燃料电池车辆的制作方法

1.实施方式涉及一种燃料电池车辆。


背景技术：

2.燃料电池是其中数百个堆叠的单元电池发电的发电装置。所产生的电被收集在设置在电池堆的各个端部处的集电器中，并且被传送到设置在电池堆的上端的接线盒。为此，燃料电池包括堆叠母线排(stack bus bar)和端子台，以将收集在集电器中的电传递到接线盒。
3.堆叠母线排是用作连接集电器和端子台的电气路径的导体，并且端子台是用于将从集电器接收的电力通过堆叠母线排传递到接线盒的组件。
4.当用于使加热器工作以产生热量的电子部件和集电器短路时，如果向这些部件的电流供应不中断，则加热器可能过热并因此燃烧。


技术实现要素：

5.因此，实施方式针对一种燃料电池车辆，其基本上消除了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或多个问题。
6.实施方式可以提供电稳定的燃料电池车辆。
7.然而，实施方式要实现的目的不限于上述目的，并且根据以下描述，本领域技术人员将清楚地理解本文中未提及的其他目的。
8.根据实施方式的燃料电池车辆可以包括燃料电池和构造成接收在燃料电池中产生的电力的接线盒。燃料电池可包括：至少一个电池堆，被配置为使得堆叠多个单元电池；加热器，设置在至少一个电池堆的端部以加热至少一个电池堆；集电器，设置在至少一个电池堆的端部，以收集在至少一个电池堆中产生的电力；端子台，将集电器和加热器电连接到接线盒；正极母线排和负极母线排，将集电器电连接到端子台，以及正极引线和负极引线，将加热器电连接到端子台。接线盒可以包括：第一开关单元，设置在正极引线和正极母线排之间；以及第二开关单元，设置在负极引线和负极母线排之间。
9.例如，端子台可以包括：正极母线端子，将正极母线排连接到第一开关单元的第一端部；正极加热器端子，将正极引线连接到与第一端部相对的第一开关单元的第二端部；负极母线端子，将负极母线排连接到第二开关单元的第三端部；以及负极加热器端子，将负极引线连接到与第三端部相对的第二开关单元的第四端部。
10.例如，第一开关单元可以包括：第一熔断器，第一熔断器的一侧连接到第一端部；以及第一开关，设置在第一熔断器的相对侧与第二端部之间。
11.例如，第二开关单元可以包括：第二熔断器，第二熔断器的一侧连接到第三端部；以及第二开关，设置在第二熔断器的相对侧与第四端部之间。
12.例如，正极母线端子和负极母线端子可以在第一方向上对准，并且正极加热器端子和负极加热器端子可以在与第一方向平行的方向上对准。可替代地，正极母线端子和负
极母线端子中的一个以及正极加热器端子和负极加热器端子中的一个可以在第一方向上对准，并且正极母线端子和负极母线端子中的剩余一个与正极加热器端子和负极加热器端子中的剩余一个可以在与第一方向平行的方向上对准。
13.例如，加热器可包括：第一加热器，第一加热器设置在电池堆的一个端部处以便连接到正极引线和负极引线中的一个；以及第二加热器，设置在电池堆的端部的相对的一个上，以连接到正极引线和负极引线中的剩余一个。燃料电池还可以包括中间引线，中间引线设置在第一加热器和第二加热器之间以连接第一加热器和第二加热器。
14.例如，燃料电池还可以包括第三开关单元，第三开关单元设置在第一加热器和第二加热器之间的中间引线的路径上。
15.例如，第三开关单元可以包括：第三熔断器，第三熔断器的一侧连接到第一加热器和第二加热器中的一个；以及第三开关，设置在第三熔断器的相对侧与第一加热器和第二个加热器的剩余一个之间。
16.例如，至少一个电池堆可以包括彼此电连接的多个电池堆。
17.例如，燃料电池还可以包括：中间母线排，设置在多个电池堆之间，以将多个电池堆彼此电连接；以及中间引线，设置在多个电池堆之间，以将多个电池堆的加热器彼此电连接。
18.例如，加热器可以包括：连接到正极引线的第三加热器；连接到负极引线的第四加热器；以及设置在第三加热器和第四加热器之间的多个第五加热器。中间引线可以包括：第一中间引线，连接第三加热器和作为多个第五加热器中的一个的第5-1加热器；第二中间引线，连接第四加热器和作为多个第五加热器中的另一个的第5-2加热器；以及第三中间引线，将多个第五加热器彼此连接。
19.例如，燃料电池还可以包括：第四开关单元，设置在第一中间引线的路径上；第五开关单元，设置在第二中间引线的路径上；以及第六开关单元，设置在第三中间引线的路径上。
20.例如，第四开关单元可以包括：第四熔断器，第四熔断器的一侧连接到第5-1加热器；以及第四开关，设置在第四熔断器的相对侧与第三加热器之间。
21.例如，第五开关单元可以包括：第五熔断器，第五熔断器的一侧连接到第四加热器；以及第五开关，设置在第五熔断器的相对侧与第5-2加热器之间。
22.例如，第六开关单元可以包括：第六熔断器，第六熔断器的一侧连接到第5-1加热器和第5-2加热器中的一个；以及第六开关，设置在第六熔断器的相对侧与第5-1加热器和5-2加热器的剩余一个之间。
附图说明
23.可以参考以下附图来详细描述设置和实施方式，其中，相同的附图标记指代相同的元件，并且其中：
24.图1是根据实施方式的燃料电池车辆的框图；
25.图2是图1所示的燃料电池车辆的电路图；
26.图3是用于说明图1所示的燃料电池的加热器，集电器和电池堆的剖视图；
