用于无人机燃料电池系统的燃料电池恢复装置和用于无人机的燃料电池系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种用于无人机燃料电池系统的燃料电池恢复装置和燃料电池系统，包括至少一阻性元件、至少一开关电路以及至少一燃料电池堆恢复装置控制单元，所述开关电路被连接于所述阻性元件以及所述燃料电池堆恢复装置控制单元，并控制电路通断，所述燃料电池堆恢复装置控制单元控制所述阻性元件的放电时间以及控制所述开关电路的通断，所述阻性元件通过瞬间大电流放电将无人机燃料电池系统的至少一燃料电池堆单元的单片电池输出电压恢复至至少一电压阈值范围以下。从而能够对工作中的燃料电池堆单元进行恢复。

【技术实现步骤摘要】
用于无人机燃料电池系统的燃料电池恢复装置和用于无人机的燃料电池系统
本技术涉及燃料电池领域，特别地涉及一种用于无人机燃料电池系统的燃料电池恢复装置。
技术介绍
氢能源燃料电池运用的是电解水的逆向原理，是一种按照电化学原理，将储存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化成电能的能量转化装置。整个氢能源电池就像一个发电机。燃料电池最大的特点是在反应过程中不涉及燃烧，因而能量转换效率不受卡诺循环的限制，其电转换效率一般都在50％以上，具有高效、清洁的显著特点。目前氢燃料电池已经大量应用于无人机动力系统。在氢燃料和氧化剂中的化学能直接转化过程中，反应物的移动路径被堵塞，反应物不能够到达催化剂，在初始操作中，形成三相界面的氢离子载体不易被水解，并且难以确保氢离子与电子的连续迁移率。为了确保在将燃料电池组装在燃料电池堆中之后的燃料电池的最佳性能或者燃料电池堆工作一段时间后电堆的性能有所衰减，需要对燃料电池堆进行恢复。燃料电池堆输出电能时聚合物发生氧化反应，而燃料电池堆性能恢复就是将聚合物发生氧化反应恢复到原来性能的过程。现有的无人机燃料电池堆恢复技术是通过外部的负载装置，将燃料电池堆单电池的输出电压降低到一个电压阈值以下。当无人机燃料电池堆的单电池输出电压低于这个阈值以后聚合物发生氧化反应会恢复到原本良好的性能。这个外部的负载装置可以是电阻性的或者电感性的。现有的无人机燃料电池恢复装置是作为一个外部的阻性负载设备，缺点是户外出勤任务时携带不方便；用户操作流程复杂；设备成本比较高；重量和体积比较大。外部的电感感性部件(无人机电机或风扇)当作负载的方式就会产生能量回馈，这个能量的回馈如果没有被消耗掉就会直接损毁燃料电池堆或者影响燃料电池堆的寿命。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种用于无人机燃料电池系统，其重量轻，体积小可以集成在燃料电池发电单元中并被设置于无人机。本技术的另一目的在于提供一种用于无人机燃料电池系统的燃料电池恢复装置，对燃料电池堆的恢复时间非常短，能够达到毫秒级。本技术的另一目的在于提供一种用于无人机燃料电池系统的燃料电池恢复装置，控制简单，操作方便，可以通过系统控制也可以手动控制。本技术的另一目的在于提供一种用于无人机燃料电池系统的燃料电池恢复装置，可以实时对工作中的燃料电池堆进行恢复，给用户带来更好的体验。本技术的另一目的在于提供一种用于无人机燃料电池系统的燃料电池恢复装置，作为阻性负载，没有能量回馈的问题。本技术的另一目的在于提供一种用于无人机燃料电池系统的燃料电池恢复装置，能够被集成在无人机燃料电池动力系统中。本技术的另一目的在于提供一种用于无人机燃料电池系统的燃料电池恢复装置，能够在地面静态做恢复动作也可以在无人机起飞后发现性能衰减时再做性能恢复的动作，从而用户的可选择的余地比较大，带来好的用户体验。本技术的另一目的在于提供一种用于无人机燃料电池系统的燃料电池恢复装置，省去地面上携带其他的性能恢复装置和辅助设备。