金属空气燃料电池燃料自动添加系统技术方案

本实用新型专利技术提出了一种金属空气燃料电池燃料自动添加系统，该系统包括：金属燃料储存系统用于储存金属燃料颗粒；燃料添加驱动系统用于驱动金属燃料储存系统向电池堆添加金属燃料颗粒；电池堆燃料量监测系统用于监测电池堆的燃料余量，并在燃料余量小于第一预设值时，生成添加指令，以根据添加指令控制燃料添加驱动系统开启添加，并在燃料余量大于第二预设值时，生成停止指令，以根据停止指令控制燃料添加驱动系统停止添加，其中，第二预设值大于第一预设值。该系统实现燃料电池的燃料自动添加，使电池堆内部燃料始终处于充足状态，优化燃料电池的工作性能，提高燃料电池工作输出的稳定性和便捷性，具有很高的商业化应用价值。

Fuel Automatic Adding System of Metal Air Fuel Cell

【技术实现步骤摘要】
金属空气燃料电池燃料自动添加系统
本技术涉及金属空气燃料电池
，特别涉及一种金属空气燃料电池燃料自动添加系统。
技术介绍
金属空气燃料电池，是以金属为负极材料、空气或氧气为正极材料的燃料电池，其能量转换效率高、安全、无污染、噪声小等优点，适合作为家用、交通、军事等诸多领域的小型电源。传统的以金属板为负极材料的燃料电池，当负极(金属板)使用殆尽之时，需要手动换料，操作过程复杂不便捷，在电池堆规模进一步扩大的过程中，此种不便捷性愈技术显；特别是该种加料形式的电池因使用过程中负极材料不能得到及时补充，燃料供给不足使得电池堆功率输出及其稳定性会逐渐衰减，不同单体之间燃料分配越来越不均匀使得电池堆一致性持续变差。这些问题造成了金属空气燃料电池实际应用过程中性能较差、寿命较短，并且在一次使用过程中性能持续变差，故其在商业化大规模大功率应用中，始终存在障碍。故金属空气燃料电池燃料的自动添加问题迫切需要得到解决。
技术实现思路
本技术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，本技术的目的在于提出一种金属空气燃料电池燃料自动添加系统。为达到上述目的，本技术提出了金属空气燃料电池燃料自动添加系统，包括：金属燃料储存系统，用于储存金属燃料颗粒；燃料添加驱动系统，用于驱动所述金属燃料储存系统向电池堆添加所述金属燃料颗粒；电池堆燃料量监测系统，用于监测所述电池堆的燃料余量，并在所述燃料余量小于第一预设值时，生成添加指令，以根据所述添加指令控制所述燃料添加驱动系统开启添加，并在所述燃料余量大于第二预设值时，生成停止指令，以根据所述停止指令控制所述燃料添加驱动系统停止添加，其中，所述第二预设值大于所述第一预设值。本技术实施例的金属空气燃料电池燃料自动添加系统，以金属颗粒作为负极材料，能够实现燃料电池的自动加料，对内使电堆内部燃料始终处于充足状态，并增加了电池模组之中各单体燃料分配的均匀性，从而使燃料电池始终具备以额定状态工作的能力，并减小了各单体之间的不一致性，优化了燃料电池的工作性能，提高了燃料电池功率输出稳定性；而对外能够使操作趋于自动化，更加便捷，具有很高的商业化应用价值。进一步地，还包括：供电系统，用于为所述金属燃料储存系统、所述燃料添加驱动系统和电池堆燃料量监测系统供电。进一步地，所述第二预设值为所述电池堆的燃料最大值。可选地，所述金属燃料储存系统包括：存储组件，用于承载所述金属燃料颗粒；滑槽板，用于传输所述金属燃料颗粒。进一步地，所述存储组件包括：缓冲件，用于控制所述存储组件均匀下落；开槽，用于收到所述添加指令后，所述开槽开启，以将所述金属燃料颗粒下落至所述滑槽板。进一步地，所述存储组件还包括备料区和准料区，所述准料区位于所述备料区的下方，以在所述准料区存储的金属燃料颗粒释放殆尽时，所述备料区为所述准料区补充所述金属燃料颗粒。进一步地，所述燃料添加驱动系统包括：步进电机，用于驱动所述滑槽板移动至所述开槽的槽口或闭口；第一控制器，用于根据所述添加指令控制所述步进电机驱动所述滑槽板移动至所述开槽的槽口，并且根据所述停止指令控制所述步进电机驱动所述滑槽板移动至所述开槽的闭口。进一步地，当所述第一控制器接收到所述燃料添加驱动系统的指令，正负偏转预设的角度对所述燃料添加驱动系统进行开闭，并将该指令发送至所述步进电机，将燃料添加至预设位置。可选地，所述电池堆燃料量监测系统包括：多个位置传感器，用于检测所述余量的当前位置；第二控制器，根据所述当前位置生成所述添加信号或停止信号。进一步地，所述供电系统采用储能电池，独立驱动所述燃料添加驱动系统工作，且燃料电池在工作时为所述小型储能电池充电。本技术附加的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，或通过本技术的实践了解到。附图说明本技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本技术一个实施例的金属空气燃料电池燃料自动添加系统原理图；图2是本技术的一个实施例的一种金属空气燃料电池自动加料系统结构示意图；图3是本技术的一个实施例的另一种金属空气燃料电池自动加料系统结构示意图。附图标记说明：10-金属空气燃料电池燃料自动添加系统、100-金属燃料储存系统、101-存储组件、102-滑槽板、103-缓冲件、104-槽口、200-燃料添加驱动系统、201-步进电机、202-第一控制器、300-电池堆燃料量监测系统、301-多个位置传感器、400-供电系统、500-电堆体和600-电堆上方料斗。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。下面参照附图描述根据本技术实施例提出的金属空气燃料电池燃料自动添加系统。图1是本技术一个实施例的金属空气燃料电池燃料自动添加系统原理图。如图1所示，该金属空气燃料电池燃料自动添加系统10包括：金属燃料储存系统100、燃料添加驱动系统200、电池堆燃料量监测系统300和供电系统400。其中，金属燃料储存系统100用于储存金属燃料颗粒，当受到燃料添加驱动系统200的加料指令时开启，将其存储的备料加入电池堆。进一步地，在本技术的一个实施例中，金属燃料储存系统100包括：存储组件101用于承载金属燃料颗粒。滑槽板102用于传输金属燃料颗粒。其中，存储组件包括：缓冲件103用于控制存储组件均匀下落；开槽104用于收到添加指令后，开槽开启，以将金属燃料颗粒下落至滑槽板。存储组件101还包括备料区和准料区，准料区位于备料区的下方，以在准料区存储的金属燃料颗粒释放殆尽时，备料区为准料区补充金属燃料颗粒。具体而言，存储组件101可以为料箱体，用于承载金属颗粒，内部可包括缓冲系统进而缓冲备料区金属颗粒下落的速度，便于待电堆燃料填满后容易关闭加料系统，箱体底面开有槽口104，适时释放燃料；滑槽板103上开有槽口，位于箱体底部，用于控制开闭燃料添加驱动系统200，应当加料时，燃料由槽口向下方电堆组添加。燃料添加驱动系统200用于驱动金属燃料储存系统向电池堆添加金属燃料颗粒。也就是说，燃料添加驱动系统200控制金属燃料储存系统100的开闭。进一步地，在本技术的是一个实施例中，燃料添加驱动系统包括：步进电机201用于驱动滑槽板移动至开槽的槽口或闭口。第一控制器202用于根据添加指令控制步进电机驱动滑槽板移动至开槽的槽口，并且根据停止指令控制步进电机驱动滑槽板移动至开槽的闭口。具体地，步进电机驱动滑槽板移动，接收单片机传来的脉冲信号指令(接收第一控制器传来的信号指令)，正负偏转相应的角度，实现燃料添加驱动系统200的开闭；控制步进电机工作的第一控制器(单片机)，用于接收传感器传来的信号并将其处理发送至步进电机，使得燃料恰好加满。电池堆燃料量监测系统300用于监测电池堆的燃料余量，并在燃料余量小于第一预设值时，生成添加指令，以根据添加指令控制燃料添加驱动系统开启添加，并在燃料余量大于第二预设值时，生成停止指令，以根据停止指令控制燃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属空气燃料电池燃料自动添加系统，其特征在于，包括：金属燃料储存系统，用于储存金属燃料颗粒；燃料添加驱动系统，用于驱动所述金属燃料储存系统向电池堆添加所述金属燃料颗粒；以及电池堆燃料量监测系统，用于监测所述电池堆的燃料余量，并在所述燃料余量小于第一预设值时，生成添加指令，以根据所述添加指令控制所述燃料添加驱动系统开启添加，并在所述燃料余量大于第二预设值时，生成停止指令，以根据所述停止指令控制所述燃料添加驱动系统停止添加，其中，所述第二预设值大于所述第一预设值。