27.图4a是图3所示的第一端电池加热器组件的实施方式的平面图，且图4b是沿图4a
wire)wp、负极引线(negative wire)wn、中间引线(intermediate wire)wi以及集电器(current collector)(或集电端子)(未显示)。
49.为了更好地理解，在包括图1和图2的所有框图和电路图中，用粗实线表示正极母线排bp和负极母线排bn，用细实线表示正极引线wp和负极引线wn。
50.图3是用于说明图1所示的燃料电池110a的加热器h1，h2、集电器以及电池堆112的剖视图。
51.图3中所示的燃料电池110可包括电池堆112、第一端板150a和第二端板150b(或压板或压缩板)、以及第一端电池加热器组件160a和第二端电池加热器组件160b。
52.为了便于描述，在图1和图2中未示出图3所示的第一端板150a和第二端板150b，而在图1和图2中仅示出了分别包括在第一端电池加热器组件160a和第二端电池加热器组件160b中的加热器h1和h2。此外，为了便于描述，在图3中未示出图1所示的端子台114、正极母线排bp、负极母线排bn、正极引线wp、负极引线wn和中间引线wi。
53.电池堆112可以包括在第一方向上堆叠的多个单元电池112-1至112-n。在此，“n”是1以上的正整数，并且可以在几十至几百的范围内。实施方式不限于任何特定值“n”。每个单元电池122-n可以产生0.6伏至1.0伏的电。这里，1≤n≤n。因此，可以根据从燃料电池110a或110向需要电力的燃料电池车辆100a的负载(未示出)提供的电力的强度来确定“n”。
54.每个单元电池112-n可以包括膜电极组件(mea)210、气体扩散层(gdl)222和224、垫片232、234和236以及隔板(或双极板)242和244。
55.膜电极组件210具有如下结构，其中发生电化学反应的催化剂电极层附着在氢离子移动通过的电解质膜的两侧。具体地，膜电极组件210可包括聚合物电解质膜(或质子交换膜)212、燃料电极(或氢电极或阳极)214和空气电极(或氧电极或阴极)216。另外，膜电极组件210可进一步包括子垫片(sub-gasket)238。
56.高分子电解质膜212配置在燃料电极214与空气电极216之间。
57.作为燃料电池110或110a中的燃料的氢可以通过第一隔板242供应到燃料电极214，并且可以将包含作为氧化剂的氧气的空气通过第二隔板244供应到空气电极216。
58.供应到燃料电极214的氢被催化剂分解为氢离子(质子)(h )和电子(e-)。单独的氢离子可以通过聚合物电解质膜212选择性地转移到空气电极216，并且同时，电子可以通过作为导体的隔板242和244转移到空气电极216。为了实现上述操作，可以将催化剂层施加到燃料电极214和空气电极216中的每一个上。上述电子的运动使电子流过外部导线，从而产生电流。即，由于作为燃料的氢与空气中包含的氧之间的电化学反应，燃料电池110或110a可以产生电力。
59.在空气电极216中，通过聚合物电解质膜212提供的氢离子以及通过隔板242和244传递的电子与提供给空气电极216的空气中的氧气相遇，从而引起产生水的反应(或“冷凝水”或“产物水”)。
60.在某些情况下，燃料电极214可以被称为阳极，而空气电极216可以被称为阴极。替代地，燃料电极214可以被称为阴极，而空气电极216可以被称为阳极。
61.气体扩散层222和224用于均匀地分布作为反应气体的氢和氧，并传递产生的电能。为此，气体扩散层222和224可以设置在膜电极组件210的相应侧上。即，第一气体扩散层222可以设置在燃料电极214的左侧，而第二气体扩散层224可以设置在空气电极216的右
侧。
62.第一气体扩散层222可以用于扩散和均匀地分布通过第一隔板242供应作为反应气体的氢，并且可以是导电的。第二气体扩散层224可用于扩散和均匀地分布通过第二隔板244供应作为反应气体的空气，并且可以是导电的。第一气体扩散层222和第二气体扩散层224中的每一个可以是其中结合有细碳纤维的微孔层。
63.垫片232、234和236可用于将电池堆相对于反应气体和冷却剂的气密性和夹持压力保持在适当的水平，以在堆叠隔板242和244时分散应力，并独立密封流路。这样，由于通过垫片232、234和236保持气密性和水密性，所以可以确保与产生电力的电池堆112相邻的表面的平坦度，从而可以将表面压力均匀地分布在电池堆112的反应表面。
64.第一端电池加热器组件160a可以设置在面向电池堆112的第一端板150a的内表面150ai与电池堆112的第一单元电池112-1之间。第二端电池加热器组件160b可以设置在面向电池堆112的第二端板150b的内表面150bi与电池堆112的第n个单元电池112-n之间。
65.以下，将参照图4a和图4b描述第一端电池加热器组件160a。尽管未示出，但是第二端电池加热器组件160b可具有与图4a和图4b所示的第一端电池加热器组件160a相同的构造。例如，第二端电池加热器组件160b可以具有与第一端电池加热器组件160a在第一方向上相对于电池堆112的中心对称的平面和横截面形状。
66.图4a是图3所示的第一端电池加热器组件160a的实施方式的平面图，图4b是沿图4a所示的第一端电池加热器组件160a中的线a-a'截取的截面图。
