CN119627168A - 固体氧化物燃料电池发电模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种固体氧化物燃料电池发电模块，涉及燃料电池技术领域，包括封装容器、电池堆、阳极进气管、阴极进气管、出气管和热盒，封装容器具有用于容置电池堆的容置腔；阳极进气管和阴极进气管均与电池堆相连通，阳极进气管用于对电池堆通入燃料气流，阴极进气管用于对电池堆通入氧化剂气流，以使燃料和氧化剂在电池堆内部发生电化学反应，出气管与电池堆相连通并用于排出电化学反应后的尾气；热盒具有用于容置封装容器的密封腔，阳极进气管的至少部分、阴极进气管的至少部分和出气管的至少部分均位于热盒的外部。本发明具有双层结构，可保证电池堆温度的均一性，减少热损失和全局温差，使电池堆能够稳定运行。

Description

固体氧化物燃料电池发电模块

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种固体氧化物燃料电池发电模块。

背景技术

固体氧化物燃料电池(也即SOFC)属于清洁能源发电技术，其通常是将氢气、碳氢燃料等和氧化剂进行反应，来实现化学能到电能的高效转化。固体氧化物燃料电池的工作温度通常在600℃以上，高于其他类型的燃料电池，故温度等特征在固体氧化物燃料电池的运行和寿命中起着关键作用，主要表现在温度变化会直接影响固体氧化物燃料电池的输出功率，以及运行温度的升高可以为电池输出性能带来明显的正向收益，但也存在着材料退化和效率降低的风险。

相关技术中，高温时电池电池堆内部温度的不均匀性是影响电池稳定性和寿命的重要因素，过大的温度梯度和进出口温差会在电池内部产生明显的热应力，可能导致电池出现局部裂纹或严重故障，以致降低堆栈性能和耐用性甚至发生热失控。因此，必须减少电池的全局温差和局部温度梯度以保持电池堆的稳定高效运行。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的实施例提出一种固体氧化物燃料电池发电模块，该固体氧化物燃料电池发电模块具有双层结构，可保证电池堆温度的均一性，减少热损失和全局温差，使电池堆能够稳定运行。

根据本发明实施例的一种固体氧化物燃料电池发电模块，包括封装容器、电池堆、阳极进气管、阴极进气管、出气管和热盒，所述封装容器具有用于容置所述电池堆的容置腔，所述电池堆包括沿所述封装容器的高度方向逐层堆叠且依次串联的多个单电池，所述单电池的厚度方向与所述封装容器的高度方向一致；所述阳极进气管和所述阴极进气管均与所述电池堆相连通，所述阳极进气管用于对所述电池堆通入燃料气流，所述阴极进气管用于对所述电池堆通入氧化剂气流，以使燃料和氧化剂在所述电池堆内部发生电化学反应，所述出气管与所述电池堆相连通并用于排出电化学反应后的尾气；所述热盒具有用于容置所述封装容器的密封腔，所述阳极进气管的至少部分、所述阴极进气管的至少部分和所述出气管的至少部分均位于所述热盒的外部。

根据本发明实施例的固体氧化物燃料电池发电模块，由封装容器的容置腔为电池堆的电化学反应提供第一层密封环境，而热盒则将封装容器整体密封在第二层密封环境，也即密封腔内，从而可在电池堆的外部形成双层保温结构，使得阳极进气管对电池堆通入燃料，阴极进气管对电池堆通入氧化剂，燃料和氧化剂于电池堆内部发生电化学反应后，电池堆产生的热量需依次通过容置腔和密封腔传递至外界环境，不仅延长了热量的传递路径，不容易快速散热，能够对电池堆产生保温作用，而且电池堆位于该热能环境中，也有效降低了其整体温差，故相较于相关技术，本发明具有双层结构，可保证电池堆温度的均一性，减少热损失和全局温差，使电池堆能够稳定运行。

在一些实施例中，所述密封腔的内周壁设有隔热涂层。

在一些实施例中，所述隔热涂层为陶瓷微珠高温隔热涂层。

在一些实施例中，所述热盒包括锁紧件和多个保温板，多个所述保温板围绕成型所述密封腔，任意相邻两个所述保温板间通过所述锁紧件锁紧。

在一些实施例中，任意相邻两个所述保温板中，其中一个所述保温板设有第一接触面，另一个所述保温板设有第二接触面，所述第一接触面和所述第二接触面相配合形成接缝，所述接缝可为阶梯状接缝、锯齿状接缝和波浪状接缝中的一种。

