本發明涉及燃料電池電堆，具體涉及一種帶有端板加熱功能的燃料電池電堆。
背景技術：
1、燃料電池是一種將反應物的化學能轉化成電能的裝置，具有發電效率高、環境污染小、比能量高、可靠性高等特點。
2、燃料電池電堆是由端板、集流板、雙極板、膜電極等電堆核心部件通過一片片堆疊的方式組成的。在電堆的最外側分別是氣端端板和盲端端板，電堆堆芯是由一片片單節電池組成。溫度是影響電池性能的關鍵因素，在電堆運行過程中，在每一片電池內部均有冷卻液流過，實現對電堆溫度的控制。燃料電池常用的運行溫度為60-90℃，在燃料電池運行過程中，被加熱的冷卻液流入電堆各單節電池，給電池快速升溫。然而，靠近兩側端板的單電池由于向外側端板熱傳導，導致電池自身溫度降低，導致靠近兩側端板的電池性能較差。
技術實現思路
1、有鑒于此，本發明公開一種燃料電池電堆，具體方案如下：
2、一種燃料電池電堆，包括電堆本體、外部管路；
3、所述電堆本體包括堆芯、氣口端板、盲端端板，所述堆芯設置于氣口端板與盲端端板之間，所述氣口端板上設有空氣入口、去離子水入口、氫氣入口、空氣出口、去離子水出口、氫氣出口；
4、所述外部管路分別與氣口端板的氫氣出口、空氣出口密封連接，所述氣口端板及盲端端板內均設有第一板部，第一板部中設有控溫矩陣，所述控溫矩陣包括若干個控溫管路，若干個控溫管路均勻陣列與端板內，每個控溫管路均與外部管路并聯連接，所述控溫管路內壁上涂覆有催化劑，外部管路向控溫管路內通入含有氫氣及氧氣的混合氣體，含有氫氣和氧氣的混合氣體在進入控溫管路后在催化劑的作用下，發生氧化還原反應，釋放熱量加熱端板。
5、作為本發明技術方案的補充，所述每組控溫管路均為螺旋狀排布。
6、作為本發明技術方案的補充，所述控溫管路上設有第一氧氣濃度傳感器、第一氫氣濃度傳感器。
7、作為本發明技術方案的補充，所述氣口端板及盲板端板內均還設有第二板部，所述第二板部內設有溫度傳感器。
8、作為本發明技術方案的補充，所述第一板部與第二板部相對平行設置于端板內，溫度傳感器設置數量與控溫管路設置數量相同且二者上下相對設置。
9、作為本發明技術方案的補充，所述外部管路包括空氣尾排管路、氫氣尾排管路、混合氣罐、流量控制器、輸氣管路；
10、所述空氣尾排管路的一端與氣口端板上的空氣出口連接，另一端與混合氣罐連接；
11、所述氫氣尾排管路的一端與氣口端板上的氫氣出口連接，另一端與混合氣罐連接；
12、所述輸氣管路設有若干組，且其設置數量與控溫管路數量相同，其一端與控溫管路連通，另一端與混合氣罐連通，通過輸氣管路向各控溫管路內輸送混合氣體，輸氣管路上設有流量控制器，用于控制氣體流量。
13、作為本發明技術方案的補充，外部管路還包括第二氧氣濃度傳感器、第三氧氣濃度傳感器、第二氫氣濃度傳感器、第三氫氣濃度傳感器、第一三通閥、第二三通閥、第一氣體流量計、第二氣體流量計；
14、所述第二氧氣濃度傳感器、第二氫氣濃度傳感器、第一三通閥、第一氣體流量計設置于空氣尾排管路上；第一三通閥、第一氣體流量計依次設置于第二氧氣濃度傳感器、第二氫氣濃度傳感器的下游；
15、所述第三氧氣濃度傳感器、第三氫氣濃度傳感器、第二三通閥、第二氣體流量計設置于氫氣尾排管路上；第二三通閥、第二氣體流量計依次設置于第三氧氣濃度傳感器、第三氫氣濃度傳感器的下游；
16、作為本發明技術方案的補充，外部管路還包括第一止回閥、第二止回閥，所述第一止回閥設置于空氣尾排管路上且位于第一氣體流量計與混合氣罐之間；所述第二止回閥設置于氫氣尾排管路上且位于第二氣體流量計與混合氣罐之間。
17、作為本發明技術方案的補充，混合氣罐的混合氣體中氫氣濃度計算公式如下為：
18、
19、上式中，a為混合后氫氣濃度，x1為空氣尾排管路中氧氣濃度，y1為空氣尾排管路中氫氣濃度，x2為氫氣尾排管路中氧氣濃度，y2為氫氣尾排管路中氫氣濃度，n1為通過空氣尾排管路輸送至混合氣罐內氣體體積，n2為通過氫氣尾排管路輸送至混合氣罐內氣體體積。
20、有益效果：本發明電堆可以有效利用電堆反應后排出的空氣和氫氣，進行電堆端板加熱，即提高了反應氣體的利用率，又改善了電堆端部電池的性能。
1.一種燃料電池電堆，其特征在于，包括電堆本體(1)、外部管路(2)；
2.根據權利要求1所述的一種燃料電池電堆，其特征在于，所述每組控溫管路(3)均為螺旋狀排布。
3.根據權利要求1所述的一種燃料電池電堆，其特征在于，所述控溫管路(3)上設有第一氧氣濃度傳感器(17)、第一氫氣濃度傳感器(18)。
4.根據權利要求1所述的一種燃料電池電堆，其特征在于，所述氣口端板(5)及盲板端板內均還設有第二板部(15)，所述第二板部(15)內設有溫度傳感器(16)。
5.根據權利要求4所述的一種燃料電池電堆，其特征在于，所述第一板部(13)與第二板部(15)相對平行設置于端板內，溫度傳感器(16)設置數量與控溫管路(3)設置數量相同且二者上下相對設置。
6.根據權利要求1所述的一種燃料電池電堆，其特征在于，所述外部管路(2)包括空氣尾排管路(19)、氫氣尾排管路(20)、混合氣罐(21)、流量控制器(22)、輸氣管路(23)；
7.根據權利要求6所述的一種燃料電池電堆，其特征在于，外部管路(2)還包括第二氧氣濃度傳感器(24)、第三氧氣濃度傳感器(25)、第二氫氣濃度傳感器(26)、第三氫氣濃度傳感器(27)、第一三通閥(28)、第二三通閥(29)、第一氣體流量計(30)、第二氣體流量計(31)；
8.根據權利要求7所述的一種燃料電池電堆，其特征在于，外部管路(2)還包括第一止回閥(32)、第二止回閥(33)，所述第一止回閥(32)設置于空氣尾排管路(19)上且位于第一氣體流量計(30)與混合氣罐(21)之間；所述第二止回閥(33)設置于氫氣尾排管路(20)上且位于第二氣體流量計(31)與混合氣罐(21)之間。
9.根據權利要求8所述的一種燃料電池電堆，其特征在于，混合氣罐(21)的混合氣體中氫氣濃度為：