一种氢燃料电池系统技术方案

本发明专利技术公开一种氢燃料电池系统，包括氢气发生器、燃料电池、控制输出模块；氢气发生器包括反应容器、储水箱，储水箱通过吸水管连接反应容器，反应容器的出气管道连接燃料电池，出气管道设有第一压力传感器，储水箱设有加压口，加压口处设有泵，控制输出模块连接第一压力传感器和泵，气体压力高于燃料电池所需压力时，泵将反应液吸回储水箱，反之，将储水箱中的反应液送入反应容器。本发明专利技术的有益效果：氢气发生器能够产生氢气并将氢气引入燃料电池转化为电能，控制输出模块可以通过氢气压力调节氢气的产生量，避免传统用氢气储罐补入氢气的方式，可以作为各类便携式仪器设备的配套电源。

A hydrogen fuel cell system

【技术实现步骤摘要】
一种氢燃料电池系统
本专利技术涉及一种电池系统，尤其涉及的是一种氢燃料电池系统。
技术介绍
目前的燃料电池供电系统使用的气体储罐和合金储罐气瓶容积较大，补充氢气较麻烦。无法适应便携式使用的轻便和储能密度高的要求。如申请号：CN201910524726.8，公开一种便携式球状直接甲醇燃料电池，其特征在于，包括基座、设置在基座上的栅孔壳体、若干阳极集电板、催化层、阻醇层、膜电极、阴极集电器、外引导线，所述栅孔壳体呈圆球形或椭球形且下端封闭、上端开口并设有端盖，所述栅孔壳体的圆周壁沿周向均匀设置有若干与经线平行的弧状格栅，所述端盖设置有连接各阳极集电板的外引导线，所述阳极集电板、催化层阻醇层和膜电极弧度一致地由内向外依次紧贴地设在所述栅孔壳体各弧状格栅之间，且各膜电极与栅孔壳体外周面共面，所述的阴极集电器呈弧形紧固在所述栅孔壳体的外周面且和对应的膜电极外表面紧密接触。球形结构与零件会增加工艺的难度，不利于批量生产。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于：如何解决现有补充氢气的方式繁琐的问题。本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种氢燃料电池系统，包括用于产生氢气的氢气发生器、燃料电池、用于控制氢气的产生的控制输出模块；所述氢气发生器包括反应容器、储水箱，储水箱通过吸水管连接反应容器，反应容器顶端设有出气管道，出气管道连接燃料电池进气端，出气管道设有用于监控氢气压力的第一压力传感器，储水箱顶端设有加压口，加压口处设有泵，控制输出模块连接第一压力传感器和泵，当气体压力高于燃料电池所需压力时，泵工作，将反应液吸回储水箱，当气体压力低于燃料电池所需压力时，泵工作，将储水箱中的反应液送入反应容器。本专利技术中氢气发生器能够产生氢气并将氢气引入燃料电池转化为电能，控制输出模块可以通过第一压力传感器输出的压力值，根据需要氢气压力调节氢气的产生量，避免传统用氢气储罐补入氢气的方式，可以作为各类便携式仪器设备的配套电源。优选的，还包括文丘里管、气水分离装置，氢气发生器的出气端连接文丘里管，文丘里管的出气端连接燃料电池的进气端，燃料电池的出气端连接气水分离装置的入口，气水分离装置的出口连接文丘里管的侧面。高速气体经过文丘里管时，从扩口进入缩口段时，气体流速变大，压力降低，燃料电池所排出的尾气被从文丘里管的侧吸口吸入文丘里管，与氢气发生器所产生的氢气一起进入燃料电池的入口端，达到充分利用氢气的目的，气水分离器能够使气体与水气分离，并可以通过增加过滤器滤除杂质气体，提高出口氢气的纯净度，以保护燃料电池。优选的，所述气水分离器表面设置有翅片。翅片的作用：降低气水分离器温度，进一步提高气水分离效率。优选的，还包括过滤器，过滤器设置在吸水管上。优选的，还包括用于将氢气发生器发出的反应热加热燃料电池的换热组件，所述换热组件包括盘管、换热器，盘管置于反应容器内，盘管与换热器首尾相连，换热器置于反应容器外部，换热器放置在燃料电池侧部。氢气发生器与燃料电池存在换热组件可以实现在低温时，通过氢气发生器发出的反应热加热燃料电池以保证燃料电池的低温启动能力。优选的，所述反应容器侧面设有用于观察的第一观察窗，反应容器顶端设有安全阀，反应容器内部设有用于隔绝填料的隔板，隔板下方的反应容器侧面设有加料口。第一观察窗用于观察填料是否反应完全，安全阀能够在氢气压力超过限值时排放氢气，筛板起到隔绝填料，过滤杂质的作用。优选的，所述储水箱侧面设有用于观察的第二观察窗，储水箱顶部设有液体加注口、加压口，加压口处设有第二压力传感器。第二观察窗查看反应溶液情况，液体加注口为了加入水或水溶液，通过第二压力传感器监测储水箱中气体压力，若大于2-4大气压时，停止泵并通过液体加注口排气减压。优选的，还包括安装在氢气发生器与文丘里管之间的电磁阀，还包括燃料电池DCDC交换器，燃料电池DCDC交换器输出端连接负载输入端，以及安装在燃料电池上的燃料电池风扇；所述控制输出模块包括第一电压测量模块、第二电压测量模块、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、电池、开关、继电器、控制模块；燃料电池的输出端连接在第一电压测量模块上，第一电压测量模块后依次连接第一MOS管和燃料电池DCDC交换器，燃料电池DCDC交换器的输出端连接在负载上，该连线为功率输出总线；所述功率输出总线还连接有第二MOS管的输入端、第二二极管的输出端、继电器的供电端和第三二极管的输入端；第二MOS管的输出端与第一二极管的输出端并联，共同连接在燃料电池风扇和燃料电池的电源输入端；电池的电源输出端有3个，分别连接在第三MOS管输入端、开关以及第四MOS管的输入端；第三MOS管的输出端连接在第一二极管的输入端，第四MOS管的输出端连接在第二二极管的输入端；第三二极管的输出端与继电器的输出端并联并共同输出到控制模块、泵、第一压力传感器、第二压力传感和电磁阀的供电端；继电器的入口端与第二电压测量模块出口端相连，第二电压测量模块入口端与开关相连；控制模块控制连接第一电压测量模块、第二电压测量模块、第一压力传感器、第二压力传感器、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、燃料电池风扇、继电器。燃料电池风扇朝外侧吹起，散热器加热后的热风将能够加热燃料电池，当燃料电池能够启动后，控制模块发出信号，燃料电池风扇反转，燃料电池风扇朝燃料电池4吹气。优选的，所述继电器为常闭继电器。优选的，所述电磁阀为常开电磁阀。本专利技术的优点在于：(1)本专利技术中氢气发生器能够产生氢气并将氢气引入燃料电池转化为电能，控制输出模块可以根据需要氢气压力调节氢气的产生量，避免传统用氢气储罐补入氢气的方式，可以作为各类便携式仪器设备的配套电源；(2)高速气体经过文丘里管时，从扩口进入缩口段时，气体流速变大，压力降低，燃料电池所排出的尾气被从文丘里管的侧吸口吸入文丘里管，与氢气发生器所产生的氢气一起进入燃料电池的入口端，达到充分利用氢气的目的，气水分离器能够使气体与水气分离，并可以通过增加过滤器滤除杂质气体，提高出口氢气的纯净度，以保护燃料电池；(3)翅片的作用：降低气水分离器温度，进一步提高气水分离效率；(4)氢气发生器与燃料电池存在换热组件可以实现在低温时，通过氢气发生器发出的反应热加热燃料电池以保证燃料电池的低温启动能力；(5)反应容器的观察窗用于观察填料是否反应完全，安全阀能够在氢气压力超过限值时排放氢气，筛板起到隔绝填料，过滤杂质的作用；(6)储水箱的观察窗查看反应溶液情况，液体加注口为了加入水或水溶液，通过第二压力传感器监测储水箱中气体压力，若大于2-4大气压时，停止泵并通过液体加注口排气减压。附图说明图1是本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氢燃料电池系统，其特征在于，包括能够产生氢气的氢气发生器、能够控制氢气的产生的控制输出模块、以及燃料电池；所述氢气发生器包括反应容器、储水箱，储水箱通过吸水管连接反应容器，反应容器顶端设有出气管道，出气管道连接燃料电池进气端，出气管道设有用于监控氢气压力的第一压力传感器，储水箱顶端设有加压口，加压口处设有泵，控制输出模块连接第一压力传感器和泵，当气体压力高于燃料电池所需压力时，泵将反应液吸回储水箱，当气体压力低于燃料电池所需压力时，泵将储水箱中的反应液送入反应容器。/n