在一些实施例中，所述保温板的厚度为a，40≤a≤80mm。

在一些实施例中，所述发电模块还包括预热器，所述预热器安装在所述封装容器的底部且位于所述密封腔内，所述阴极进气管的至少部分位于所述预热器中且适于被所述预热器预热。

在一些实施例中，所有所述单电池的阴极均与所述容置腔相连通，以便电化学反应后的高温阴极尾气直接进入所述容置腔。

在一些实施例中，所述出气管包括阳极出气管和阴极出气管，所述阳极出气管与所述电池堆相连通并用于排出电化学反应后的阳极尾气，所述容置腔、所述预热器和所述阴极出气管依次连通，以将电化学反应后的高温阴极尾气通入所述预热器预热所述阴极进气管，所述阴极出气管的至少部分位于所述预热器的外部。

在一些实施例中，所述预热器具有安装腔，所述阴极进气管包括依次相连的第一段、换热盘管段和第二段，所述第一段的至少部分位于所述预热器的外部，所述换热盘管段位于所述安装腔，所述第二段背离所述换热盘管段的端部与所述电池堆相连通。

在一些实施例中，所述第二段的至少部分位于所述容置腔且沿从所述封装容器的底部朝向顶部的方向延伸，以使所述第二段与所述容置腔内的高温阴极尾气换热。

在一些实施例中，所述阳极进气管和所述阳极出气管相间隔布设于所述电池堆的顶部，且所述阳极进气管的至少部分和所述阳极出气管的至少部分均位于所述封装容器的外部；

所述电池堆的底部与所述容置腔的内底壁间隔开且两者间通过第一支撑相连。

在一些实施例中，所述第一支撑包括相连的金属底板和支柱，所述金属底板与所述电池堆的底部相连并设有贯通孔，以减小所述金属底板与所述电池堆的底部的接触面积，所述支柱背离所述金属底板的端部与所述容置腔的内底壁相连。

在一些实施例中，所述阳极进气管和所述阴极进气管中的至少一者上设有加压装置，所述加压装置用于对燃料气流或氧化剂气流加压，以使所述电池堆能够在设定压力下运行。

在一些实施例中，所述设定压力为P，1≤P≤3bar。

在一些实施例中，所述发电模块还包括加热管，所述加热管沿所述封装容器的高度方向螺旋延伸并环绕在所述封装容器的外周壁上，所述加热管位于所述密封腔且用于加热所述容置腔。

在一些实施例中，所述发电模块还包括第二支撑，所述第二支撑安装在所述热盒的底部，所述第二支撑与所述热盒的底部之间设有隔热层。

在一些实施例中，所述隔热层为纳米微孔绝热层，或者，所述隔热层为纳米微孔绝热板。

在一些实施例中，所述发电模块还包括第一温度传感器，所述第一温度传感器安装在所述密封腔且邻近所述电池堆布设，以监测所述电池堆的温度。

在一些实施例中，所述阳极进气管和所述阴极进气管中的至少一者设有第二温度传感器。

在一些实施例中，所述发电模块还包括第一测试端和第二测试端，所述第一测试端与所述电池堆的阳极电连接，所述第二测试端与所述电池堆的阴极电连接，所述第一测试端的至少部分和所述第二测试端的至少部分均位于所述热盒的外部，且所述第一测试端和所述第二测试端均适于与电化学工作站电连接，以测试所述电池堆的性能参数。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明实施例的固体氧化物燃料电池发电模块的结构示意图。

