一种用于列车ATP系统的燃料电池装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于列车ATP系统的燃料电池装置，包括控制芯片、燃料存储罐、水槽、燃料电池模块、第一液位传感器和第二液位传感器，其中，所述的第一液位传感器连接燃料存储罐，所述的第二液位传感器连接燃料电池模块，所述的燃料存储罐的出口处设有一阀门，第一液位传感器、第二液位传感器和阀门均连接控制芯片，所述的燃料存储罐连接燃料电池模块，水槽安装于燃料电池模块的下方，燃料电池模块连接列车ATP系统中的MOBAD单元。与现有技术相比，用户只需补充燃料即可保证列车ATP系统的正常运行，操作简单，省去复杂的更换电池流程，提高了工作效率。而且，使用燃料电池提升系统的稳定性，整个过程环保而高效。

A fuel cell device for train ATP system

【技术实现步骤摘要】
一种用于列车ATP系统的燃料电池装置
本专利技术涉及一种列车ATP系统领域，尤其是涉及一种用于列车ATP系统的燃料电池装置。
技术介绍
为了保证动车的安全运行，列车中需要安装列车ATP车载自动防护系统，列车ATP系统的硬件为一个立方体状的机柜，安装于列车的车头和车尾。机柜中存在多个功能模块，每个功能模块上会插入一个DCA0030AMOBAD单元(模式电池地址装置单元)，简称MOBAD单元，MOBAD单元为各个功能模块提供连续的供电来起到对功能模块中的闪存防擦除的保护作用。如图1所示，MOBAD单元包括接口71和电池72，通过接口71连接机柜中的功能模块，当列车停运时，MOBAD单元开始工作，给各个功能模块供电，使功能模块中存储的数据不丢失，以保证列车再次启动时ATP系统能正常启机。但是目前，在列车运营过程中，MOBAD单元主要供电方式为干电池(安时容量的3.6V的锂亚硫酰氯电池)，属于不可充电的锂电池，当干电池的电力用完就需要更换，并且一个MOBAD单元电力不足就会影响与之对应的一个功能模块，从而影响整个ATP系统不能正常启机的情况。而且，因为整机中存在多个MOBAD单元，无法判断哪个电池供电不足，目前的现场处理的方法是更换所有MOBAD单元中的电池72，以保证列车的正常运行，这样无形中造成了大量资源的浪费，而且对废电池的处理不当也会给环境带来一定的污染。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于列车ATP系统的燃料电池装置。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于列车ATP系统的燃料电池装置，包括控制芯片、燃料存储罐、水槽、燃料电池模块、第一液位传感器和第二液位传感器，其中，所述的第一液位传感器连接燃料存储罐，所述的第二液位传感器连接燃料电池模块，所述的燃料存储罐的出口处设有一阀门，第一液位传感器、第二液位传感器和阀门均连接控制芯片，所述的燃料存储罐连接燃料电池模块，水槽安装于燃料电池模块的下方，燃料电池模块连接列车ATP系统中的MOBAD单元。进一步地，所述的燃料电池模块包括电池外壳，电池内部由质子交换膜分割为两个相同的内腔，内腔中由质子交换膜向外依次为阳极催化层、阳极扩散层和燃料室，另一内腔中由质子交换膜向外依次为阴极催化层、阴极扩散层和空气室，所述的燃料室通过加料孔连接燃料存储罐，所述的阳极扩散层设有一个CO2排放孔，所述的空气室设有空气流通孔和水排放孔，并且通过水排放孔连接水槽。进一步地，所述的控制芯片、水槽、燃料电池模块、第一液位传感器和第二液位传感器均集成在壳体内部。进一步地，所述的燃料电池模块通过导线连接MOBAD单元的正负极。进一步地，还包括流量阀和流量传感器，所述的流量阀和流量传感器连接控制芯片，并且，均安装在连接燃料存储罐与燃料电池模块的导管上。进一步地，还包括一个燃料泵，该燃料泵连接控制芯片，并且安装于导管上。进一步地，还包括一个显示器，该显示器连接控制芯片。进一步地，还包括一个报警机构，该报警机构连接控制芯片。进一步地，所述的燃料电池模块使用的燃料为甲醇水溶液。进一步地，所述的水槽可拆卸式连接燃料电池模块。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术直接使用甲醇燃料电池的方案替换原有的锂亚硫酰氯电池，甲醇燃料电池通过化学能转化为电能，只要保持连续的甲醇水溶液和空气的供给，就会有电子不断地通过外部电路从阳极流向阴极产生电能，提供供电，能确保长时间地自动运行而不需任何维护，整个过程环保而高效，提升了列车ATP系统的可靠性，减少停工期和设备运行间隙，并且大幅度的降低成本。本专利技术既绿色环保又能避免电量耗尽而导致停车的情况，为列车正常运行提供了安全保障。2、本专利技术通过控制芯片、第一液位传感器和第二液位传感器实时监控电池的燃料，并且通过燃料泵和阀门自动控制和补充燃料，通过流量阀和流量传感器保证供应的速率，使得燃料电池模块可以稳定地产生电能。只要保证燃料存储罐中的供应，就能保证燃料电池及时获得燃料补给。3、本专利技术的控制芯片、水槽、燃料电池模块、第一液位传感器和第二液位传感器均集成在一个壳体内部，只通过两根导线直接连接到MOBAD单元上，节省了MOBAD单元内部大量的安装空间，有效的减小了印制板体积。