本技术的另一目的在于提供一种用于无人机燃料电池系统的燃料电池恢复装置，节省物料管理成本和系统的整体成本。为了实现上述至少一个目的，本技术提供了一种用于无人机燃料电池系统的燃料电池恢复装置，包括至少一阻性元件、至少一开关电路以及至少一燃料电池堆恢复装置控制单元，所述开关电路被连接于所述阻性元件以及所述燃料电池堆恢复装置控制单元，并控制电路通断，所述燃料电池堆恢复装置控制单元控制所述阻性元件的放电时间以及控制所述开关电路的通断，所述阻性元件通过瞬间大电流放电将无人机燃料电池系统的至少一燃料电池堆单元的单片电池输出电压恢复至至少一电压阈值范围以下。在一些实施例中，所述电压阈值范围为0.68V～0.45V。在一些实施例中，所述燃料电池恢复装置执行大电流放电时间范围为100～300毫秒。在一些实施例中，所述燃料电池恢复装置每次执行大电流放电的时间间隔范围为300～500毫秒。在一些实施例中，所述阻性元件的阻值范围为0.1～500毫欧。在一些实施例中，所述阻性元件为纯电阻。在一些实施例中，所述阻性元件为功率管。在一些实施例中，所述开关电路为MOS管或者多个MOS管并联或者继电器类元件。根据本技术的另一方面，还提供了一种用于无人机的燃料电池系统，包括至少一燃料发电装置以及至少一燃料电池恢复装置，其中所述燃料电池恢复装置的输入端被连接于所述燃料发电装置的至少一燃料电池堆单元的输出端，所述燃料电池恢复装置通过执行瞬间大电流放电将所述燃料电池堆单元的单片电池输出电压恢复至至少一电压阈值范围以下。在一些实施例中，所述燃料电池恢复装置包括至少一阻性元件、至少一开关电路以及至少一燃料电池堆恢复装置控制单元，所述开关电路被连接于所述阻性元件以及所述燃料电池堆恢复装置控制单元，并控制电路通断，所述燃料电池堆恢复装置控制单元控制所述阻性元件的放电时间以及控制所述开关电路的通断，所述阻性元件执行瞬间大电流放电。在一些实施例中，所述燃料发电装置还包括至少一发电监视控制单元，所述发电监视控制单元监控所述燃料电池堆单元的总输出电流和电压，当所述燃料电池堆单元的输出功率低于标定的性能值出现性能衰减时，所述发电监视控制单元通过控制所述燃料电池恢复装置对所述燃料电池堆单元进行性能恢复。在一些实施例中，所述发电监视控制单元包括至少一传感器，所述发电监视控制单元的所述传感器实时监控所述燃料电池堆单元，并获取所述燃料电池堆单元的总输出电流参数以及电压参数。在一些实施例中，所述发电监视控制单元还包括至少一功率判断器，所述发电监视控制单元的所述功率判断器根据所述传感器实时反馈的参数值对所述燃料电池堆单元的输出功率是否低于标定的性能值进行判断。在一些实施例中，所述发电监视控制单元还包括至少一恢复调整器，当所述燃料电池堆单元的输出功率低于标定的性能值时，所述恢复调整器通过控制所述燃料电池恢复装置对所述燃料电池堆单元进行性能恢复。在一些实施例中，所述的用于无人机的燃料电池系统还包括至少一驱动单元，所述驱动单元被连接于所述发电监视控制单元。在一些实施例中，所述燃料发电装置还包括至少一冷却系统单元、至少一空气供给单元以及至少一燃料供给单元，所述冷却系统单元被连接于所述燃料电池堆单元，所述空气供给单元提供空气给所述燃料电池堆单元，所述燃料供给单元提供燃料给所述燃料电池堆单元。在一些实施例中，所述发电监视控制单元还包括至少一开关控制器，控制所述空气供给单元、所述冷却系统单元以及所述燃料供给单元的开关。在一些实施例中，所述的用于无人机的燃料电池系统还包括至少一控制开关，所述控制开关被连接于所述燃料电池恢复装置，并对所述燃料电池恢复装置进行开关控制。附图说明图1是根据本技术的一个优选实施例的一种用于无人机燃料电池系统的燃料电池恢复装置的结构框图示意图。