧的表面)，形成多个为直线形状的冷却水流道32 (参见图3)。以相 同的方式，在将成为电极22b的一侧的隔板12b的内部表面上，形成多个 为直线形状的氢气的气体流道31b，并且在其后表面(其外侧的表面)， 以同样的方式，形成多个为直线形状的冷却水流道32 (参见图3)。例如， 在该实施例的情况下，形成电池2的这些气体流道31a与气体流道31b, 以使得其相互平行。而且，在该实施例中，其结构为，对于相邻的两个电 池2, 2，当一个电池2中的隔板12a的外表面以及与"M目邻的电池2的隔 板12b结合到一起时，它们的冷却水流道32成为一体，并且形成例如具有 矩形横截面的流道。应该知道的是，布置成由成型树脂成型相邻电池2， 2 的隔板12a与隔板12b之间的周边部分。而且，应该知道的是，虽然，在 以上的说明中，将直线形状的导管作为一个示例说明，但也可以以迂回 (serpentine)形状构成这些气体流道等。
而且，在隔板12a, 12b的端部的附近(在该实施例的情况下，沿纵向 靠近隔板端部的隔板部分)，形成氧化气体的入口侧歧管41,氢气的入口 侧歧管42，以及冷却水的入口侧歧管43。例如，在该实施例的情况下，这 些歧管41， 42, 43形成为设置在隔板12a， 12b中的大致矩形的通孔(参 见图3)。而且，在隔板12a， 12b的相对侧的端部，形成氧化气体的出口 侧歧管51,氢气的出口侧歧管52,以及冷却水的出口侧歧管53。在该实 施例的情况下，这些歧管51， 52， 53也形成为大致矩形的通孔(参见图3)。
在上述这些歧管中，隔板12a中的用于氧化气体的歧管41与歧管51， 分别经由在隔板12a中形成槽状的入口侧连通通道61与出口侧连通通道 62，与氧化气体的气体流道31a相连通(参见图3)。以相同的方式，隔 板12b中的氢气的歧管42与歧管52分别经由入口侧连通通道63与出口侧 连通通道64与氢气的气体流道31b相连通，该连通通道63, 64在隔板12b 中形成槽状(参见图3)。而且，隔板12a， 12b中的冷却水的歧管43与歧管53分别经由入口侧连通通道65与出口侧连通流道66与冷却水流道 32相连通，该连通通道65， 66在隔板12a， 12b中形成槽状。采用以上^兌 明的隔板12a， 12b的结构，使得将氧化气体，氢气，以及冷却7jC提供至电 池2成为可能。为了列举这种具体的示例，例如，氧化气体从隔板12a的 歧管41穿过连通通道61而流入气体流道31a，并且，在用于通过MEA 11 的发电后，穿过连通通道62而流出到歧管51中。
第一密封元件13a， 13b为均以相同框架形状形成的元件(参见图3)。 其中，第一密封元件13a为设置在MEAll与隔板12a之间的元件；更具 体地，设置13a，以使得其插入到电解质膜21的周围边缘部分24与隔板 12a上的气体流道31a的周围的部分之间。而且，另一第一密封元件13b 为设置在MEA 11与隔板12b之间的元件；更具体地，设置13b，以使得 其插入到电解质膜21的周围边缘部分24与隔板12b上的气体流道31b的 周围的部分之间。
而且，在相邻的电池2， 2的两个隔板12a, 12b之间，设置了框架形 状的第二密封元件13c (参见图3)。第二密封元件13c为这样一种元件， 其设置成插入到隔板12a的冷却水流道32的周围的部分与隔板12b的冷却 水流道32的周围的部分之间，以在它们之间密封。在这方面，在该实施例 的电池2中，在隔板12a， 12b中用于液流的各种通道31a， 31b， 32， 41 至43, 51至53，以及61至66中，各种用于液流的歧管，即，入口侧歧 管41至43以及出口侧歧管51至53，构成位于第一密封元件13a， 13b与 第二密封元件13c的外侧上的通道(参见图3 )。
