电池堆模块

燃料电池单体的电压很低，在一定的负载下，电池单体的输出电压不够，这意味着要提供足够的电压就必须将多个电池串联起来，把单体电池串联起来就是电池堆。电池堆电压是多个电池电压的总和。传统的金属空气电池堆采用双极板式的堆叠结构。电池堆模块是构成电池堆的各种装置，来保证电池堆的正常工作供给电压。

概述电池堆并非实际电池堆放在一起，而是燃料电池术语，是指将多个燃料电池组成的电池堆，目的是为了获得实际应用的电压，相邻单电池间用双极板隔开，双极板起上下单电池串联和提供气体流路的作用。电池堆安装在圆形或矩形的压力装置中。电池堆其关键是组成电池堆的材料及制造技术。材料须有足够的化学稳定性和热稳定性。电化学性能须满足要求，各个技术条件也必须一致，以取得好的效益，应尽量减少体积和重量1。

结构电池堆的构造有两个基本部分：电极架及其附件，框架组合。框架可以注模制造（电化学能源公司），也可用压滤技术成型（西门子公司），若是塑料的话，可以熔焊（电化学能源公司）。显然，电池堆的设计及构造必须保证电解质、氢和氧化剂的布置非常紧凑1。

模块形式（1）阳极供给装置

阳极供给主要采用机械更换的方式。机械更换是一种操作简单、应用广泛、可携带型强的方式，特别适用于偏远地区运输不便的状况，可大量贮备。

（2）供液装置

电解液既是电池电化学反应的载体，又是它的参与者。电池工作时，泵送电解液流经正负极间的空隙到达各单电池顶端的堰并由各支路回到电解液池，一部分电解液经过热交换器（冷源是冷却风扇提供的空气流）进行温度控制。

（3）空气供给（散热）装置

电化学反应是放热过程。如果热量产生率太高，电池堆就会出现过热，影响反应的进行。对电池堆的冷却不充分会使电池堆内部的温度超出正常的工作温度范围，对电池性能造成坏的影响。空气供给装置兼做散热使用，通过4个直流调速风扇鼓入外部空气。另有散热盘管负责电池堆的温度控制，采用包络的方式环绕在箱体内部。

（3）电池综合管理装置

电池运行管理装置包括电池运行控制部分、电堆检测和反馈部分、电力输出部分。电堆检测及反馈部分包括温度、电压、电流、报警等传感器，已通过在电池的关键位置安装不同的传感器实现电池堆信息的及时反馈；电池运行控制部分包括温度控制装置、水位控制、电压控制、电流控制、功率调节与控制、报警处理、元器件自检及控制等；电力输出部分主要包括电压、电流、功率转变装置和电压、电流、功率补偿装置2。

本词条内容贡献者为:

李斌 - 副教授 - 西南大学