图2是根据本发明实施例的固体氧化物燃料电池发电模块中封装容器、电池堆和预热器部分的连接结构示意图。

附图标记：1、封装容器，11、容置腔，2、电池堆，21、单电池，3、阳极进气管，4、阴极进气管，41、第一段，42、换热盘管段，43、第二段，5、出气管，51、阳极出气管，52、阴极出气管，6、热盒，61、锁紧件，62、保温板，63、接缝，7、预热器，71、安装腔，8、第一支撑，81、金属底板，82、支柱，9、加热管，91、第一测试端，92、第二测试端。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1和图2所示，本发明实施例的一种固体氧化物燃料电池发电模块，包括封装容器1、电池堆2、阳极进气管3、阴极进气管4、出气管5和热盒6，封装容器1具有用于容置电池堆2的容置腔11，电池堆2包括沿封装容器1的高度方向逐层堆叠且依次串联的多个单电池21，单电池21的厚度方向与封装容器1的高度方向一致；阳极进气管3和阴极进气管4均与电池堆2相连通，阳极进气管3用于对电池堆2通入燃料气流，阴极进气管4用于对电池堆2通入氧化剂气流，以使燃料和氧化剂在电池堆2内部发生电化学反应，出气管5与电池堆2相连通并用于排出电化学反应后的尾气；热盒6具有用于容置封装容器1的密封腔，阳极进气管3的至少部分、阴极进气管4的至少部分和出气管5的至少部分均位于热盒6的外部，也即阳极进气管3的至少部分、阴极进气管4的至少部分和出气管5的至少部分均延伸出热盒6。

可以理解的是，根据本发明实施例的固体氧化物燃料电池发电模块，由封装容器1的容置腔11为电池堆2的电化学反应提供第一层密封环境，而热盒6则将封装容器1整体密封在第二层密封环境，也即密封腔内，从而可在电池堆2的外部形成双层保温结构，使得阳极进气管3对电池堆2通入燃料，阴极进气管4对电池堆2通入氧化剂，燃料和氧化剂于电池堆2内部发生电化学反应后，电池堆2产生的热量需依次通过容置腔11和密封腔传递至外界环境，不仅延长了热量的传递路径，不容易快速散热，能够对电池堆2产生保温作用，而且电池堆2位于该热能环境中，也有效降低了其整体温差，故相较于相关技术，本发明具有双层结构，可保证电池堆2温度的均一性，减少热损失和全局温差，使电池堆2能够稳定运行。

具体地，封装容器1的高度方向、单电池21的厚度方向均可为图中的上下方向。容置腔11可沿上下方向延伸。电池堆2的具体结构及工作原理可采用本领域现有技术，在此不再赘述。燃料可为重整气或纯氢，其中，重整气可为含H₂、H₂O、CO、CO₂的气体，可将烷烃燃料和水蒸汽的混合气体通过重整器得到，具体可采用本领域现有技术。氧化剂可为空气或纯氧。阳极进气管3、阴极进气管4和出气管5中的每一者在封装容器1的穿出孔处(也即前述部件从封装容器1上穿出时的交接处)均可通过焊接实现密封。

需要说明的是，本发明中的电池堆2可为固体氧化物燃料电池，利用碳氢燃料，通过电化学反应发电、供热，具有高能量转换效率、燃料灵活等优点。

在一些实施例中，密封腔的内周壁设有隔热涂层(图中未示出)，以由隔热涂层减少热辐射导致的密封腔的散热损失，进一步提高电池堆2温度的均一性。

进一步地，隔热涂层可不限于为陶瓷微珠高温隔热涂层。

如图1所示，在一些实施例中，热盒6包括锁紧件61和多个保温板62，多个保温板62围绕成型密封腔，任意相邻两个保温板62间通过锁紧件61锁紧。

可以理解的是，锁紧件61和多个保温板62相配合构成了热盒6结构，拆装维护方便，且能够确保对封装容器1的保温性能。

具体地，锁紧件61可不限于采用捆扎带和夹具等，以在该发电模块运行结束或维修期间可拆卸。保温板62比如可为六个，六个保温板62拼装成长方体结构的热盒6，以简化热盒6结构，降低加工难度。

如图1所示，在一些实施例中，任意相邻两个保温板62中，其中一个保温板62设有第一接触面，另一个保温板62设有第二接触面，第一接触面和第二接触面相配合形成接缝63，接缝63也即任意相邻两个保温板62的连接处。接缝63可为阶梯状接缝63、锯齿状接缝63和波浪状接缝63中的一种。

可以理解的是，采用阶梯状接缝63、锯齿状接缝63或者波浪状接缝63，可增大任意相邻两个保温板62在接缝63处的接触面积，进一步提升了密封腔的密封性能，减少了气体泄漏风险，也降低了热量损失问题。

具体地，第一接触面和第二接触面均可位于保温板62的边缘且沿保温板62的长度方向延伸。

进一步地，保温板62的厚度为a，40≤a≤80mm，其中，保温板62的厚度例如可以是40mm、50mm、60mm、70mm、80mm等，但并不限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