接下来，将对通过将两个上述类型的堆叠体3连接在一起而构建的该 实施例的燃料电池1进行说明(参见图1)。
如图l所示，以两个堆叠体3沿与电池堆叠方向垂直的方向的排列构 建该实施例的燃料电池；换句话说，具有这种结构，其中两个堆叠体3， 可以说，排列成水平行。在这方面，此处所示的堆叠体3的布置仅是合适 的布置中的一个示例，并且，当然，其还可以使用一些其他形式；但是， 如果将它们布置成如该实施例中的水平并列，那么就会存在使燃料电池1变得更紧凑成为可能的有利方面。
如此以水平行布置的两个堆叠体3具有这样的结构，其中它们各自的 端部，更具体地，在它们一端部的输出端5 (然而，这些在图1中省略了) 通过例如导电板等连接在一起而电连接在一起。而且，在与该导电元件9 相对置的一侧的端部处，设置各个输出端，并从而整体上限定出用于该燃 料电池1的输出部分10。根据以上结构，作为从一个堆叠体的输出部分10 至另一堆叠体的输出部分IO,以曲柄形状连接的结果，电气地构成串联电 路(参见图1)。
而且，对该燃料电池1设置继电器4。该继电器4为用于将一个堆叠 体的内部电池2连接至另一堆叠体的内部电池2的装置，并且该继电器4 为这样一种装置，通过将其闭合，产生旁路，以使得将电池电压值变得低 于或等于预定值的电池2从该燃料电池1的串联电路断开。当如此闭合继 电器4并且产生旁路时，可以将比通过该旁路连接的电池更靠近堆叠体端 部的电池断开，以使得建立起这些电池不参与发电的状态。
还可以将该类继电器4以适合燃料电池1的输出降低现象的数目布置。 换句话说，因为，在启动等过程中，延迟了更加靠近堆叠体3的端部的电 池2的温度升高，并且发生电压降低，因此可以通过有效地将存在这样发 生电压降低担忧的电池2断开而实现更稳定的运行。在该实施例中，该点 为，例如^L置两个继电器4 (在图1中，从堆叠体中心的一个开始依次以 4a， 4b表示)以使得其与导电元件9并联，并且其布置得可以从闭合这些 继电器4a， 4b中的一个的状态或将两个继电器一起打开的状态中选择(参 见图1)。
而且，如果^:置继电器4，该继电器可以选择性地以该方式产生旁路，
那么还可以赋予每个输出部分10相同的功能。换句话说，因为堆叠体3 的电池电压降低示出了几乎相同的在堆叠体3的两个端部的对称变化，因 此可以以相同的方式在两个端部进行电池2的断开。例如，在该实施例中， 对输出部分IO设置多个(例如，三个，总共六个)并联的继电器14， 15 (在图1中，这些分别由14a至14c以及15a至15c表示)，并且其布置得可以对应于输出状态从并联形成的多个(在该情况中有三个)电流路径 中选择最优的。
应该知道的是，在该情况中，其中设置继电器14c (15c)的电流路径 为在正常的发电过程中使用的电流路径，这些电流路径连接至堆叠体3的 端部(例如连接至堆叠体的输出端)。虽然继电器14a(15a)与14b(15b) 的布置不特别地受到限制，因为，如上所述，在电池电压降低过程中，对 称变化发生在堆叠体3的两端，还可以将这些继电器14a， 14b(15a， 15b ) 与用于产生上述旁路的继电器4a， 4b对称布置。通过这样做，当电池电压 降低时，可以在两个端部中的每一端处依次断开相同数目(相同数量)的 电池2，并且可以在已经断开的电池2的每一端处返回相同数目(相同数 量)。在该实施例中，将继电器14a (15a)与继电器4a对称布置，并且 将继电器14b (15b)与继电器4b对称布置(参见图1)。
