一种微型燃料电池发电系统技术方案

一种微型燃料电池发电系统，属于燃料电池技术领域。本发明专利技术包括：燃料电池模块，用于利用氢气和空气进行发电；气体管路模块，用于控制氢气的进气和排气；控制模块，用于对整个发电系统进行控制，确保发电稳定性；内电源模块，用于发电系统的启动，以及匹配电堆功率输出；化学制氢模块，用于通过化学手段现场制备发电系统所需氢气；气体管路模块中设有压力传感器单元，压力传感器单元用于采集氢气供气压力，控制模块采集压力传感器单元的数据，并根据该数据调节化学制氢模块的制氢速度和燃料电池模块的输出功率。本发明专利技术能够有效维持制氢速度和燃料电池输出功率的平衡，从而确保燃料电池的正常工作。

【技术实现步骤摘要】
一种微型燃料电池发电系统
本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种微型燃料电池发电系统。
技术介绍
近些年来，绿色氢能得到大力发展，与之相匹配的燃料电池系统也发展火热。目前，燃料电池通常配置储氢容器进行工作，但是在氢能基础设施尚未完善之前，氢气的来源成为限制燃料电池发展的重要因素。行业内也意识这个问题，在一些对氢气流量要求不高的场合采用现场化学制氢的方式，但是由于化学反应极度不稳定，而微型燃料电池系统对于体积要求较高，不能配置较大的缓冲罐，因此，现场化学制氢产生氢气的压力和流量极度不稳定，以至于难以保证燃料电池的正常运行。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种微型燃料电池发电系统，其能够有效维持制氢速度和燃料电池输出功率的平衡，从而确保燃料电池的正常工作。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种微型燃料电池发电系统，包括：燃料电池模块，用于利用氢气和空气进行发电；气体管路模块，用于控制氢气的进气和排气；控制模块，用于对整个发电系统进行控制，确保发电稳定性；内电源模块，用于发电系统的启动，以及匹配电堆功率输出；化学制氢模块，用于通过化学手段现场制备发电系统所需氢气；所述气体管路模块中设有压力传感器单元，所述压力传感器单元用于采集氢气供气压力，所述控制模块采集所述压力传感器单元的数据，并根据该数据调节所述化学制氢模块的制氢速度和燃料电池模块的输出功率。本专利技术根据氢气供气压力来调节制氢速度及电堆输出功率，从而保证了反应罐内压力的稳定性，以及整个发电系统的稳定性、可靠性和安全性，并且因此提高了整个系统的能源利用率。作为本专利技术优选，所述燃料电池模块包括：燃料电池电堆单元，用于利用氢气和空气进行发电；散热单元，用于在燃料电池工作时对电堆进行散热。作为本专利技术优选，所述气体管路模块包括：管路单元，包括前端的进气管路和尾端的排气管路；电磁阀单元，包括进气电磁阀和排气电磁阀；所述压力传感器单元。作为本专利技术优选，所述燃料电池模块的空气进气侧和空气排气侧均设有防水罩。作为本专利技术优选，所述控制模块包括：DC/DC电源单元，用于将所述燃料电池模块输出的不稳定电压，变为稳定可控的电压，并且实时监测所述燃料电池模块输出的电压和电流；功率开关板单元，用于对外部大功率的器件进行供电开关及调节，并对总电源输出进行开关控制；主控板单元，用于对燃料电池的工作做核心控制，包括对电磁阀、风扇和水泵的控制，并根据各项传感器数据进行调节。传感器单元，用于采集系统所需的数据，包括压力、温度、电流、电压和海拔。作为本专利技术优选，还包括：环境管理模块，用于调节发电系统的工作模式，确保系统在不同环境下快速启动并正常运行。作为本专利技术优选，所述环境管理模块中设有热管理单元，所述热管理单元包括设置于气体管路、电磁阀和锂电池处的加热装置。作为本专利技术优选，所述化学制氢模块的出气端和所述燃料电池模块的进气端均设有标准接口。本专利技术的优点是：1、本专利技术根据氢气供气压力来调节制氢速度及电堆输出功率，从而保证了反应罐内压力的稳定性，以及整个发电系统的稳定性、可靠性和安全性，并且因此提高了整个系统的能源利用率。2、本专利技术的供氢方式为现场化学制氢，只要有水源即可使用，相比于常规的储氢方式，无需寻找氢源来为系统补充能源，这在氢能基础设施尚未完善之前具备有非常大的优势。3、整个系统采用了分体结构设计，发电和制氢为两个独立的模块，通过标准接口进行连接，同时氢气的入口也采用了标准接口，当有氢源时可以直接接入系统进行发电，使用更为灵活。4、热管理单元可以保证系统在-20℃环境条件下快速自启动，大大提高了环境适应性。5、系统进气管路和排气管路的防水设计，使得设备能够涉水携行。附图说明图1为本专利技术一种实施例的原理图。具体实施方式下面将结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步的详细说明。一种微型燃料电池发电系统，包括：燃料电池模块，用于利用氢气和空气进行发电；气体管路模块，用于控制氢气的进气和排气；控制模块，用于对整个发电系统进行控制，确保发电稳定性；内电源模块，用于发电系统的启动；化学制氢模块，用于通过化学手段现场制备发电系统所需氢气；优选为硼氢化钠制氢，具有储存容量高、产氢纯度高、反应易控制和安全无污染等优点。环境管理模块，用于调节发电系统的工作模式，确保系统在不同环境下快速启动并正常运行；主要设有热管理单元，所述热管理单元包括设置于气体管路、电磁阀和锂电池处的加热装置，保证系统在-20℃环境条件下能够快速自启动，大大提高了环境适应性所述气体管路模块中设有压力传感器单元，所述压力传感器单元用于采集氢气供气压力，所述控制模块采集所述压力传感器单元的数据，并根据该数据调节所述化学制氢模块的制氢速度和燃料电池模块的输出功率。具体的，所述燃料电池模块包括：燃料电池电堆单元，用于利用氢气和空气进行发电；散热单元，用于在燃料电池工作时对电堆进行散热，以保证电堆处于正常的温度范围内，确保发电的稳定性和安全性。所述气体管路模块包括：管路单元，包括前端的进气管路和尾端的排气管路；进气管路主要包括氢气进气管路和空气进气管路，而排气管路主要为电堆反应后的废气排放管路。并且，所述燃料电池模块的空气进气侧和空气排气侧均设有防水罩，使得设备能够涉水携行。电磁阀单元，包括进气电磁阀和排气电磁阀，以根据电堆运行状态，精确控制排气量，从而保证电堆内部水平衡。所述压力传感器单元，用于采集氢气供气压力。所述控制模块包括：DC/DC电源单元，用于将所述燃料电池模块输出的不稳定电压，变为稳定可控的电压，并且实时监测所述燃料电池模块输出的电压和电流，以供主控板单元对整个系统的工作进行调节。功率开关板单元，用于对外部大功率的器件进行供电开关及调节，并对总电源输出进行开关控制；主控板单元，用于对燃料电池的工作做核心控制，包括对电磁阀、风扇和水泵等的控制，并根据各项传感器数据进行调节。传感器单元，用于采集系统所需的数据，包括温度、电流、电压和海拔等。最后，所述化学制氢模块的出气端和所述燃料电池模块的进气端均设有标准接口。当有氢源时可以直接通过燃料电池模块的进气端的标准接口接入系统进行发电，使用更为灵活。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，该具体实施方式是基于本专利技术整体构思下的一种实现方式，而且本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微型燃料电池发电系统，其特征在于，包括：/n燃料电池模块，用于利用氢气和空气进行发电；/n气体管路模块，用于控制氢气的进气和排气；/n控制模块，用于对整个发电系统进行控制，确保发电稳定性；/n内电源模块，用于发电系统的启动,以及匹配电堆功率输出；/n化学制氢模块，用于通过化学手段现场制备发电系统所需氢气；/n所述气体管路模块中设有压力传感器单元，所述压力传感器单元用于采集氢气供气压力，所述控制模块采集所述压力传感器单元的数据，并根据该数据调节所述化学制氢模块的制氢速度和燃料电池模块的输出功率。/n