需要说明的是，电池堆2处于整个发电模块的温度最高处，发电模块的重点在于对电池堆2处的保温，因此，对热盒6的外壁温度要求不太低时，保温板62的厚度可以稍薄，而要求热盒6的外壁温度仅略高于室温时，则需要较厚的保温板62确保能够保温。另外，电池堆2的工作温度一般为700℃至800℃。

如图2所示，在一些实施例中，发电模块还包括预热器7，预热器7安装在封装容器1的底部且位于密封腔内，阴极进气管4的至少部分位于预热器7中且适于被预热器7预热。

可以理解的是，集成在封装容器1的底部的预热器7可对阴极进气管4中的氧化剂进行预热，因阴极侧气体流量远远大于阳极侧气体流量，故预热阴极进气管4能够提高进气温度，最大程度地减小电池堆2的进出口温差，同时，预热器7集成在封装容器1的底部，不仅使得该发电模块结构紧凑，而且可进一步利用电池堆2底部的散热，相较于相关技术，本发明能够对阴极进气进行预热，以减小电池堆2的进出口温差，避免电池堆2内部过高的温度梯度，保持电池堆2的稳定运行。

如图2所示，在一些实施例中，所有单电池21的阴极均与容置腔11相连通，也即电池堆2的阴极采用开放设计，以便电化学反应后的高温阴极尾气直接进入容置腔11，从而使得气体流动更加直接高效，增强对流换热，减小内部温差，保证温度分布的均匀性，同时减少了阴极侧的压降，又因阴极侧气体流量远远大于阳极侧气体流量，故相较于相关技术，本发明的压力损失较低。

需要说明的是，通常电池堆2中阴极气体被分配到不同层的单电池21参与反应，反应完后所有单电池21的阴极尾气汇聚并由阴极排气管排出，而本发明中电池堆2的阴极采用开放设计就是把单电池21的阴极出口直接暴露出来，使得阴极排气直接从单电池21进入到封装容器1的容置腔11内。

如图2所示，在一些实施例中，出气管5包括阳极出气管51和阴极出气管52，阳极出气管51与电池堆2相连通并用于排出电化学反应后的阳极尾气，容置腔11、预热器7和阴极出气管52依次连通，以将电化学反应后的高温阴极尾气通入预热器7预热阴极进气管4，阴极出气管52的至少部分位于预热器7的外部。其中，排出该发电模块的阳极尾气和阴极尾气均可进入后续换热部件(比如燃烧器)中进一步余热利用。

可以理解的是，将高温阴极尾气通入预热器7中预热阴极进气管4，可使进气口温度更接近出气口温度，降低了电池堆2进出口温差，进一步实现了余热利用，提升了能源利用效率。

如图2所示，在一些实施例中，预热器7具有安装腔71，阴极进气管4包括依次相连的第一段41、换热盘管段42和第二段43，第一段41的至少部分位于预热器7的外部，换热盘管段42位于安装腔71，第二段43背离换热盘管段42的端部与电池堆2相连通，采用换热盘管结构，增加了阴极进气管4的换热面积，有利于对阴极进气管4高效加热升温。

具体地，安装腔71可与容置腔11相连通，以便于容置腔11内的高温阴极尾气进入安装腔71内，高温阴极尾气与换热盘管相作用被扰流，进一步增强换热系数，提升预热器7对阴极进气管4的预热性能。其中，比如可在预热器7的外壁顶部设置进气管路，进气管路沿上下方向延伸(也即沿容置腔11的延伸方向延伸)，使得进气管路的顶部连通容置腔11，且底部连通安装腔71，实现安装腔71与容置腔11间的连通。

如图2所示，在一些实施例中，第二段43的至少部分位于容置腔11且沿从封装容器1的底部朝向顶部的方向延伸，以使第二段43与容置腔11内的高温阴极尾气换热，也即发生热传递，从而进一步充分利用电池堆2产生的热量，确保对阴极进气管4中阴极气体(即氧化剂)的预热效果。

如图2所示，在一些实施例中，阳极进气管3和阳极出气管51相间隔布设于电池堆2的顶部，且阳极进气管3的至少部分和阳极出气管51的至少部分均位于封装容器1的外部。

电池堆2的底部与容置腔11的内底壁间隔开且两者间通过第一支撑8相连，以避免电池堆2的底部直接与容置腔11的内底壁相接触，使得电池堆2的底部因散热过快导致的电池堆2整体温度不一致的问题。