在该类燃料电池l的情况中， 一旦输出降低，可以进行以下或对应处 理。在图1中，示出了一个示例，虽然其可能不同于实际发生的，但其易 于理解。例如考虑图1中的上部堆叠体3，在例如当从连接继电器14c的 端部至连接继电器14a的部分的区域中的电池电压，以及从连接导电元件 9的端部至连接继电器4b的部分的区域中的电池电压降低，并且降到预定 值之下时的情况中，建立起同时闭合继电器4b与继电器14a的状态(参见 图1)。当已经做了这些时，因为建立起这样的状态，其中将电池电压降 低至预定值之下的在堆叠体的两个端部附近的电池2从用于产生电压的部 分断开，因此即使发生该类输出的降低也可以实现更稳定的运行。
而且，例如考虑图1中的下侧堆叠体3，在例如当从连接继电器15c 的端部至连接继电器15b的部分的区域中的电池电压，以及从连接导电元 件9的端部至连接继电器4b的部分的区域中的电池电压降低，并且降到预 定值之下时的情况中，建立起同时闭合继电器4b与继电器15b的状态(参 见图1)。当已经做了这些时，建立起这样的状态，其中以与上勤目同的 方式，将电池电压降低至预定值之下的在堆叠体的两个端部附近的电池2 从用于产生电压的部分断开。应该知道的是，在上述示例的情况中的电流路径变成图1中的下侧 输出端10 —继电器15b—电压大于或等于预定值的下侧堆叠体的内部电池 2中的那些—继电器4b—电压大于或等于预定值的上侧堆叠体3的内部电 池2中的那些—继电器14a —上侧输出部分IO。换句话说，在该时刻，从 继电器15b的连接部分至继电器14b的连接部分，以及从继电器4b的连 接部分至继电器14a的连接部分的电池作为用于实际发电的电池使用。
而且，当在上述状态中继续运行时，随着时间流逝，可以说电池电压 恢复，从而上升到预定值。当远离中心电池的电池2逐渐如此恢复时，系 统从将恢复的这些电池2被断开的状态返回至将恢复的这些电池2返回至 最初电路，并且可以将电池返回至它们用于发电的状态。作为示例，在紧 接启动后的时间点，例如，闭合继电器4a，并且系统与电池电压的恢复状 态一致地切换至继电器4b (换句话说，将继电器4a置于开启状态，继电 器4b置于闭合状态)，并且，当继续进一步恢复时，最终继电器4b开启， 并且可以建立起其中系统切换至导电元件9的正常发电的状态；换句话说， 可以依次切换至其中使用全部电池2进行发电的状态。
如以上il明的，具有上述结构的该实施例中的燃料电池1， 一方面， 如果不存在输出降低，就没有堆叠体3中的电池2被排除，并且布置得在 其中电池全部串联连接入电路的状态中进行发电；但是，当发现输出降低 时，可以建立起这种状态，其中通过闭合继电器4 (以及14， 15)将一个 堆叠体3的内部电池2与另一堆叠体3的内部电池2通过旁路进行连接。 当通过旁路如此连接沿电路的中间部分(途中)时，可以在这样的状态中 进行发电，其中，已经断开了比相互连接的电池2更靠近端部的电池2; 或者，采用不同的语言对此进行表述，可以停止通过端部附近的电池2发 电。如果温度未升到足够高的电池2保持原样，那么不久之后将发生冷凝， 并且由于该冷凝水阻碍了燃料的供给，因此存在诱发电压降低的担忧。然 而，根据该实施例中的燃料电池，其中可以仅将预定的几个电池2断开预 定的时间周期，所以可以抑制由于这类原因的输出的降低，从而使得可以 实现更稳定的运行状态。应该知道的是，虽然上述实施例是实现本发明的一个合适地示例，但 并不将其作为本发明的限制；假若不脱离本发明的主旨，可以实现各种变形。例如，尽管在上述实施例中，根据其中提供多个(2或3)继电器4(14, 15)的这种情况提供说明，这仅是一个示例；不用说，如果提供比这个数 目更多的继电器，可以在更多细孩i限定的部分或区域一个接一个地断开电 池2。