67.为了便于描述，图1和图2中省略了图4b所示的集电器170的图示。
68.第一端电池加热器组件160a可包括下板162、上板164、绝缘垫166-1和166-2、加热器(或发热单元)168、集电器170、一对公加热器连接器182和一对母加热器连接器184。另外，第一端电池加热器组件160a还可包括加热器线连接器190。在此，加热器168可以对应于图1和图2所示的第一加热器h1。图1和图2所示的第二加热器h2可以被包括在第二端电池加热器组件160b中，其具有与图4a和图4b所示的第一端电池加热器组件160a对称的形状。
69.绝缘垫166-1和166-2可以设置在上板164和加热器168之间。
70.加热器168可以设置在电池堆112的两个端部的每一个端部处以加热电池堆112。参照图4b，加热器168可以设置在绝缘垫166-1和166-2与集电器170之间。为了确保集电器170和母加热器连接器184之间的绝缘，加热器168可以由绝缘材料制成。
71.当将一对公加热器连接器182插入一对母加热器连接器184中时，公加热器连接器182和母加热器连接器184可以彼此电连接。在这种情况下，一对公加热器连接器182可以电连接到图4a所示的加热器线连接器190。通过这种构造，当电流通过加热器线连接器190供应时，加热器168会产生热量。
72.集电器170可以设置在加热器168的下方。以此方式，集电器170被设置在电池堆112的两个端部中的每个端部处以与加热器168接触，并且收集由通过电池堆112的电子流产生的电能，并将电能转移到接线盒120。传递到接线盒120的电力被提供给使用燃料电池110或110a的负载。
73.再次参考图3，隔板242和244可用于移动反应气体和冷却介质，并使每个单元电池与其他单元电池分离。另外，隔板242和244可以用于在结构上支承膜电极组件210以及气体扩散层222和224，并且收集所产生的电流并将所收集的电流转移到集电器170。
74.隔板242和244可以分别设置在气体扩散层222和224的外部。即，第一隔板242可以设置在第一气体扩散层222的左侧，而第二隔板244可以设置在第二气体扩散层224的右侧。
75.第一隔板242用于通过第一气体扩散层222将氢作为反应气体供给至燃料电极214。第二隔板244用于通过第二气体扩散层224将作为反应气体的空气供应到空气电极216。另外，第一隔板242和第二隔板244中的每一个可以形成冷却介质(例如，冷却剂)可以流过的通道。此外，隔板242和244可以由石墨基材料、复合石墨基材料或金属基材料形成。
76.图3所示的端板150a和150b可以设置在电池堆112的各个侧端，并且可以对其中堆叠有多个单元电池的电池堆112进行支承并固定。即，第一端板150a可以设置在电池堆112的一侧端，且第二端板150b可以设置在电池堆112的相对侧端。
77.每个端板150a和150b可以形成为使得金属插入件被塑料注射成型产品包围。每个端板150a和150b的金属插入件可以具有高的刚度以承受内部表面压力，并且可以通过机械加工金属材料来实现。例如，端板150a和150b中的每一个可以通过组合多个板而形成。
78.另外，第一端板150a可以包括多个歧管(或连通部分)。歧管可包括入口歧管和出口歧管。膜电极组件210所需的作为反应气体的氢气和氧气可以通过入口歧管(例如，图4a中的m1)从外部引入到电池堆112中。可以将添加有加湿后所供应的反应气体和在电池中产生的冷凝水的气体或液体通过出口歧管排放到燃料电池110或110a的外部。另外，冷却介质可以通过入口歧管(例如，图4a中的m2)从外部进入电池堆112，并且可以通过出口歧管排放到外部。以这种方式，多个歧管允许流体流入和流出膜电极组件210。
79.尽管未示出，但是燃料电池110或110a可进一步包括设置为包围设置在端板150a和150b之间的电池堆112的至少一部分的外壳(未示出)。另外，外壳可以用作用于在第一方向上将多个单元电池与端板150a和150b一起夹紧的夹紧构件。可以通过具有刚性主体结构的外壳和端板150a和150b来保持夹紧电池堆112的压力。然而，实施方式不限于夹持构件的任何特定形式。
80.再次参照图1和图2，端子台114a用于将集电器170以及加热器h1和h2中的每一个电连接到接线盒120。例如，端子台114a可以从燃料电池110a的上表面朝向接线盒120突出，从而电连接到接线盒120。
81.在下文中，将参照附图描述端子台的实施方式。
82.图5a和5b分别是根据实施方式的端子台114a的透视图和平面图，图6a和图6b分别是根据另一实施方式的端子台114b的透视图和平面图。
83.图1和图2所示的燃料电池车辆100a以及稍后将描述的燃料电池车辆100b、100c和100d中的每一个都描述为包括具有图5a和图5b所示结构的端子台114a，但是实施方式不限于此。根据另一实施方式，图1和图2所示的燃料电池车辆100a以及稍后将描述的燃料电池车辆100b、100c和100d中的每一个可包括具有图6a和图6b所示的构造的端子台114b。