【技术特征摘要】
1.一种氢燃料电池系统，其特征在于，包括能够产生氢气的氢气发生器、能够控制氢气的产生的控制输出模块、以及燃料电池；所述氢气发生器包括反应容器、储水箱，储水箱通过吸水管连接反应容器，反应容器顶端设有出气管道，出气管道连接燃料电池进气端，出气管道设有用于监控氢气压力的第一压力传感器，储水箱顶端设有加压口，加压口处设有泵，控制输出模块连接第一压力传感器和泵，当气体压力高于燃料电池所需压力时，泵将反应液吸回储水箱，当气体压力低于燃料电池所需压力时，泵将储水箱中的反应液送入反应容器。


2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池系统，其特征在于，还包括文丘里管、气水分离装置，氢气发生器的出气端连接文丘里管，文丘里管的出气端连接燃料电池的进气端，燃料电池的出气端连接气水分离装置的入口，气水分离装置的出口连接文丘里管的侧面。


3.根据权利要求2所述的一种氢燃料电池系统，其特征在于，所述气水分离器表面设置有翅片。


4.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池系统，其特征在于，还包括过滤器，过滤器设置在吸水管上。


5.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池系统，其特征在于，还包括用于将氢气发生器发出的反应热加热燃料电池的换热组件，所述换热组件包括盘管、换热器，盘管置于反应容器内，盘管与换热器首尾相连，换热器置于反应容器外部，换热器放置在燃料电池侧部。


6.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池系统，其特征在于，所述反应容器侧面设有用于观察的第一观察窗，反应容器顶端设有安全阀，反应容器内部设有用于隔绝填料的隔板，隔板下方的反应容器侧面设有加料口。


7.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池系统，其特征在于，所述储水箱侧面设有用于观察的第二观察窗，储水箱顶部设有...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪亮，王广华，马凯成，宋良芬，王广飞，刘青，祝妍，黄猛，
申请(专利权)人：安徽伯华氢能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34