CN108365250B - 燃料电池电堆的固定装置和燃料电池电堆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及能源技术领域，公开了一种燃料电池电堆的固定装置和燃料电池电堆，通过在燃料电池电堆的一侧设置第一安装件，并且使第一弹性结构的一端连接在第一安装件上，第一弹性结构的另一端的第一电堆安装部安装在燃料电池电堆的一侧上，以固定燃料电池电堆的一侧，并且在燃料电池电堆的另一侧设置第二安装件，以固定燃料电池电堆的另一侧；由于第一弹性结构上还设有多个贯穿其上下表面的第一开口槽，且多个第一电堆安装部与多个第一开口槽依次间隔设置，因此使得第一弹性结构具有弹性，从而使得当第一电堆安装部安装在对应的燃料电池电堆的单片电堆时，能够补偿各个单片电堆受到的应力，以避免石墨极板在振动的工作环境中受力过大而损坏。
Description
技术领域
本发明涉及能源技术领域，特别是涉及一种燃料电池电堆的固定装置和燃料电池电堆。
背景技术
目前，燃料电池电堆一般由多个单片电堆组成，而单片电堆的主要通过密封胶将多个石墨电极板粘接并紧密堆叠而成，同时在单片电堆的两端设置固定板，当多个单片电堆组装成燃料电池电堆时，一般通过螺栓将刚性板固定在燃料电池电堆的两端。但是，由于各个单片电堆在堆叠方向的尺寸(即设置刚性板的方向)存在一定的误差，因此在刚性板固定燃料电池电堆时，螺栓的预紧力直接加载至燃料电池电堆的石墨极板上，当燃料电池电堆的工作环境比较恶劣(如颠簸或振动等情形)时，容易导致石墨极板受力过大而损坏，从而缩短了燃料电池电堆的寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种燃料电池电堆的固定装置和燃料电池电堆，其能够避免石墨极板在振动的工作环境中受力过大而损坏，从而延长燃料电池电堆的寿命。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种燃料电池电堆的固定装置，包括第一弹性结构、用于设置在燃料电池电堆的一侧的第一安装件以及用于设置在所述燃料电池电堆的另一侧的第二安装件，所述第一弹性结构的一端连接在所述第一安装件上，所述第一弹性结构的另一端设有多个用于安装在燃料电池电堆的多个单片电堆的一侧上的第一电堆安装部，所述第一弹性结构上还设有多个贯穿其上下表面的第一开口槽，且多个所述第一电堆安装部与多个所述第一开口槽依次间隔设置；其中，多个所述第一电堆安装部与多个所述单片电堆为一一对应的关系。
作为优选方案，所述第一弹性结构为Z型结构；所述第一弹性结构包括第一连接部，所述第一连接部的一端连接在所述第一安装件上，所述第一连接部的另一端连接在所述第一电堆安装部上，且所述第一连接部的另一端朝远离所述第一安装件的方向倾斜，所述第一开口槽设于所述第一连接部和所述第一电堆安装部上。
作为优选方案，所述第一安装件包括第一竖直段、第二竖直段和第一水平段，所述第一竖直段连接在所述第一水平段的一端上，所述第二竖直段连接在所述第一水平段的另一端上；所述第一弹性结构包括2个，一个所述第一弹性结构连接在所述第一竖直段上，另一个所述第一弹性结构连接在所述第二竖直段上。
作为优选方案，所述燃料电池电堆的固定装置还包括第一环形件，一个所述第一弹性结构连接在所述第一环形件的一端上，所述第一环形件的一端连接在所述第一竖直段上；另一个所述第一弹性结构连接在所述第一环形件的另一端上，所述第一环形件的另一端连接在所述第二竖直段上。
作为优选方案，所述第二安装件包括第二水平段、第三水平段、用于安装在燃料电池电堆的另一侧上的第三竖直段和第四竖直段，所述第三竖直段的一端连接在所述第二水平段的一端上，所述第三竖直段的另一端连接在所述第三水平段的一端上，所述第四竖直段的一端连接在所述第二水平段的另一端上，所述第四竖直段的另一端连接在所述第三水平段的另一端上。