84.参照图5a至图6b，端子台114a或114b可以包括主体ba或bb、分隔壁w、正极母线端子btp、负极母线端子btn、正极加热器端子htp和负极加热器端子htn。
85.主体ba或bb以及分隔壁w中的每一个可以由绝缘材料制成。正极母线端子btp、负极母线端子btn、正极加热器端子htp和负极加热器端子htn中的每一个的至少一部分可以被嵌入在主体ba或bb中，或者可以被设置在主体ba或bb上。
86.分隔壁w设置在主体ba或bb上，以将正极母线端子btp、负极母线端子btn、正极加
热器端子htp和负极加热器端子htn彼此电隔离。
87.正极母线端子btp可以连接到正极母线排bp，负极母线端子btn可以连接到负极母线排bn，正极加热器端子htp可以连接到正极引线wp，且负极加热器端子htn可以连接到负极引线wn。为此，导线可以设置在端子台114a或114b中。
88.尽管未示出，但是btp与bp之间、btn与bn之间、htp与wp之间以及htn与wn之间的连接可以使用例如导电螺栓来实现。然而，实施方式不限于btp与bp之间、btn与bn之间、htp与wp之间或htn与wn之间的任何特定形式的连接。
89.如稍后将描述的，端子台114a或114b的端子btp、btn、htp和htn用于将母线排bp和bn以及燃料电池110a中包括的引线wp和wn连接到接线盒120。
90.根据实施方式，如图5a和图5b所示，正极母线端子btp和负极母线端子btn可以在第一方向上对准，并且正极加热器端子htp和负极加热器端子htn可以在与第一方向平行的方向上对准。
91.根据另一实施方式，正极母线端子btp和负极母线端子btn中的一个以及正极加热器端子htp和负极加热器端子htn中的一个可以在第一方向上对准，且正极母线端子btp和负极母线端子btn中的另一个以及正极加热器端子htp和负极加热器端子htn中的另一个可以在与第一方向平行的方向上对准。在一个示例中，如图6a和图6b所示，正极母线端子btp和负极加热器端子htn可以在第一方向上对准，并且负极母线端子btn和正极加热器端子htp可以在与第一方向平行的方向上对准。
92.如图1和图2所示，包括一个电池堆112的燃料电池110a可以包括第一加热器h1和第二加热器h2。
93.第一加热器h1可以设置在电池堆112的一个端部，并且可以连接到正极引线wp和负极引线wn中的一个。第二加热器h2可以设置在电池堆112的相对端部，并且可以连接到正极引线wp和负极引线wn中的另一个。在一个示例中，如图1和图2所示，第一加热器h1可以设置在电池堆112的一个端部，并且可以连接到负极引线wn。第二加热器h2可以设置在电池堆112的相对端部处，并且可以连接到正极引线wp。
94.在燃料电池110a内部，加热器和集电器可以经由端子台114a或114b连接到接线盒120。为此，正极母线排bp和负极母线排bn可以将集电器与端子台114a或114b电连接，并且正极引线wp和负极引线wn可以将加热器h1和h2与端子台114a或114b电连接。在这种情况下，与第一加热器h1接触的集电器被称为“第一集电器”，且与第二加热器h2接触的集电器被称为“第二集电器”。加热器h1和h2与集电器可以彼此接触，如图4b所示。
95.在一个示例中，负极母线排bn可将第一集电器电连接到端子台114a或114b的负极母线端子btn，并且正极母线排bp可将第二集电器电连接到端子台114a或114b的正极母线端子btp。以这种方式，负极母线排bn和正极母线排bp可以将第一集电器和第二集电器与端子台114a或114b连接，从而允许在电池堆112中产生的电通过端子台114a或114b传递至接线盒120。为此，可以将负极母线排bn和正极母线排bp中的每一个可以实现为导体。
96.此外，负极引线wn可以将第一加热器h1电连接到端子台114a或114b的负极加热器端子htn，且正极引线wp可以将第二加热器h2电连接到端子台114a或114b的正极加热器端子htp。
97.在这种情况下，中间引线wi可以设置在第一加热器h1和第二加热器h2之间，并且
可以将第一加热器h1与第二加热器h2电连接。
98.接线盒120可用于接收在燃料电池110a中产生的电力并将其分配。为此，接线盒120可以经由端子台114a或114b电连接到燃料电池110或110a。
99.根据实施方式，接线盒120可以包括第一开关单元122和第二开关单元124。
100.第一开关单元122可以设置在正极引线wp和正极母线排bp之间，且第二开关单元124可以设置在负极引线wn和负极母线排bn之间。
101.参照图1，端子台114a的正极母线端子btp将正极母线排bp连接到第一开关单元122的第一端部。正极加热器端子htp将正极引线wp连接到第一开关单元122的第二端部(第二端部与第一开关单元122的第一端部相对)。负极母线端子btn将负极母线排bn连接到第二开关单元124的第三端部。负极加热器端子htn将负极引线wn连接到第二开关单元124的第四端部(第四端部与第二开关单元124的第三端部相对)。
102.第一开关单元122可以包括第一熔断器f1和第一开关s1。第一熔断器f1的一侧可以连接到第一开关单元122的第一端部，并且第一开关s1可以设置在第一熔断器f1的相对侧与第一开关单元122的第二端部之间。