【技术特征摘要】
1.一种微型燃料电池发电系统，其特征在于，包括：
燃料电池模块，用于利用氢气和空气进行发电；
气体管路模块，用于控制氢气的进气和排气；
控制模块，用于对整个发电系统进行控制，确保发电稳定性；
内电源模块，用于发电系统的启动,以及匹配电堆功率输出；
化学制氢模块，用于通过化学手段现场制备发电系统所需氢气；
所述气体管路模块中设有压力传感器单元，所述压力传感器单元用于采集氢气供气压力，所述控制模块采集所述压力传感器单元的数据，并根据该数据调节所述化学制氢模块的制氢速度和燃料电池模块的输出功率。


2.根据权利要求1所述的一种微型燃料电池发电系统，其特征在于，所述燃料电池模块包括：
燃料电池电堆单元，用于利用氢气和空气进行发电；
散热单元，用于在燃料电池工作时对电堆进行散热。


3.根据权利要求1所述的一种微型燃料电池发电系统，其特征在于，所述气体管路模块包括：
管路单元，包括前端的进气管路和尾端的排气管路；
电磁阀单元，包括进气电磁阀和排气电磁阀；
所述压力传感器单元。


4.根据权利要求1所述的一种微型燃料电池发电系统，其特征在于，所述燃料电池模块的空气...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡永健，侯向理，叶龙，姚宇希，何民维，徐冰，
申请(专利权)人：浙江高成绿能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33