作为优选方案，所述燃料电池电堆的固定装置还包括第二弹性结构，所述第二弹性结构的一端连接在所述第二安装件上，所述第二弹性结构的另一端设有多个用于安装在燃料电池电堆的多个单片电堆的另一侧上的第二电堆安装部，所述第二弹性结构上还设有多个贯穿其上下表面的第二开口槽，且多个所述第二电堆安装部与多个所述第二开口槽依次间隔设置；其中，多个所述第二电堆安装部与多个所述单片电堆为一一对应的关系。
作为优选方案，所述第二弹性结构为Z型结构；所述第二弹性结构包括第二连接部，所述第二连接部的一端连接在所述第二安装件上，所述第二连接部的另一端连接在所述第二电堆安装部上，且所述第二连接部的另一端朝远离所述第二安装件的方向倾斜，所述第二开口槽设于所述第二连接部和所述第二电堆安装部上。
作为优选方案，所述第二安装件包括第五竖直段、第六竖直段和第四水平段，所述第五竖直段连接在所述第四水平段的一端上，所述第六竖直段连接在所述第四水平段的另一端上；所述第二弹性结构包括2个，一个所述第二弹性结构连接在所述第五竖直段上，另一个所述第二弹性结构连接在所述第六竖直段上。
作为优选方案，所述燃料电池电堆的固定装置还包括第二环形件，一个所述第二弹性结构连接在所述第二环形件的一端上，所述第二环形件的一端连接在所述第五竖直段上；另一个所述第二弹性结构连接在所述第二环形件的另一端上，所述第二环形件的另一端连接在所述第六竖直段上。
为了解决相同的技术问题，本发明还提供一种燃料电池电堆，包括燃料电池电堆本体以及所述燃料电池电堆的固定装置，所述燃料电池电堆本体包括依次层叠设置的多个单片电堆。
本发明提供一种燃料电池电堆的固定装置和燃料电池电堆，通过在燃料电池电堆的一侧设置第一安装件，并且使第一弹性结构的一端连接在第一安装件上，第一弹性结构的另一端的第一电堆安装部安装在燃料电池电堆的一侧上，以固定燃料电池电堆的一侧，并且在燃料电池电堆的另一侧设置第二安装件，以固定燃料电池电堆的另一侧，从而实现燃料电池电堆的固定；此外，由于第一弹性结构上还设有多个贯穿其上下表面的第一开口槽，且多个第一电堆安装部与多个第一开口槽依次间隔设置，因此使得第一弹性结构具有弹性，从而使得当第一电堆安装部安装在对应的燃料电池电堆的单片电堆时，能够补偿各个单片电堆受到的应力，以避免石墨极板在振动的工作环境中受力过大而损坏，从而延长了燃料电池电堆的寿命。
附图说明
图1是本发明实施例提供的燃料电池电堆的一个实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的燃料电池电堆的一个实施例的另一个角度的结构示意图；
图3是图2的俯视图；
图4是本发明实施例中的第一弹性结构的一个实施例的结构示意图；
图5是图4的俯视图；
图6是本发明实施例提供的燃料电池电堆的另一个实施例的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的燃料电池电堆的另一个实施例的另一个角度的结构示意图；
图8是图7的俯视图；
图9是本发明实施例中的第一弹性结构与第一环形件的装配示意图；
图10是图9的俯视图；
其中，1、第一弹性结构；11、第一电堆安装部；12、第一开口槽；13、第一连接部；2、第一安装件；21、第一竖直段；22、第二竖直段；23、第一水平段；3、第二安装件；31、第二水平段；32、第三水平段；33、第三竖直段；34、第四竖直段；4、第一环形件；5、燃料电池电堆本体；51、单片电堆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