103.第二开关单元124可以包括第二熔断器f2和第二开关s2。第二熔断器f2的一侧可以连接到第二开关单元124的第三端部，并且第二开关s2可以设置在第二熔断器f2的相对侧与第二开关单元124的第四端部之间。
104.参考图2，当第一开关单元122和和第二开关单元124接通时，可以形成闭环，使得电流被供应到第一加热器h1和第二加热器h2，由此第一加热器h1和第二加热器h2能够产生热量。稍后将详细描述该操作。
105.图7是根据另一实施方式的燃料电池车辆100b的框图，且图8是图7所示的燃料电池车辆100b的电路图。
106.与图1和图2中所示的燃料电池车辆100a不同，图7和图8中所示的燃料电池车辆100b可进一步包括第三开关单元130a，并且中间引线wi2仅在第三开关单元130a接通时才可以电连接第一加热器h1和第二加热器h2，而不是直接连接第一加热器h1和第二加热器h2。除了该差异之外，图7和图8所示的燃料电池车辆100b与图1和图2所示的燃料电池车辆100a相同，因此将省略相同部分的重复描述。
107.第三开关单元130a可以设置在第一加热器h1和第二加热器h2之间的中间引线wi2的路径上。中间引线wi2可以包括将第一加热器h1连接到第三开关单元130a的一端的中间引线wi21，以及将第三开关单元130a的相对端连接到第二加热器h2的另一中间引线wi22。
108.第三开关单元130a可以包括第三熔断器f3和第三开关s3。第三熔断器f3的一侧可以连接到第一加热器h1和第二加热器h2中的一个(例如，h1)，并且第三开关s3可以设置在第三熔断器f3的相对侧与第一加热器h1和第二加热器h2中的另一个(例如，h2)之间。
109.图1、图2、图7和图8所示的上述燃料电池110a和110b中的每一个仅包括一个电池堆112。然而，根据实施方式的燃料电池可以包括多个电池堆。
110.以下，将描述包括两个电池堆的燃料电池。然而，以下描述也可以应用于包括三个或多个电池堆的燃料电池。
111.图9是根据又一实施方式的燃料电池车辆100c的框图，且图10是图9所示的燃料电池车辆100c的电路图。
112.与图1和图2所示的燃料电池110a不同，图9和图10所示的燃料电池110c可以包括两个电池堆112-1和112-2以及三个中间引线wi1、wi2和wi3，并且可以进一步包括中间母线排bi。除了该差异之外，图9和图10所示的燃料电池车辆100c与图1和图2所示的燃料电池车辆100a相同，因此将省略相同部分的重复描述。
113.第一电池堆112-1和第二电池堆112-2可以彼此电连接。例如，中间母线排bi可以设置在第一电池堆112-1和第二电池堆112-2之间，并且可以电连接第一电池堆112-1和第二电池堆112-2。第一电池堆112-1和第二电池堆112-2中的每个可以具有与图2所示的电池堆112相同的构造。
114.第四加热器h4和第五加热器h5中的一个(例如，第5-2加热器h52)可以设置在第一电池堆112-1的相应端部，且第三加热器h3和第五加热器h5中的另一个(例如第5-1加热器h51)可以设置在第二电池堆112-2的相应端部处。
115.在燃料电池110c包括多个电池堆的情况下，可以在第三和第四加热器h3和h4之间设置多个第五加热器h5。例如，在燃料电池110c包括两个电池堆112-1和112-2的情况下，两个第五加热器h5(即第5-1加热器h51和第5-2加热器h52)可以设置在第三和第四加热器h3和h4之间。
116.在这种情况下，为了便于描述，将与第三加热器h3接触的集电器称为“第三集电器”，将与第四加热器h4接触的集电器称为“第四集电器”，将与第五加热器h5中的一个h51接触的集电器称为“第5-1集电器”，且将与第五加热器h5中的另一个h52接触的集电器称为“第5-2集电器”。这些部件彼此接触的形式与图4b所示的形式相同。
117.在这种情况下，负极母线排bn可以将第四集电器电连接到端子台114a的负极母线端子btn，且正极母线排bp可以将第5-1集电器电连接到端子台114a的正极母线端子btp。
118.另外，正极引线wp可以将第三加热器h3电连接到端子台114a的正极加热器端子htp，且负极引线wn可以将第四加热器h4电连接到端子台114a的负极加热器端子htn。
119.三个中间引线wi1、wi2和wi3可以将两个电池堆112-1和112-2的加热器彼此电连接。具体地，第一中间引线wi1可以连接第三加热器h3和作为多个第五加热器h5之一的第5-1加热器h51。第二中间引线wi2可以连接第四加热器h4和作为多个第五加热器h5中的另一个加热器的第5-2加热器h52。第三中间引线wi3可以将多个第五加热器h5(h51和h52)彼此连接。
120.图11是根据又一实施方式的燃料电池车辆100d的框图，且图12是图11所示的燃料电池车辆100d的电路图。
121.与图9和图10所示的燃料电池车辆100c不同，图11和图12所示的燃料电池车辆100d可进一步包括开关端子130b，并且仅当开关端子130b中包括的开关单元132、134和136中的相应一个被接通时，第一至第四加热器h1、h2、h3和h4可以经由第一中间引线wi1、第二中间引线wi2和第三中间引线wi3彼此电连接，而不是通过第一中间引线wi1、第二中间引线wi2和第三中间引线wi3彼此直接连接。除了该差异之外，图11和图12所示的燃料电池车辆100d与图9和图10所示的燃料电池车辆100c相同，因此将省略相同部分的重复描述。