如图2所示，在一些实施例中，第一支撑8包括相连的金属底板81和支柱82，金属底板81与电池堆2的底部相连并设有贯通孔，以在保证金属底板81对电池堆2具有足够的支撑强度的基础上，最大程度地减小金属底板81与电池堆2的底部的接触面积，减少热传递导致的散热问题。支柱82背离金属底板81的端部与容置腔11的内底壁相连。

在一些实施例中，阳极进气管3和阴极进气管4中的至少一者上设有加压装置(图中未示出)，加压装置用于对燃料气流或氧化剂气流加压，以使电池堆2能够在设定压力下运行。

进一步地，设定压力为P，1≤P≤3bar，其中，设定压力例如可以是1bar、1.5bar、2bar、2.5bar、3bar等，但并不限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

可以理解的是，加压会使得电池堆2的性能提升，但实际运行时也会带来热失控和气体泄漏的风险，加压对性能的增益会随着压力的增大逐渐减小，在3bar以上提升很小，故本发明将运行压力确定在1bar至3bar范围。

如图2所示，在一些实施例中，发电模块还包括加热管9，加热管9沿封装容器1的高度方向螺旋延伸并环绕在封装容器1的外周壁上，加热管9位于密封腔且用于加热容置腔11，以在该发电模块启动过程中对电池堆2提供热量，直至电池堆2达到运行温度，而在电池堆2稳定运行阶段则关闭，使电池堆2通过电化学反应放热自维持所需热量，其中，由于加热管9缠绕在封装容器1上，故可确保对电池堆2的快速供热升温。

在一些实施例中，发电模块还包括第二支撑(图中未示出)，第二支撑安装在热盒6的底部，第二支撑与热盒6的底部之间设有隔热层，以减小因该发电模块的底部与外界相接触，经热传导造成散热损失，以致电池堆2靠下部分的单电池21温度过低的问题。

进一步地，隔热层为纳米微孔绝热层，或者，隔热层为纳米微孔绝热板。

在一些实施例中，发电模块还包括第一温度传感器(图中未示出)，第一温度传感器安装在密封腔且邻近电池堆2布设，以监测电池堆2的温度，根据该发电模块中密封腔的温度情况可调整由阴极进气管4对电池堆2通入的空气的进气量，用过量空气带走电池堆2的多余热量，从而保证电池堆2内部温度的均匀性。

具体地，第一温度传感器可有多个，多个第一温度传感器比如可布置在热盒6内(也即密封腔内)的顶部、中部或者底部，且邻近封装容器1中电池堆2位置处。

在一些实施例中，阳极进气管3和阴极进气管4中的至少一者设有第二温度传感器(图中未示出)，以由第二温度传感器测量阳极进气管3或者阴极进气管4中气体的温度，确保进气温度与电池堆2出口温度相近。

如图1所示，在一些实施例中，发电模块还包括第一测试端91和第二测试端92，第一测试端91与电池堆2的阳极电连接，第二测试端92与电池堆2的阴极电连接，第一测试端91的至少部分和第二测试端92的至少部分均位于热盒6的外部，且第一测试端91和第二测试端92均适于与电化学工作站电连接(其中，第一测试端91与电化学工作站的正极电连接，第二测试端92与电化学工作站的负极电连接)，以测试电池堆2的性能参数。

现结合该固体氧化物燃料电池发电模块的具体结构，对其工作过程进行说明，具体为：

1)初始启动阶段，需先启动加热管9工作，以由加热管9为容置腔11提供热量，直至电池堆2被加热至运行温度；

2)电池堆2稳定运行阶段，由电池堆2内部的电化学反应放热以维持该发电模块温度，关闭加热管9。其中，通过阳极进气管3将重整气或氢气通入电池堆2，而阴极进气管4将空气或纯氧在预热器7中预热至设定温度范围后，也通入电池堆2，使得通入气体在电池堆2内部发生电化学反应，该过程中，由于电池堆2采用阴极开放设计，故高温阴极尾气会被排放到封装容器1的容置腔11内，而后经直立布置在预热器7上的进气管路从容置腔11进入安装腔71，在换热盘管的外侧流动，与换热盘管内部的阴极进气充分换热后，再从阴极出气管52排出，最后，阳极高温尾气和阴极高温尾气均进入后续换热部件中进一步余热利用，同时，电池堆2可通过电化学工作站测试电池堆2性能数据。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种固体氧化物燃料电池发电模块，其特征在于，包括：