结合图1至图3所示，本发明优选实施例的一种燃料电池电堆的固定装置，包括第一弹性结构1、用于设置在燃料电池电堆的一侧的第一安装件2以及用于设置在所述燃料电池电堆的另一侧的第二安装件3，所述第一弹性结构1的一端连接在所述第一安装件2上，所述第一弹性结构1的另一端设有多个用于安装在燃料电池电堆的多个单片电堆51的一侧上的第一电堆安装部2，所述第一弹性结构1上还设有多个贯穿其上下表面的第一开口槽12，且多个所述第一电堆安装部2与多个所述第一开口槽12依次间隔设置；其中，多个所述第一电堆安装部2与多个所述单片电堆51为一一对应的关系。
在本发明实施例中，通过在燃料电池电堆的一侧设置第一安装件2，并且使第一弹性结构1的一端连接在第一安装件2上，第一弹性结构1的另一端的第一电堆安装部2安装在燃料电池电堆的一侧上，以固定燃料电池电堆的一侧，并且在燃料电池电堆的另一侧设置第二安装件3，以固定燃料电池电堆的另一侧，从而实现燃料电池电堆的固定；此外，由于第一弹性结构1上还设有多个贯穿其上下表面的第一开口槽12，且多个第一电堆安装部2与多个第一开口槽12依次间隔设置，因此使得第一弹性结构1具有弹性，从而使得当第一电堆安装部2安装在对应的燃料电池电堆的单片电堆51时，能够补偿各个单片电堆51受到的应力，以避免石墨极板在振动的工作环境中受力过大而损坏，从而延长了燃料电池电堆的寿命。
在本发明实施例中，在使用时，可以将所述第一安装件2和所述第二安装件3安装到燃料电池电堆系统的骨架、燃料电池电堆系统的安装梁、安装座、安装面或者减震器等位置上，以固定所述燃料电池电堆，在此不做更多的赘述。
结合图1至图3所示，为了增加所述第一弹性结构1的弹性，本实施例中的所述第一弹性结构1包括第一连接部13，所述第一连接部13的一端连接在所述第一安装件2上，所述第一连接部13的另一端连接在所述第一电堆安装部2上，且所述第一连接部13的另一端朝远离所述第一安装件2的方向倾斜，所述第一开口槽12设于所述第一连接部13和所述第一电堆安装部2上。通过将所述第一连接部13的一端连接在所述第一安装件2上，所述第一连接部13的另一端连接在所述第一电堆安装部2上，且所述第一连接部13的另一端朝远离所述第一安装件2的方向倾斜，所述第一开口槽12设于所述第一连接部13和所述第一电堆安装部2上，以增加所述第一弹性结构1的弹性，从而有利于补偿各个单片电堆51受到的应力。
结合图1至图3所示，为了增加所述第一弹性结构1的弹性，本实施例中的所述第一弹性结构1优选为Z型结构。通过将所述第一弹性结构1设置为Z型结构，以进一步增加所述第一弹性结构1的弹性，同时增加了所述第一电堆安装部2与燃料电池电堆的接触面积，从而有利于补偿各个单片电堆51受到的应力。
在本发明实施例中，为了所述第一弹性结构1能够牢靠地安装到燃料电池电堆上，本实施例中的所述第一电堆安装部2通过紧固件(螺栓等)连接在所述单片电堆51的一侧上。
结合图1至图3所示，为了进一步补偿各个单片电堆51受到的应力，以进一步避免石墨极板在振动工作环境中受力过大而损坏，本实施例中的所述第一安装件2包括第一竖直段21、第二竖直段22和第一水平段23，所述第一竖直段21连接在所述第一水平段23的一端上，所述第二竖直段22连接在所述第一水平段23的另一端上；所述第一弹性结构1包括2个，一个所述第一弹性结构1连接在所述第一竖直段21上，另一个所述第一弹性结构1连接在所述第二竖直段22上。通过将一个所述第一弹性结构1连接在所述第一竖直段21上，另一个所述第一弹性结构1连接在所述第二竖直段22上，以进一步补偿燃料电池电堆的各个单片电堆51受到的应力，从而进一步避免了石墨极板在振动工作环境中受力过大而损坏。此外，可以将所述第一水平段23安装到燃料电池电堆系统的骨架、燃料电池电堆系统的安装梁、安装座、安装面或者减震器等位置上，以固定所述燃料电池电堆，在此不做更多的赘述。