122.开关端子130b可以包括第四开关单元132、第五开关单元134和第六开关单元136。
123.第四开关单元132可以设置在第三加热器h3与第5-1加热器h51之间的第一中间引线wi1的路径上。第四开关单元132可以包括第四熔断器f4和第四开关s4。第四熔断器f4的
一侧可以连接到第5-1加热器h51，并且第四开关s4可以设置在第四熔断器f4的相对侧与第三加热器h3之间。可替代地，与示出的构造不同，第四熔断器f4的一侧可以连接到第三加热器h3，并且第四开关s4可以设置在第四熔断器f4的相对侧与第5-1加热器h51之间。
124.第五开关单元134可以设置在第四加热器h4和第5-2加热器h52之间的第二中间引线wi2的路径上。第五开关单元134可以包括第五熔断器f5和第五开关s5。第五熔断器f5的一侧可以连接到第四加热器h4，并且第五开关s5可以设置在第五熔断器f5的相对侧与第5-2加热器h52之间。可替代地，与图示的构造不同，第五熔断器f5的一侧可以连接到第5-2加热器h52，并且第五开关s5可以设置在第五熔断器f5的相对侧与第四加热器h4之间。
125.第六开关单元136可以设置在第5-1加热器h51和第5-2加热器h52之间的第三中间引线wi3的路径上。第六开关单元136可以包括第六熔断器f6和第六开关s6。第六熔断器f6的一侧可以连接到第5-1加热器h51和第5-2加热器h52中的一个(例如，h52)，并且第六开关s6可以设置在第六熔断器f6的相对侧与第5-1加热器h51和第5-2加热器h52中的另一个(例如h51)之间。
126.可以省略上述的第一至第六熔断器f1至f6，并且第一至第六开关s1至s6中的每一个都可以实现为例如继电器元件，双极晶体管或场效应晶体管。
127.以下，将参照附图描述根据具有上述构造的实施方式的燃料电池车辆100a、100b、100c和100d的操作。
128.根据实施方式的燃料电池车辆100a、100b、100c或100d可以包括第一电路和第二电路。
129.第一电路可以形成路径，沿着该路径将在电池堆112、112-1或112-2中产生的电流收集在集电器中并且传递到接线盒120。如图2和图8所示，第一电路可以由负极母线排bn、电池堆112和正极母线排bp形成，或者如图10和图12所示可以由负极母线排bn、第一电池堆112-1和第二电池堆112-2以及正极母线排bp形成。
130.第二电路可以形成路径，沿着该路径，通过图4a中所示的加热器线连接器190供应的电流通过公加热器连接器182和母加热器连接器184被传递到加热器，并且可以形成连接多个加热器的路径。可以形成第二电路的电流路径，以便在冷启动燃料电池车辆100a、100b、100c或100d时对电池堆112、112-1或112-2进行加热。在第二电路中，当第二开关单元124接通时，负极引线wn可以连接到接线盒120内部的负极母线排bn，并且当第一开关单元122接通时，正极引线wp可以连接到接线盒120内部的正极母线排bp。
131.这样，第一电路和第二电路是完全不同的电路，它们彼此独立，并且需要彼此电隔离。图4a和图4b所示的配置仅是用于帮助理解第一电路和第二电路短路的情况的示例。因此，根据实施方式的第一端电池加热器组件160a和第二端电池加热器组件160b中的每一个的构造不限于图4a和4b所示的构造，只要第一电路和第二电路能够短路即可。
132.当第一电路和第二电路彼此电隔离时，与图2所示的第一加热器h1连接的图4b所示的公加热器连接器182和母加热器连接器184可以断开，而不与第一集电器170短路。与图2所示的第二加热器h2连接的图4b所示的公加热器连接器182和母加热器连接器184可以断开，而不与第二集电器170短路。在此，断开状态由图2中的无限(∞)电阻表示。即，无限(∞)电阻是指集电器与公加热器连接器182和母加热器连接器184彼此完全电隔离的状态。参照图2，在第二电路中，在第一开关单元122和第二开关单元124中的每一个都接通的状态下，
可以由负极母线排bn、第二开关单元124、负极引线wn、第一加热器h1、中间引线wi、第二加热器h2、正极引线wp、第一开关单元122和正极母线排bp形成闭环，结果第一加热器h1和第二加热器h2能够产生热量。
133.另外，当第一电路和第二电路彼此电隔离时，可以将与图8所示的第一加热器h1和第二加热器h2连接的公加热器连接器182和母加热器连接器184断开，而不是分别与第一集电器和第二集电器短路。在此，断开状态由图8中的无限(∞)电阻指示。即，参考图8，在第二电路中，在第一开关单元122、第二开关单元124和第三开关单元130a中的每一个都被接通的状态下，可以由负极母线排bn、第二开关单元124、负极引线wn、第一加热器h1、第二中间引线wi2中的一个wi21、第三开关单元130a、第二中间引线wi2中的另一个wi22、第二加热器h2、正极引线wp、第一开关单元122和正极母线排bp形成闭环，结果第一加热器h1和第二加热器h2能够产生热量。