【技术特征摘要】
1.一种金属空气燃料电池燃料自动添加系统，其特征在于，包括：金属燃料储存系统，用于储存金属燃料颗粒；燃料添加驱动系统，用于驱动所述金属燃料储存系统向电池堆添加所述金属燃料颗粒；以及电池堆燃料量监测系统，用于监测所述电池堆的燃料余量，并在所述燃料余量小于第一预设值时，生成添加指令，以根据所述添加指令控制所述燃料添加驱动系统开启添加，并在所述燃料余量大于第二预设值时，生成停止指令，以根据所述停止指令控制所述燃料添加驱动系统停止添加，其中，所述第二预设值大于所述第一预设值。2.根据权利要求1所述的金属空气燃料电池燃料自动添加系统，其特征在于，还包括：供电系统，用于为所述金属燃料储存系统、所述燃料添加驱动系统和电池堆燃料量监测系统供电。3.根据权利要求1所述的金属空气燃料电池燃料自动添加系统，其特征在于，所述第二预设值为所述电池堆的燃料最大值。4.根据权利要求1所述的金属空气燃料电池燃料自动添加系统，其特征在于，所述金属燃料储存系统包括：存储组件，用于承载所述金属燃料颗粒；滑槽板，用于传输所述金属燃料颗粒。5.根据权利要求4所述的金属空气燃料电池燃料自动添加系统，其特征在于，所述存储组件包括：缓冲件，用于控制所述存储组件均匀下落；开槽，用于收到所述添加指令后，所述开槽开启，以将所述金属燃料颗粒下落至所述滑槽板。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛烁源，裴普成，陈东方，黄尚尉，王喆正，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：新型
国别省市：北京,11