一种利用液氢的超导电机燃料电池动力装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及燃料电池技术领域，尤其为一种利用液氢的超导电机燃料电池动力装置，包括液氢储存箱体、液氢自增压管、氢气自卸压管、液氢/氦气换热器、燃料电堆和超导电机，通过液氢储存箱体、液氢自增压管、氢气自卸压管、液氢/氦气换热器、燃料电堆和超导电机，液氢储存箱体将液氢传输到液氢/氦气换热器中，液氢/氦气换热器进气口一侧与高压液氢瓶相连，高压氦气瓶浸泡在液氢杜瓦中，通过高温氦气与液氢进行换热；换热之后，经过换热后的液氢变成氢气，从右侧出气口与燃料电堆相连；经过换热后高温氦气变成低温氦气从下侧出气口与超导电机相连；燃料电堆产生的电能进一步运输到超导电机中，使其进行超导发电。使其进行超导发电。使其进行超导发电。

【技术实现步骤摘要】
一种利用液氢的超导电机燃料电池动力装置


[0001]本技术涉及燃料电池
，具体为一种利用液氢的超导电机燃料电池动力装置。

技术介绍

[0002]“超导”这个科学的名词,时常出现在新闻媒体中,大家可能听说过。所谓的超导现象,是指当某种物质逐渐冷却到最低温度(
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237℃)时,电阻消失或为零,从而处于无电耗和不发热状态。也就是说,无电压也能使电流永久流动。科学家们根据超导的这一独特本领,让它在能源世界大显身手。超导输电一般是用导线输送电流的。然而,这种输电损耗高达总发电量的6％
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10％,这可不是一个小数字。用超高压输电效率也很低。超导体能因为能够无损耗地输送电流,因而成为了最理想的输电方式。不过,目前缺少实用的高临界温度超导体,而且用液氮获得的超导体所必需的低温成本又很高,所以超导输电还未能得到广泛应用,但很有发展前景。超导储能指的是使用超导线圈,没有电阻,只要把电“注入”超导线圈,电流就可以无休止地在线圈中流动,也不会损耗,因而也就无损耗地储存电能,它克服了电池和电容器充放电时间长、密度低、漏损大、无法在短时间内释放出巨大能量的不足。这种储能装置,既可作为特殊的光源,如激光电源、电磁炮电源等,也可用来调节电网峰谷差,充分发挥电力设备的潜力。
[0003]燃料电池是一种以氢气为原料，通过氢氧化学作用产生电能的能量转换装置。它按电化学原理等温地把贮存在燃料和氧化剂中的化学能转化为电能。其基本原理是氢气和氧气(空气)分别发生氧化和还原反应，生成水，产生热能和电能。具有能量转换效率高、无污染排放、环境友好、运行噪声低、安全可靠、比功率和比能量密度高等突出优点，在移动电源、固定电站、交通运输以及无人机领域都具有良好的应用前景，被认为最具有潜力的解决环境污染、能源危机的有效手段之一，受到国内外政府、车企以及科技工作者的重点关注。
[0004]液氢作为一种优质的冷源，是一种高能、低温液体燃料。它是一种无色无味、透明的低温液体，沸点为20.35K，冰点为13.55K，密度为0.07g/cm3(沸点时)，现阶段已经成为一种重要的高能低温液体燃料，可以广泛应用于公交，汽车，无人机，船舶中。
[0005]超导电机因其工作温度的不同分为低温高温超导电机和高温超导电机。低温高温超导电机的工作环境为35K，高温超导电机的工作环境为138K。在本专利技术专利中，由于工作温度的限制，选择高温超导电机作为该燃料电池动力系统的发电机。
[0006]高温超导电机的需要工作在138K以上的温区，而液氢这一优质的冷源在可以充当燃料电池燃料的同时为高温超导电机提供冷源，进行降温，使其正常工作。这就节省了去制造普通冷源，因为高温超导电机100W就需要制100
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200W的普通冷源。而用液氢时，只需要1/10的量，就可以使高温超导电机一直正常发电，更好的提高燃料电池的功率。
[0007]本方案是针对使用传统电机的燃料电池动力系统体积较大，功率较小的问题，提出使用将超导电机引入到燃料电池的动力系统中，诣在提升提高燃料电池的功率的同时降低燃料电池的体积与重量，又因为超导电机工作温度的特别性，进一步使用液氢这一优质
冷源，能够给燃料电堆提供燃料的同时给超导电机降温，因此需要一种利用液氢的超导电机燃料电池动力装置对上述问题做出改善。