图2是根据本技术的上述优选实施例的一种用于无人机燃料电池系统的燃料电池恢复装置的结构框图示意图。图3是根据本技术的上述优选实施例的一种用于无人机燃料电池系统的燃料电池恢复装置的结构框图示意图。图4是根据本技术的一个实施例的一种用于无人机燃料电池系统的燃料电池恢复控制方法的流程示意图。具体实施方式以下描述用于揭露本技术以使本领域技术人本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于无人机燃料电池系统的燃料电池恢复装置，其特征在于，包括至少一阻性元件、至少一开关电路以及至少一燃料电池堆恢复装置控制单元，所述开关电路被连接于所述阻性元件以及所述燃料电池堆恢复装置控制单元，并控制电路通断，所述燃料电池堆恢复装置控制单元控制所述阻性元件的放电时间以及控制所述开关电路的通断，所述阻性元件通过瞬间大电流放电将无人机燃料电池系统的至少一燃料电池堆单元的单片电池输出电压恢复至至少一电压阈值范围以下。

【技术特征摘要】
1.一种用于无人机燃料电池系统的燃料电池恢复装置，其特征在于，包括至少一阻性元件、至少一开关电路以及至少一燃料电池堆恢复装置控制单元，所述开关电路被连接于所述阻性元件以及所述燃料电池堆恢复装置控制单元，并控制电路通断，所述燃料电池堆恢复装置控制单元控制所述阻性元件的放电时间以及控制所述开关电路的通断，所述阻性元件通过瞬间大电流放电将无人机燃料电池系统的至少一燃料电池堆单元的单片电池输出电压恢复至至少一电压阈值范围以下。2.如权利要求1所述的用于无人机燃料电池系统的燃料电池恢复装置，其中所述电压阈值范围为0.68V～0.45V。3.如权利要求1所述的用于无人机燃料电池系统的燃料电池恢复装置，其中所述燃料电池恢复装置执行大电流放电时间范围为100～300毫秒。4.如权利要求1所述的用于无人机燃料电池系统的燃料电池恢复装置，其中所述燃料电池恢复装置每次执行大电流放电的时间间隔范围为300～500毫秒。5.如权利要求1所述的用于无人机燃料电池系统的燃料电池恢复装置，其中所述阻性元件的阻值范围为0.1～500毫欧。6.如权利要求1-5中任一所述的用于无人机燃料电池系统的燃料电池恢复装置，其中所述阻性元件为纯电阻。7.如权利要求1-5中任一所述的用于无人机燃料电池系统的燃料电池恢复装置，其中所述阻性元件为功率管。8.如权利要求1-5中任一所述的用于无人机燃料电池系统的燃料电池恢复装置，其中所述开关电路为MOS管或者多个MOS管并联或者继电器类元件。9.一种用于无人机的燃料电池系统，其特征在于，包括至少一燃料发电装置以及至少一燃料电池恢复装置，其中所述燃料电池恢复装置的输入端被连接于所述燃料发电装置的至少一燃料电池堆单元的输出端，所述燃料电池恢复装置通过执行瞬间大电流放电将所述燃料电池堆单元的单片电池输出电压恢复至至少一电压阈值范围以下。10.如权利要求9所述的用于无人机的燃料电池系统，其中所述电压阈值范围为0.68V～0.45V。11.如权利要求9所述的用于无人机的燃料电池系统，其中所述燃料电池恢复装置执行大电流放电时间范围为100～300毫秒。12.如权利要求9所述的用于无人机的燃料电池系统，其中所述燃料电池恢复装置每次执行大电流放电的时间间隔范围为300～500毫秒。13.如权利要求9所述的用于无人机的燃料电池系统，其中所述燃料电池恢复装置包括至少一阻性元件、至少一开关电路以及至少一燃料电池堆恢复装置控制单元，所述开关电路被连接于所述阻性元件以及所述燃料电池堆恢复装置控制单元，并控制电路通断，所述燃料电池堆恢复装置控...

【专利技术属性】
技术研发人员：左彬，曹双林，李骁，
申请(专利权)人：武汉众宇动力系统科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42