如果这样做了，可以使得系统更敏感地响应于温度状况或发电状况。 虽然，在这种情况下，存在各种模式或形式，这些模式或形式应以根据燃 料电池l的规格或输出的具体形式而实现，列举一个具体示例，如果布置 得为以相同的间隔，每两个或三个堆叠体设置继电器4 (14， 15)，则可 以每次两个或三个断开这些电池2,并且可重新连接它们，将它们恢复工 作，从而良好的切换变成可能，同时防止了继电器的数目变得过大。而且， 可以不必将距离堆叠体端部的距离(堆叠体中的数字)相同的电池2连接 在一起；或者可以根据堆叠体3的状态，将一个堆叠体3的端部与不在另 一个堆叠体3的端部的电池2连接在一起；或者可以在那些距离端部距离 (堆叠体中的数字)不同的电池2之间进行连接。而且，虽然在该说明书中使用表述"继电器(4， 14， 15)，，，该表述 "继电器"可以说用于广义；例如，它还包括用于进行切换的开关。重要 的在于，在该说明书中，能够以各种类型的装置作为继电器使用，其可以 在电流路径沿着中途断开的状态与被导通的状态之间根据需要而改变。而且，虽然，在该实施例中，结构是通过导电元件9 (例如，如导电 板的元件)将两个堆叠体3的端部连接在一起，可以替代这种的是，应该 可以利用这样的结构，即通过使用第一继电器4作为替代元件(第二继电 器)将它们连接在一起，其中第一继电器也用在其他位置。在这种情况下， 当例如同时开启上述的继电器4a与4b时，通过闭合该替代的继电器(第 二继电器)而形成电流路径。而且，虽然，在该实施例中，根据这样一种系统进行了说明，在该系 统中，当一部分的电池电压低于或等于预定值时，应用本发明，作为更加 具体的应用方案，还可以将本发明应用于这种情况中，其中例如，在燃料电池l的启动过程中，仅继电器4闭合。例如，在燃料电池l的启动过程 中，通常电池2的温度达不到足够水平，而且，具有电池2越靠近堆叠体 的端部则其温度升高越被延迟的趋势。如果本发明应用于该类型的方案， 则其可以以该方式断开处于温度较^f氐的状态中的电池2而实现稳、定的启动。而且，如果如上所述的导电元件9构建成第二继电器，在燃料电池1 的启动过程中，可以建立起这样一种连接状态，其中，开启并断开该第二 继电器，闭合并连接上述继电器(第一继电器)4。在该类型情况下，在启 动过程中将靠近堆叠体3端部定位的电池2断开，因此容易确保整体上堆 叠体的输出。而且，当电池电压恢复至预定值时，通过依次断开第一继电 器4，并且通过最终建立起连接第二继电器的状态，可以进入切换至正常 发电状态，换句话说，进入在使用全部电池2的同时进行发电的状态。而 且，如果以该方式在开启第二继电器(导电元件)的状态中实现燃料电池 的运行，则因为可以建立起这样的状态，其中，靠近堆叠体3的端部定位 的电池2 (输出降低的电池)从其他电池2电气地断开，因此，还存在有 利的方面，即可以等待靠近堆叠体端部的电池2的恢复，同时保持效率良 好的发电状态。另一方面，例如，在燃料电池l的启动过程中，可以在闭合以上类型 的第二继电器(导电元件)的状态下保持该状态地进行。在该类型的情况 下，尽管电力的生成效率变得低于第二继电器处于开启状态中的状态时， 但温度上升的速度变得快于第二继电器不导电的情况，这是因为可以将靠 近堆叠体3端部的电池2 (输出降低的电池)置入发电的状态。因此，存 在有利的方面，即通过升高这些输出降低的电池2的温度，更加迅速地实 现正常的发电状态。该情况还与例如使用导电板的上述实施例中的导电元 件9的情况相同，。而且，可以^^用加热器(加热装置)用于升高堆叠体3端部的电池2 (输出降低的电池)的温度。