在本发明实施例中，为了所述第一弹性结构1能够牢靠地连接在所述第一安装件2上，本实施例中的所述第一弹性结构1通过紧固件(螺栓等)连接在所述第一安装件2上。
结合图1至图3所示，为了进一步补偿各个单片电堆51受到的应力，本实施例中的所述燃料电池电堆的固定装置还包括第一环形件4，一个所述第一弹性结构1连接在所述第一环形件4的一端上，所述第一环形件4的一端连接在所述第一竖直段21上；另一个所述第一弹性结构1连接在所述第一环形件4的另一端上，所述第一环形件4的另一端连接在所述第二竖直段22上。通过将一个所述第一弹性结构1连接在所述第一环形件4的一端上，并将另一个所述第一弹性结构1连接在所述第一环形件4的另一端上，以进一步补偿各个单片电堆51受到的应力，从而进一步避免了石墨极板在振动工作环境中受力过大而损坏。
在本发明实施例中，为了简化工艺，以降低成本，所述第一环形件4和所述第一弹性结构1一体成型。当然，所述第一环形件4和所述第一弹性结构1还可以通过焊接连接在一起，即将一个所述第一弹性结构1焊接在所述第一环形件4的一端上，另一个所述第一弹性结构1焊接在所述第一环形件4的另一端上，只需满足所述第一环形件4和所述第一弹性结构1能够牢靠地连接在一起即可，在此不做更多的赘述。
结合图1至图3所示，为了进一步固定所述燃料电池电堆的另一侧，所述第二安装件3包括第二水平段31、第三水平段32、用于安装在燃料电池电堆的另一侧上的第三竖直段33和第四竖直段34，所述第三竖直段33的一端连接在所述第二水平段31的一端上，所述第三竖直段33的另一端连接在所述第三水平段32的一端上，所述第四竖直段34的一端连接在所述第二水平段31的另一端上，所述第四竖直段34的另一端连接在所述第三水平段32的另一端上。此外，可以将所述第二水平段31安装到燃料电池电堆系统的骨架、燃料电池电堆系统的安装梁、安装座、安装面或者减震器等位置上，以固定所述燃料电池电堆，在此不做更多的赘述。
在本发明实施例中，为了进一步补偿各个单片电堆51受到的应力，所述燃料电池电堆的固定装置还包括第二弹性结构，所述第二弹性结构的一端连接在所述第二安装件3上，所述第二弹性结构的另一端设有多个用于安装在燃料电池电堆的多个单片电堆51的另一侧上的第二电堆安装部，所述第二弹性结构上还设有多个贯穿其上下表面的第二开口槽，且多个所述第二电堆安装部与多个所述第二开口槽依次间隔设置；其中，多个所述第二电堆安装部与多个所述单片电堆51为一一对应的关系。通过在燃料电池电堆的另一侧上设置所述第二弹性结构，并且使第二电堆安装部安装在燃料电池电堆的多个单片电堆51的另一侧上，以进一步补偿各个单片电堆51受到的应力，从而避免石墨极板在振动的工作环境中受力过大而损坏，从而延长了燃料电池电堆的寿命。
在本发明实施例中，为了增加所述第二弹性结构的弹性，本实施例中的所述第二弹性结构包括第二连接部，所述第二连接部的一端连接在所述第二安装件3上，所述第二连接部的另一端连接在所述第二电堆安装部上，且所述第二连接部的另一端朝远离所述第二安装件3的方向倾斜，所述第二开口槽设于所述第二连接部和所述第二电堆安装部上。通过将所述第二连接部的一端连接在所述第二安装件3上，所述第二连接部的另一端连接在所述第二电堆安装部上，且所述第二连接部的另一端朝远离所述第二安装件3的方向倾斜，所述第二开口槽设于所述第二连接部和所述第二电堆安装部上，以增加所述第二弹性结构的弹性，从而有利于补偿各个单片电堆51受到的应力。
在本发明实施例中，为了增加所述第二弹性结构的弹性，本实施例中的所述第二弹性结构优选为Z型结构。通过将所述第二弹性结构设置为Z型结构，以进一步增加所述第二弹性结构的弹性，同时增加了所述第一电堆安装部2与燃料电池电堆的接触面积，从而有利于补偿各个单片电堆51受到的应力。