技术实现思路

[0008]本技术的目的在于提供一种利用液氢的超导电机燃料电池动力装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0009]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0010]一种利用液氢的超导电机燃料电池动力装置，包括液氢储存箱体、液氢自增压管、氢气自卸压管、液氢/氦气换热器、燃料电堆和超导电机，所述液氢储存箱体的左侧设置有液氢自增压管，所述液氢储存箱体的右上侧设置有氢气自卸压管，所述液氢储存箱体的内部设置有高压液氢瓶，所述高压液氢瓶的内部设置有高压氦气瓶。
[0011]优选的，所述液氢/氦气换热器的进气口一侧通过连接管路与高压液氢瓶，所述高压氦气瓶浸泡在液氢杜瓦中。
[0012]优选的，所述液氢/氦气换热器的右侧出气口通过连接管路与燃料电堆连接。
[0013]优选的，所述液氢/氦气换热器的下侧出气口通过连接管路与超导电机相连，所述超导电机通过连接管路与液氢/氦气换热器的下侧出气口连接。
[0014]优选的，所述液氢自增压管、氢气自卸压管贯穿液氢储存箱体与高压液氢瓶连接。
[0015]优选的，所述液氢储存箱体通过连接管路与液氢/氦气换热器连接。
[0016]优选的，所述燃料电堆通过连接管路与超导电机相连。
[0017]优选的，所述液氢储存箱体的液氢温度为23K，所述超导电机工作温度138K。
[0018]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0019]1、本技术中，通过液氢为燃料的超导电机燃料电池动力装置，包括液氢储存箱体、液氢自增压管、氢气自卸压管、液氢/氦气换热器、燃料电堆和超导电机，液氢储存箱体将液氢传输到液氢/氦气换热器中，液氢/氦气换热器进气口一侧与高压液氢瓶相连，高压氦气瓶浸泡在液氢杜瓦中，通过高温氦气与液氢进行换热；换热之后，经过换热后的液氢变成氢气，从右侧出气口与燃料电堆相连；经过换热后高温氦气变成低温氦气从下侧出气口与超导电机相连；燃料电堆产生的电能进一步运输到超导电机中，使其进行超导发电。
[0020]2、本技术中，通过液氢为燃料的超导电机燃料电池动力装置，包括液氢储存箱体、液氢自增压管、氢气自卸压管、液氢/氦气换热器、燃料电堆和超导电机，超导电机中的超导线圈没有电阻,只要把电“注入”超导线圈,电流就可以无休止地在线圈中流动,也不会损耗,因而也就无损耗地储存电能,它克服了电池和电容器充放电时间长、密度低、漏损大、无法在短时间内释放出巨大能量的不足，由于其损耗几乎为零，可以提高整个燃料电池动力系统的有效功率，具有很大的实用价值，由于其损耗几乎为零从而实现以下目的：(1)液氢这一优质的冷源可以省去制造冷源这一繁琐步骤，实现更好的能阶管理，给超导电机进行降温；(2)以改善现有燃料电池动力系统电机效率低，体积偏大的问题，液氢储存箱体为燃料电池储氢系统，使用液氢这一最佳的燃料电池储能方式作为燃料，其中在储氢瓶系统中各配有自增压和自卸压系统一套，能够很好确保储氢系统的安全问题，使用液氢作为燃料的同时又因液氢本身带有的优质的冷源特性可以给高温超导电机进行降温，使其正常工作，传统的100W冷源供高温超导电机进行发电，需要消耗100W的冷源，而用液氢，只需要
1/10就可以使高温超导电机达到额定功率。
附图说明
[0021]图1为本技术整体装置图；
[0022]图2为本技术部分装置结构图；
[0023]图3为本技术液氢温度与超导电机工作温度对比图。
[0024]图中：1、液氢储存箱体；2、液氢自增压管；3、氢气自卸压管；4、液氢/氦气换热器；5、燃料电堆；6、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用液氢的超导电机燃料电池动力装置，包括液氢储存箱体(1)、液氢自增压管(2)、氢气自卸压管(3)、液氢/氦气换热器(4)、燃料电堆(5)和超导电机(6)，其特征在于：所述液氢储存箱体(1)的左侧设置有液氢自增压管(2)，所述液氢储存箱体(1)的右上侧设置有氢气自卸压管(3)，所述液氢储存箱体(1)的内部设置有高压液氢瓶(7)，所述高压液氢瓶(7)的内部设置有高压氦气瓶(8)。2.根据权利要求1所述的一种利用液氢的超导电机燃料电池动力装置，其特征在于：所述液氢/氦气换热器(4)的进气口一侧通过连接管路与高压液氢瓶(7)，所述高压氦气瓶(8)浸泡在液氢杜瓦中。3.根据权利要求1所述的一种利用液氢的超导电机燃料电池动力装置，其特征在于：所述液氢/氦气换热器(4)的右侧出气口通过连接管路与燃料电堆(5)连接。4.根据权利要求1所述的一种利用液氢的超导电机燃料...

【专利技术属性】
技术研发人员：张广孟，王国庆，李增山，张宝春，曹炬，王康，杨芳营，段红玉，
申请(专利权)人：北京长征天民高科技有限公司，
类型：新型
国别省市：