如果布置得使用该类型的外部加热器加热堆 叠体3端部的电池2 (输出降低的电池)，存在有利的方面，即由于从启动燃料电池l开始，温度升高的速度变快，可以更加迅速地实现正常发电 状态。而且，在该情况中，因为即使在如前所述开启第二继电器(导电元 件)的状态中继续发电，这不需要伴随温度升高时间的很长延迟，因此， 还有有利的方面，即可能在迅速实现(返回)正常发电状态与保持效率良 好的发电状态之间的兼容性。而且，虽然，在该实施例中，通过具有这样结构(参见图1)的示例示出了燃料电池l，在该结构中，可以说，两个堆叠体3以水平行布置， 这也仅中通过示例列举，堆叠体3的数量并不限于例子中的两个，并且这 些堆叠体3的布置也不限于例子中的它们以水平行布置。重要的在于，燃 料电池由多个堆叠体3组成；并且，应该知道的是，可以将本发明应用于 燃料电池l具有这种结构的任意情况中，在该结构中，多个堆叠体3通过 电连接它们的端部而串连连接在电路中。
权利要求
1. 一种燃料电池，包括多个堆叠体，其中多个使反应气体进行电化学反应并产生电力的电池 堆叠成层；以及导电元件，其将所述堆叠体的端部电连接在一起使得所述堆叠体构成 串联电路；其特征在于，包括第一继电器，其将不是在堆叠体的端部的电池与 另 一堆叠体的电池电连接在一起。
2. 根据权利要求1所述的燃料电池，其特征在于， 所述第一继电器构成将位于所述堆叠体的端部的电池从该燃料电池的串联电路断开的旁路。
3. 根据权利要求1或2所述的燃料电池，其特征在于， 所述第一继电器构成将电池电压值低于或等于预定值的电池从该燃料电池的串联电路断开的旁路。
4. 根据权利要求2或3所述的燃料电池，其特征在于， 多个所述第一继电器并联布置，使得能够改变从所述串联电路断开的电池的数量。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的燃料电池，其特征在于， 所述导电元件包括与所述第 一继电器分开设置的第二继电器。
6. 根据权利要求5所述的燃料电池，其特征在于， 在燃料电池启动期间，断开所述第二继电器，连接所述第一继电器。
7. 根据权利要求5或6所述的燃料电池，其特征在于， 当所述电池电压恢复到预定值时，断开所述第一继电器，连接所述第二继电器。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的燃料电池，其特征在于， 在沿着与所述电池堆叠方向垂直的方向将所述多个堆叠体排列成一排的同时，所述堆叠体的正电极与负电极交替地反向相对配置。
9. 一种燃料电池，包括多个堆叠体，其中多个橫义应气体进行电化学反应并产生电力的电池堆叠成层；导电元件，其将所述堆叠体的端部电连接在一起使得所述堆叠体构成 串联电路；以及第一继电器，其将不是在堆叠体的端部的电池与另一堆叠体的电池电 连接在一起。
全文摘要
一种燃料电池，包括多个堆叠体(3)和导电元件(9)中，在多个堆叠体(3)中，多个使反应气体进行电化学反应而发电力的电池(2)堆叠成层；导电元件(9)将堆叠体(3)的端部电连接在一起使得堆叠体(3)构成串联电路，该燃料电池还设置了第一继电器(4)，其将不是在堆叠体(3)的端部的一些电池(2)与另一堆叠体(3)的电池(2)电连接在一起。该第一继电器(4)可以构成将电池电压值低于或等于预定值的电池(2)从该燃料电池的串联电路断开的旁路。
文档编号H01M8/04GK101313430SQ200680043262
公开日2008年11月26日 申请日期2006年11月15日 优先权日2005年11月24日
发明者藤田信雄 申请人:丰田自动车株式会社