在本发明实施例中，为了所述第二弹性结构能够牢靠地安装到燃料电池电堆上，本实施例中的所述第二电堆安装部通过紧固件(螺栓等)连接在所述单片电堆51的另一侧上。
在本发明实施例中，为了进一步补偿各个单片电堆51受到的应力，以进一步避免石墨极板在振动工作环境中受力过大而损坏，本实施例中的所述第二安装件3包括第五竖直段、第六竖直段和第四水平段，所述第五竖直段连接在所述第四水平段的一端上，所述第六竖直段连接在所述第四水平段的另一端上；所述第二弹性结构包括2个，一个所述第二弹性结构连接在所述第五竖直段上，另一个所述第二弹性结构连接在所述第六竖直段上。通过将一个所述第二弹性结构连接在所述第五竖直段上，另一个所述第二弹性结构连接在所述第六竖直段上，以进一步补偿燃料电池电堆的各个单片电堆51受到的应力，从而进一步避免了石墨极板在振动工作环境中受力过大而损坏。此外，可以将所述第四水平段安装到燃料电池电堆系统的骨架、燃料电池电堆系统的安装梁、安装座、安装面或者减震器等位置上，以固定所述燃料电池电堆，在此不做更多的赘述。
在本发明实施例中，为了所述第二弹性结构能够牢靠地连接在所述第二安装件3上，本实施例中的所述第二弹性结构通过紧固件(螺栓等)连接在所述第二安装件3上。
在本发明实施例中，为了进一步补偿各个单片电堆51受到的应力，本实施例中的所述燃料电池电堆的固定装置还包括第二环形件，一个所述第二弹性结构连接在所述第二环形件的一端上，所述第二环形件的一端连接在所述第五竖直段上；另一个所述第二弹性结构连接在所述第二环形件的另一端上，所述第二环形件的另一端连接在所述第六竖直段上。通过将一个所述第二弹性结构连接在所述第二环形件的一端上，并将另一个所述第二弹性结构连接在所述第二环形件的另一端上，以进一步补偿各个单片电堆51受到的应力，从而进一步避免了石墨极板在振动工作环境中受力过大而损坏。
在本发明实施例中，为了简化工艺，以降低成本，所述第二环形件和所述第二弹性结构一体成型。当然，所述第二环形件和所述第二弹性结构还可以通过焊接连接在一起，即将一个所述第二弹性结构焊接在所述第二环形件的一端上，另一个所述第二弹性结构焊接在所述第二环形件的另一端上，只需满足所述第二环形件和所述第二弹性结构能够牢靠地连接在一起即可，在此不做更多的赘述。
在本发明实施例中，需要说明的是，所述第一安装件2和第二安装件3可以相同也可以不同，所述第一弹性结构1和所述第二弹性结构可以相同也可以不同，所述第一环形件4和所述第二环形件可以相同也可以不同。
为了解决相同的技术问题，本发明还提供一种燃料电池电堆，包括燃料电池电堆本体5以及所述燃料电池电堆的固定装置，所述燃料电池电堆本体5包括依次层叠设置的多个单片电堆51。
综上所述，本发明提供一种燃料电池电堆的固定装置和燃料电池电堆，通过在燃料电池电堆的一侧设置第一安装件2，并且使第一弹性结构1的一端连接在第一安装件2上，第一弹性结构1的另一端的第一电堆安装部2安装在燃料电池电堆的一侧上，以固定燃料电池电堆的一侧，并且在燃料电池电堆的另一侧设置第二安装件3，以固定燃料电池电堆的另一侧，从而实现燃料电池电堆的固定；此外，由于第一弹性结构1上还设有多个贯穿其上下表面的第一开口槽12，且多个第一电堆安装部2与多个第一开口槽12依次间隔设置，因此使得第一弹性结构1具有弹性，从而使得当第一电堆安装部2安装在对应的燃料电池电堆的单片电堆51时，能够补偿各个单片电堆51受到的应力，以避免石墨极板在振动的工作环境中受力过大而损坏，从而延长了燃料电池电堆的寿命。