134.另外，当第一电路和第二电路彼此电隔离时，与图10所示的第三加热器h3、第四加热器h4、第5-1加热器h51和第5-2加热器h52的连接公加热器连接器182和母加热器连接器184可以断开，而不是分别与第三集电器、第四集电器、第5-1集电器和第5-2集电器短路。在此，打开状态由图10中的无限(∞)电阻表示。即，在第二电路中，在第一开关单元122和第二开关单元124中的每一个被接通的状态下，可以由负极母线排bn、第二开关单元124、第二开关单元124、负极引线wn、第四加热器h4、第二中间引线wi2、第5-2加热器h52、第三中间引线wi3、第5-1加热器h51、第一中间引线wi1、第三加热器h3、正极引线wp、第一开关单元122和正极母线排bp形成闭环，结果第四加热器h4、第5-2加热器h52、第5-1h51加热器和第三加热器h3可以产生热量。
135.另外，当第一电路和第二电路彼此电隔离时，连接到图12所示的第三加热器h3、第四加热器h4、第5-1加热器h51和第5-2加热器h52的公加热器连接器182和母加热器连接器184可以断开，而不是分别与第三集电器、第四集电器第5-1集电器和第5-2集电器短路。在此，打开状态由图12中的无限(∞)电阻表示。即，在第二电路中，在第一开关单元122、第二开关单元124、第四开关单元132、第五开关单元134和第六开关单元136中的每个被接通的状态下，可以由负极母线排bn、第二开关单元124、负极引线wn、第四加热器h4、第二中间引线wi2、第五开关单元134、第二中间引线wi2、第5-2加热器h52、第三中间引线wi3、第六开关单元136、第三中间引线wi3、第5-1加热器h51、第一中间引线wi1、第四开关单元132、第一中间引线wi1、第三加热器h3正极引线wp、第一开关单元122和正极母线排bp形成闭环，结果第四加热器h4、第5-2加热器h52、第5-1加热器h51和第三加热器h4和h3能够产生热量。
136.在下文中，将参考附图比较根据上述实施方式的燃料电池车辆100a、100b、100c和100d的构造以及根据比较例的燃料电池车辆10的构造。
137.图13是根据比较例的燃料电池车辆10的框图，且图14是图13所示的燃料电池车辆10的电路图。
138.根据比较例的燃料电池车辆10包括燃料电池10和接线盒20。燃料电池10和接线盒20分别执行与根据上述实施方式的燃料电池110a、110b、110c和110d以及接线盒120相同的功能，因此将省略其重复描述。
139.燃料电池10包括两个电池堆112-1和112-2、第三加热器h3、第四加热器h4、第5-1加热器h51和第5-2加热器52、端子台14、正极母线排bp、负极母线排bn、正极引线wp、负极引
线wn、中间母线排bi以及中间引线wi1和wi2。此处，两个电池堆112-1和112-2、第三加热器h3、第四加热器h4、第5-1加热器h51和第5-2加热器52、端子台14、正极母线排bp、负极母线排bn、正极引线wp、负极引线wn、中间母线排bi以及中间引线wi1和wi2分别执行与根据上述实施方式的两个电池堆112-1和112-2、第三加热器h3、第四加热器h4、第5-1加热器h51和第5-2加热器52、端子台114a、正极母线排bp、负极母线排bn、正极引线wp、负极引线wn、中间母线排bi以及中间引线wi1和wi2相同的功能，因此将省略其重复描述。
140.此外，接线盒20包括第一开关单元22。由于第一开关单元22执行与根据上述实施方式的第一开关单元122相同的功能，因此将省略其重复描述。
141.图15a和15b分别是图14所示的端子台14的透视图和平面图。
142.根据比较例的端子台14包括主体b、分隔壁w1和w2、正极母线端子btp、负极母线端子btn和正极加热器端子htp。主体b、分隔壁w1和w2、正极母线端子btp、负极母线端子btn和正极加热器端子htp分别执行与图5a至图6b所示的根据本实施方式的主体ba和bb、分隔壁w、正极母线端子btp、负极母线端子btn和正极加热器端子htp相同的功能，因此将省略重复的描述。
143.根据实施方式的端子台114a或114b包括负极加热器端子htn，但是根据比较例的端子台14不包括负极加热器端子htn。根据比较例，如图15b所示，未设置单独的负极加热器端子htn，并且负极引线wn和负极母线排bn共同连接到负极母线端子btn。
144.此外，根据实施方式的接线盒120包括第一开关单元122和第二开关单元124，但是根据比较例的接线盒20仅包括第一开关单元22。
145.在根据比较例和实施方式的燃料电池车辆10和100a至100d中，当加热器由于电气问题而过热时，第一开关22或122被断开以中断向加热器的电流供应。
146.在下文中，将参考附图比较包括在根据上述实施方式的燃料电池车辆100a、100b、100c和100d中的开关单元122、124、130a和130b的开关操作以及根据比较例的燃料电池车辆10的第一开关单元22的开关动作。
147.例如，在图3所示的第一端电池加热器组件160a和第二端电池加热器组件160b的每一个中，由于各种原因，诸如，图4b所示的绝缘垫166-2的损坏，在设置有公加热器连接器182和母加热器连接器184的空间中存在的蒸气的液化，执行绝缘功能的加热器168的撕裂，或在绝缘垫166-2所在的位置收集水分，公加热器连接器182和母加热器连接器184可以短路，而不是用集电器170电隔离。