4、燃料电池模块中使用了Nafion膜，具有质子电导率高和化学稳定性好的特点，能够完美地配合燃料，优化电池模块的性能。5、本专利技术通过显示器能够实时地观察电池使用状态，便于掌握燃料电池的运行状态，并且在燃料存储罐的燃料储备不足时，控制芯片通过报警机构发出警报，及时提醒补充燃料，维持列车ATP系统的正常工作。6、本专利技术使用过程中，用户只需补充燃料即可，操作简单，省去复杂的更换电池流程，提高了工作效率。而且，使用燃料电池可以提升系统的稳定性，燃料电池通过催化反应，将甲醇直接转化成电能，并且能确保长时间地自动运行而不需任何维护，整个过程环保而高效，也是目前最清洁的发电方式之一。附图说明图1为MOBAD单元的结构示意图；图2为本专利技术的结构示意图；图3为燃料电池模块的结构示意图；附图标记：1、控制芯片，2、燃料存储罐，3、水槽，4、燃料电池模块，401,、电池外壳，402、质子交换膜，403、阳极催化层，404、阳极扩散层，405、燃料室，406、阴极催化层，407、阴极扩散层，408、空气室，409、加料孔，410、CO2排放孔，411、水排放孔，412、阳极输出端，413、阴极输出端，414、空气流通孔，5、第一液位传感器，6、第二液位传感器，7、MOBAD单元，71、接口，72、电池，8、壳体，9、导线，11、导管，12、流量阀，13、流量传感器，14、燃料泵，15、阀门，16、显示器，17、报警机构。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。如图2所示，本实施例提供了一种用于列车ATP系统的燃料电池装置，包括控制芯片1、燃料存储罐2、水槽3、燃料电池模块4、第一液位传感器5和第二液位传感器6，其中，第一液位传感器5连接并监控燃料存储罐2的使用量，第二液位传感器6连接并监控燃料电池模块4的使用量，燃料存储罐2的出口处设有一个阀门15，第一液位传感器5，第二液位传感器6和阀门15均由控制芯片1进行控制，燃料存储罐2还通过一根导管11连接燃料电池模块4，水槽3安装于燃料电池模块4的下方，并且可拆卸和替换，方便定期进行清理。燃料电池模块4通过导线9直接连接列车ATP系统中的MOBAD单元7的正负极。控制芯片1、水槽3、燃料电池模块4、第一液位传感器5和第二液位传感器6均集成在一个壳体8内部，两个传感器的采集头设置于燃料存储罐2和燃料电池模块4的内部。控制芯片1采用的型号为LPC1788。连接燃料存储罐2与燃料电池模块4的导管11上设有流量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于列车ATP系统的燃料电池装置，其特征在于，包括控制芯片(1)、燃料存储罐(2)、水槽(3)、燃料电池模块(4)、第一液位传感器(5)和第二液位传感器(6)，其中，所述的第一液位传感器(5)连接燃料存储罐(2)，所述的第二液位传感器(6)连接燃料电池模块(4)，所述的燃料存储罐(2)的出口处设有一阀门(15)，第一液位传感器(5)、第二液位传感器(6)和阀门(15)均连接控制芯片(1)，所述的燃料存储罐(2)连接燃料电池模块(4)，水槽(3)安装于燃料电池模块(4)的下方，燃料电池模块(4)连接列车ATP系统中的MOBAD单元(7)。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于列车ATP系统的燃料电池装置，其特征在于，包括控制芯片(1)、燃料存储罐(2)、水槽(3)、燃料电池模块(4)、第一液位传感器(5)和第二液位传感器(6)，其中，所述的第一液位传感器(5)连接燃料存储罐(2)，所述的第二液位传感器(6)连接燃料电池模块(4)，所述的燃料存储罐(2)的出口处设有一阀门(15)，第一液位传感器(5)、第二液位传感器(6)和阀门(15)均连接控制芯片(1)，所述的燃料存储罐(2)连接燃料电池模块(4)，水槽(3)安装于燃料电池模块(4)的下方，燃料电池模块(4)连接列车ATP系统中的MOBAD单元(7)。


2.根据权利要求1所述的用于列车ATP系统的燃料电池装置，其特征在于，所述的燃料电池模块(4)包括电池外壳(401)，电池内部由质子交换膜(402)分割为两个相同的内腔，内腔中由质子交换膜(402)向外依次为阳极催化层(403)、阳极扩散层(404)和燃料室(405)，另一内腔中由质子交换膜(402)向外依次为阴极催化层(406)、阴极扩散层(407)和空气室(408)，所述的燃料室(405)通过加料孔(409)连接燃料存储罐(2)，所述的阳极扩散层(404)设有一个CO2排放孔(410)，所述的空气室(408)设有空气流通孔(414)和水排放孔(411)，并且通过水排放孔(411)连接水槽(3)。


3.根据权利要求1所述的用于列车ATP系统的燃料电池装置，其特征在于，所述的控制芯片(1)、水槽(3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：诺力格尔，李向红，孙亮，赵寰宇，范家斌，温术来，
申请(专利权)人：上海铁路通信有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31