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种燃料电池电堆的固定装置，其特征在于，包括第一弹性结构、用于设置在燃料电池电堆的一侧的第一安装件以及用于设置在所述燃料电池电堆的另一侧的第二安装件，所述第一弹性结构的一端连接在所述第一安装件上，所述第一弹性结构的另一端设有多个用于安装在燃料电池电堆的多个单片电堆的一侧上的第一电堆安装部，所述第一弹性结构上还设有多个贯穿其上下表面的第一开口槽，且多个所述第一电堆安装部与多个所述第一开口槽依次间隔设置；其中，多个所述第一电堆安装部与多个所述单片电堆为一一对应的关系；所述第一安装件包括第一竖直段、第二竖直段和第一水平段，所述第一竖直段连接在所述第一水平段的一端上，所述第二竖直段连接在所述第一水平段的另一端上；所述第一弹性结构包括2个，一个所述第一弹性结构连接在所述第一竖直段上，另一个所述第一弹性结构连接在所述第二竖直段上；所述燃料电池电堆的固定装置还包括第一环形件，一个所述第一弹性结构连接在所述第一环形件的一端上，所述第一环形件的一端连接在所述第一竖直段上；另一个所述第一弹性结构连接在所述第一环形件的另一端上，所述第一环形件的另一端连接在所述第二竖直段上。
2.如权利要求1所述的燃料电池电堆的固定装置，其特征在于，所述第一弹性结构为Z型结构；所述第一弹性结构包括第一连接部，所述第一连接部的一端连接在所述第一安装件上，所述第一连接部的另一端连接在所述第一电堆安装部上，且所述第一连接部的另一端朝远离所述第一安装件的方向倾斜，所述第一开口槽设于所述第一连接部和所述第一电堆安装部上。
3.如权利要求1-2任一项所述的燃料电池电堆的固定装置，其特征在于，所述第二安装件包括第二水平段、第三水平段、用于安装在燃料电池电堆的另一侧上的第三竖直段和第四竖直段，所述第三竖直段的一端连接在所述第二水平段的一端上，所述第三竖直段的另一端连接在所述第三水平段的一端上，所述第四竖直段的一端连接在所述第二水平段的另一端上，所述第四竖直段的另一端连接在所述第三水平段的另一端上。
4.如权利要求1-2任一项所述的燃料电池电堆的固定装置，其特征在于，所述燃料电池电堆的固定装置还包括第二弹性结构，所述第二弹性结构的一端连接在所述第二安装件上，所述第二弹性结构的另一端设有多个用于安装在燃料电池电堆的多个单片电堆的另一侧上的第二电堆安装部，所述第二弹性结构上还设有多个贯穿其上下表面的第二开口槽，且多个所述第二电堆安装部与多个所述第二开口槽依次间隔设置；其中，多个所述第二电堆安装部与多个所述单片电堆为一一对应的关系。
5.如权利要求4所述的燃料电池电堆的固定装置，其特征在于，所述第二弹性结构为Z型结构；所述第二弹性结构包括第二连接部，所述第二连接部的一端连接在所述第二安装件上，所述第二连接部的另一端连接在所述第二电堆安装部上，且所述第二连接部的另一端朝远离所述第二安装件的方向倾斜，所述第二开口槽设于所述第二连接部和所述第二电堆安装部上。
6.如权利要求5所述的燃料电池电堆的固定装置，其特征在于，所述第二安装件包括第五竖直段、第六竖直段和第四水平段，所述第五竖直段连接在所述第四水平段的一端上，所述第六竖直段连接在所述第四水平段的另一端上；所述第二弹性结构包括2个，一个所述第二弹性结构连接在所述第五竖直段上，另一个所述第二弹性结构连接在所述第六竖直段上。
7.如权利要求6所述的燃料电池电堆的固定装置，其特征在于，所述燃料电池电堆的固定装置还包括第二环形件，一个所述第二弹性结构连接在所述第二环形件的一端上，所述第二环形件的一端连接在所述第五竖直段上；另一个所述第二弹性结构连接在所述第二环形件的另一端上，所述第二环形件的另一端连接在所述第六竖直段上。
8.一种燃料电池电堆，其特征在于，包括燃料电池电堆本体以及如权利要求1-7任一项所述的燃料电池电堆的固定装置，所述燃料电池电堆本体包括依次层叠设置的多个单片电堆。
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