148.在图2中由“a”指示的部分中，当公加热器连接器182和母加热器连接器184与第一电路中的第二集电器短路以使第二加热器h2产生热量时，可以形成闭环，从而第二加热器h2可以继续产生热量并且可能燃烧，而与第一开关单元122的开关操作无关。在这种情况下，根据实施方式，断开第二开关单元124以停止由第二加热器h2产生的热量，从而防止第二加热器h2燃烧。
149.在图14中用“b”表示的部分中，当公加热器连接器182和母加热器连接器184与第一电路中的第5-1集电器短路以使第5-1加热器h51产生热量时，可以形成闭环，从而，第5-1加热器h51可以继续产生热量并且可能燃烧，而与第一开关单元22的开关操作无关。即，即使断开第一开关单元22，也不能防止第5-1加热器h51的过热。另一方面，根据实施方式，在图10中的c1所示的部分中，当将公加热器连接器182和母加热器连接器184与第一电路中的
第5-1集电器短路以使第5-1加热器h51产生热量时，可以形成闭环，并因此第5-1加热器h51可以继续产生热量，而与第一开关单元122的开关操作无关。为了防止这种情况，第二开关单元124被断开，从而不形成使得第5-1加热器h51产生热量的闭合电路，从而停止了第5-1加热器h51的热量产生并防止了第5-1加热器h51的燃烧。在图10中的c2所示的部分中，当公加热器连接器182和母加热器连接器184与第一电路中的第四集电器短路以引起第四加热器h4产生热量时，可以形成闭环，并因此，第四加热器h4可以继续产生热量，而与第二开关单元124的开关操作无关。为了防止这种情况，第一开关单元122被断开，从而不形成使得第四加热器h4产生热量的闭合电路，从而停止了第四加热器h4热量产生并防止第四加热器h4燃烧。
150.在图8中用“d”表示的部分中，公加热器连接器182和母加热器连接器184可以与第一电路中的第二集电器短路，以使第二加热器h2产生热量。在图8中用“e”表示的部分中，公加热器连接器182和母加热器连接器184可与第一电路中的第一集电器短路，以使第一加热器h1产生热量。在这种情况下，可以形成闭环，并因此，第一加热器h1和第二加热器h2都可以继续产生热量，而与第一开关单元122和第二开关单元124的开关操作无关。此时，第三开关单元130a被断开，从而不形成使得第一加热器h1和第二加热器h2产生热量的闭合电路，从而停止了第一加热器h1和第二加热器h2的热量产生并防止第一加热器h1和第二加热器h2的燃烧。
151.在图12中以“f”，“g”，“h”和“i”表示的多个部分中的一些中，公加热器连接器182和母加热器连接器184可以与第一电路中的集电器短路。在这种情况下，可以形成闭环，并因此，连接到短路部分的加热器可以继续产生热量，而与第一开关单元122和第二开关单元124的开关操作无关。为了防止这种情况，第四、第五和第六开关单元132、134和136中的相应一个断开，从而不会形成使得加热器产生热量的闭合电路，从而防止了加热器的燃烧。例如，在图12中由“g”指示的部分中，公加热器连接器182和母加热器连接器184可以与第一电路中的第5-2集电器短路，以使第5-2加热器h52产生热量，并且在图12中用“i”表示的部分中，公加热器连接器182和母加热器连接器184可以与第一电路中的第5-1集电器短路，以使第5-1加热器h51产生热量。在这种情况下，可以形成闭环，并因此，第5-1和第5-2加热器h51和h52都可以继续产生热量，而与第一开关单元122和第二开关单元124的开关操作无关。此时，第六开关单元136被断开，从而不形成使得第5-1和第5-2加热器h51和h52产生热量的闭合电路，从而停止了第5-1和第5-2加热器h51和h52的产生热量，并防止了第5-1和第5-2加热器h51和h52燃烧。
152.如上所述，例如，根据实施方式的燃料电池车辆100a、100b、100c和100d可以在发生其电气故障(诸如，第一电路和第二电路的短路)的情况下使用第二至第六开关单元124，130a，132、134和136来停止加热器的热量产生，从而提高了电稳定性。
153.从以上描述显而易见的是，根据实施方式的燃料电池车辆，在由于集电器与使得加热器产生热量的部分之间的短路引起的电气故障的情况下，可以停止加热器的热量产生，从而提高电气稳定性。
154.然而，通过本公开可获得的效果不限于上述效果，并且根据以上描述，本领域技术人员将清楚地理解本文中未提及的其他效果。
155.上述各种实施方式可以彼此组合而不脱离本公开的目的，除非它们彼此不兼容。
156.此外，对于在各个实施方式中未详细描述的任何元件，可以参考另一实施方式中具有相同附图标记的元件的描述。
157.虽然已经参考示例性实施方式具体示出和描述了本公开，但是提出这些实施方式仅用于说明目的，并且不限制本公开，并且对于本领域技术人员而言显而易见的是，各种改变在不脱离本文阐述的实施方式的基本特征的情况下，可以进行形式和细节上的描述。例如，可以修改和应用在实施方式中阐述的各个配置。此外，这样的修改和应用中的差异应被解释为落入由所附权利要求限定的本公开的范围内。