封装容器和电池堆，所述封装容器具有用于容置所述电池堆的容置腔，所述电池堆包括沿所述封装容器的高度方向逐层堆叠且依次串联的多个单电池，所述单电池的厚度方向与所述封装容器的高度方向一致；

阳极进气管、阴极进气管和出气管，所述阳极进气管和所述阴极进气管均与所述电池堆相连通，所述阳极进气管用于对所述电池堆通入燃料气流，所述阴极进气管用于对所述电池堆通入氧化剂气流，以使燃料和氧化剂在所述电池堆内部发生电化学反应，所述出气管与所述电池堆相连通并用于排出电化学反应后的尾气；以及

热盒，所述热盒具有用于容置所述封装容器的密封腔，所述阳极进气管的至少部分、所述阴极进气管的至少部分和所述出气管的至少部分均位于所述热盒的外部。

2.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池发电模块，其特征在于，所述密封腔的内周壁设有隔热涂层；

和/或，所述隔热涂层为陶瓷微珠高温隔热涂层。

3.根据权利要求2所述的固体氧化物燃料电池发电模块，其特征在于，所述热盒包括锁紧件和多个保温板，多个所述保温板围绕成型所述密封腔，任意相邻两个所述保温板间通过所述锁紧件锁紧；

和/或，任意相邻两个所述保温板中，其中一个所述保温板设有第一接触面，另一个所述保温板设有第二接触面，所述第一接触面和所述第二接触面相配合形成接缝，所述接缝可为阶梯状接缝、锯齿状接缝和波浪状接缝中的一种。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的固体氧化物燃料电池发电模块，其特征在于，还包括预热器，所述预热器安装在所述封装容器的底部且位于所述密封腔内，所述阴极进气管的至少部分位于所述预热器中且适于被所述预热器预热。

5.根据权利要求4所述的固体氧化物燃料电池发电模块，其特征在于，所有所述单电池的阴极均与所述容置腔相连通，以便电化学反应后的高温阴极尾气直接进入所述容置腔。

6.根据权利要求5所述的固体氧化物燃料电池发电模块，其特征在于，所述出气管包括阳极出气管和阴极出气管，所述阳极出气管与所述电池堆相连通并用于排出电化学反应后的阳极尾气，所述容置腔、所述预热器和所述阴极出气管依次连通，以将电化学反应后的高温阴极尾气通入所述预热器预热所述阴极进气管，所述阴极出气管的至少部分位于所述预热器的外部。

7.根据权利要求5或6所述的固体氧化物燃料电池发电模块，其特征在于，所述预热器具有安装腔，所述阴极进气管包括依次相连的第一段、换热盘管段和第二段，所述第一段的至少部分位于所述预热器的外部，所述换热盘管段位于所述安装腔，所述第二段背离所述换热盘管段的端部与所述电池堆相连通；

和/或，所述第二段的至少部分位于所述容置腔且沿从所述封装容器的底部朝向顶部的方向延伸，以使所述第二段与所述容置腔内的高温阴极尾气换热。

8.根据权利要求6所述的固体氧化物燃料电池发电模块，其特征在于，所述阳极进气管和所述阳极出气管相间隔布设于所述电池堆的顶部，且所述阳极进气管的至少部分和所述阳极出气管的至少部分均位于所述封装容器的外部；

所述电池堆的底部与所述容置腔的内底壁间隔开且两者间通过第一支撑相连；

和/或，所述第一支撑包括相连的金属底板和支柱，所述金属底板与所述电池堆的底部相连并设有贯通孔，以减小所述金属底板与所述电池堆的底部的接触面积，所述支柱背离所述金属底板的端部与所述容置腔的内底壁相连。

9.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池发电模块，其特征在于，所述阳极进气管和所述阴极进气管中的至少一者上设有加压装置，所述加压装置用于对燃料气流或氧化剂气流加压，以使所述电池堆能够在设定压力下运行；

和/或，所述设定压力为P，1≤P≤3bar。

10.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池发电模块，其特征在于，还包括加热管，所述加热管沿所述封装容器的高度方向螺旋延伸并环绕在所述封装容器的外周壁上，所述加热管位于所述密封腔且用于加热所述容置腔；

和/或，所述发电模块还包括第二支撑，所述第二支撑安装在所述热盒的底部，所述第二支撑与所述热盒的底部之间设有隔热层；

和/或，所述隔热层为纳米微孔绝热层，或者，所述隔热层为纳米微孔绝热板。