The invention relates to a simplified proton exchange membrane fuel cell system for aeronautical use, a hydrogen gas cylinder connected to a fuel cell through a pressure relief valve and a pressure regulator, hydrogen as a fuel, into a fuel cell through a pressure reducing valve and a pressure regulator; the fan is used to enter the air into a fuel cell, and the oxygen in the air is used as a fuel cell oxidation. A fuel cell, a fuel cell, a closed loop with a water tank and a pump, and heat dissipating through a circulating water for a fuel cell; the exhaust drive module connects the fuel cell to the control of the solenoid valve to discharge the tail gas from the fuel cell; the motor is electrically connected to the fuel cell to provide the power source for the aircraft. According to the application environment of Aeronautical application, the invention simplifies the control strategy, simplifies the system structure, optimizes the control scheme, reduces the weight, and improves the performance and stability. One
【技术实现步骤摘要】
一种航空用简化的质子交换膜燃料电池系统
本专利技术涉及燃料电池模块化集成技术,具体地说是一种航空用简化的质子交换膜燃料电池系统。
技术介绍
质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有能量转化效率高、环境友好、结构简单、操作方便等优点,因而其被广泛应用于航空航天、新能源汽车、分布式电站等诸多领域。PEMFC通常是以氢气为阳极燃料、以空气或氧气为阴极氧化剂,在低温下进行电化学反应,反应生成物为水。虽然电池反应原理简单,但是作为模块化的电池还需要将供气、尾气排放、动力电控制、废热排出等诸多执行部件进行集成。针对不同的应用领域,对电池以及电池系统的使用工况、使用环境、重量、体积等均有不同要求,所以系统集成技术也就不同。常规燃料电池系统包括电子控制单元(ECU)、气瓶、增湿部件、传感器、阀件、水热管理部件等。对航空应用不得不面对减重和精简控制策略的问题。专利CN201110254614中提出了一种燃料电池的增湿供气系统,包括水泵、风机、温度探头和控制器。系统复杂,重量大,不适合用于对重量敏感的航空用燃料电池系统中。本专利技术不使用增湿系统,而是电池采用金属双极板技术来减重,同时使用自增湿膜技术,此种膜电极在一定温度以内不需要增湿,这样就省略了复杂的增湿部件。专利201610581987.X中提到了无人机使用的燃料电池系统,使用锂电池作为启动和联合供电,使用DC-DC接电池输出,调整电压后接电机电调。本专利技术不使用锂电池启动燃料电池,而使用外部触发电源启动电池系统。也不使用DC-DC调节电压,而是利用调节电池输出电压以及宽范围电机电调来为电机和风机直接供电。
技术实现思路
针 ...
【技术保护点】
1.一种航空用简化的质子交换膜燃料电池系统,其特征在于,包括:
【技术特征摘要】
1.一种航空用简化的质子交换膜燃料电池系统,其特征在于,包括:氢气瓶通过减压阀和稳压阀连接燃料电池,氢气作为燃料,经过减压阀和稳压阀后进入燃料电池;风机,用于将空气输入到燃料电池,空气中的氧气作为燃料电池的氧化剂;燃料电池,与水箱和水泵形成闭环,通过循环水为燃料电池散热;排气驱动模块连接燃料电池,控制电磁阀将燃料电池产生的尾气排出;电机电调连接燃料电池,为航空器提供动力源输出。2.根据权利要求1所述的航空用简化的质子交换膜燃料电池系统,其特征在于:所述燃料电池采用金属双极板,并用自增湿膜代替增湿器。3.根据权利要求2所述的航空用简化的质子交换膜燃料电池系统,其特征在于:所述自增湿膜为Nafion/SiO2复合膜,SiO2为纳米颗粒,其粒径为5nm-20nm,SiO2在Nafion膜中所占的比例为1-10wt.%,膜的厚度为25-150μm。4.根据权利要求1所述的航空用简化的质子交换膜燃料电池系统,其特征在于:在所述水箱上的航空器向风处设置散热...
【专利技术属性】
技术研发人员:林永俐,周利,邵志刚,于诚溢,
申请(专利权)人:中国科学院大连化学物理研究所,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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