燃料电池电解液加热系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种燃料电池电解液加热系统，包括转动装置、支撑装置、发热和制氧装置和控制装置，转动装置包括第一转轴和第一转盘，第一转轴设置成垂直于电解液箱侧面、与电解液箱的上表面高度接近，第一转轴穿过第一转盘中心与第一转盘固定连接，支撑装置用于转动支撑转动装置，发热和制氧装置包括多个固定连接在第一转盘半周边缘、呈放射状分布的棒状发热和制氧部，第一转盘转动具有第一工作位和第二工作位，控制装置用于控制转动装置的转动、发热和制氧装置、散热装置的工作状态。本实用新型专利技术的方案可提高燃料电池在低温环境下的快速启动能力、稳定性以及放电性能。稳定性以及放电性能。稳定性以及放电性能。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池电解液加热系统


[0001]本技术涉及金属燃料电池
，具体地涉及一种燃料电池电解液加热系统。

技术介绍

[0002]燃料电池应用广泛。如铝空气电池可以将铝材料的化学性能直接转换为电能，是目前燃料电池领域研究较为广泛的一类电池。该类电池最早应用于航空航天等国防领域，当前随着新能源汽车等产品的不断发展，铝空气电池有着更广阔的的发展前景。如铝空电池以金属铝或者铝合金作为阳极，以空气中的氧气作为阴极，以碱性溶液作为化学反应的电解质。与铅酸电池、锂电池等蓄电池相比，这类电池具有比能高、质量轻、启动性能出色、模块化设计、寿命长、维护方便、环境污染小等特点，因此也被称为“清洁绿色能源”。
[0003]尽管铝空电池优势比较明显，但是由于存在一些技术难点，使得目前还很难大规模应用于实际中。比如如何制备高性能的铝材料、如何消除化学反应中的氢气、如何提高低温环境中碱性溶液的活性等，这些问题都会影响到铝空电池的性能。尤其是冬季，我国北方大部分区域的温度都比较低，东北地区温度降到了
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20℃以下。低温环境条件下，虽然强碱性电解液仍然保持流动性，但是如果没有温度保障的装置和条件，燃料电池的快速启动和稳定性就无法得到保障，影响了电池的放电性能的同时，也极大限制了燃料电池的环境适应性,受到了很大的影响。现阶段，对于燃料电池电解液性能的研究，集中在了研究如何通过添加剂，提高电解液的活性、降低对铝材料的腐蚀作用以及减少电解液中放电产物堆积的问题。而对于低温条件下，电解液的性能研究还比较少。
[0004]如何针对这种情况，提出一种应用于燃料电池电解液低温加热的系统，实现低温环境下电解液的自动加热，优化燃料电池在低温条件下的启动，提高整个电池系统的环境适应性，提高电池工作效率和稳定性，是燃料电池领域技术人员待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，通过分析燃料电池的工作特点，以及低温环境下电解液的性能，本技术实施例提出一种可应用于低温环境下的燃料电池电解液自动加热系统，可以在
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20℃以下等低温条件下，实现电解液的加热，提高燃料电池在低温环境下的快速启动能力、稳定性以及放电性能。
[0006]为此，本技术实施例提供如下技术方案：
[0007]本技术实施例的燃料电池电解液加热系统，用于燃料电池，所述燃料电池包括电池单体电堆、电解液箱、所述电解液箱中的电解液、设置于所述燃料电池内部的散热装置，所述电解液加热系统包括转动装置、支撑装置、发热和制氧装置和控制装置，所述转动装置包括第一转轴和第一转盘，所述第一转轴设置成垂直于所述电解液箱侧面、与所述电解液箱的上表面高度接近，所述第一转轴穿过所述第一转盘中心与所述第一转盘固定连接，所述支撑装置用于转动支撑所述转动装置，所述发热和制氧装置包括多个固定连接在
所述第一转盘半周边缘、呈放射状分布的棒状发热和制氧部，所述第一转盘转动到第一工作位时所述第一转盘固定连接所述棒状发热和制氧部的半周在所述电解液箱的侧面区域内，所述第一转盘转动到第二工作位时所述第一转盘固定连接所述棒状发热和制氧部的半周不在所述电解液箱的侧面区域内、所述发热和制氧装置与所述电池单体电堆靠近，所述控制装置用于控制所述转动装置的转动、所述发热和制氧装置、所述散热装置的工作状态，所述第一转盘转动到第一工作位时所述发热和制氧装置发热并制氧。
[0008]进一步的，所述支撑装置包括支架，所述第一转轴与所述支架转动连接。
[0009]进一步的，所述转动装置还包括第二转轴、第一带轮、第二带轮、轮带、电机，所述第二转轴与所述支架转动连接，所述第一带轮与所述第一转轴固定连接，所述第二带轮与所述第二转轴固定连接，所述轮带连接所述第一带轮和所述第二带轮，所述第二带轮转动时带动所述第一带轮转动，所述电机带动所述第二转轴转动。
[0010]进一步的，所述转动装置还包括第二转轴、第一齿轮、第二齿轮、电机，所述第二转轴与所述支架转动连接，所述第一齿轮与所述第一转轴固定连接，所述第二齿轮与所述第二转轴固定连接，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合连接，所述第二齿轮转动时带动所述第一齿轮转动，所述电机带动所述第二转轴转动。
[0011]进一步的，所述控制装置包括第一温度传感器、单片机控制模块，所述第一温度传感器用于测量所述电解液箱的环境温度，所述单片机控制模块利用所述第一温度传感器测量获得的环境温度数据控制所述转动装置的转动和所述发热和制氧装置的工作状态。
[0012]进一步的，所述控制装置还包括氧气传感器、第二温度传感器，所述氧气传感器用于测量所述电池单体电堆处氧气的浓度，所述第二温度传感器用于测量所述燃料电池内部的温度，所述单片机控制模块在所述第二温度传感器测量获得的温度达到设定的第一阈值时启动所述散热装置，所述单片机控制模块在所述氧气传感器测量获得的氧气浓度达到设定的第二阈值时控制所述发热和制氧装置减缓制氧或执行氧气浓度降低操作。
[0013]进一步的，所述发热和制氧装置的棒状发热和制氧部为棒状氧烛。
[0014]进一步的，所述电解液加热系统还包括第一限位装置和第二限位装置，所述第一转盘转动到第一工作位时触发所述第一限位装置并向所述控制装置发送第一触发信号，所述第一转盘转动到第二工作位时触发所述第二限位装置并向所述控制装置发送第二触发信号。
[0015]进一步的，所述燃料电池为铝空气电池，所述电解液为碱性电解液。
[0016]进一步的，所述电解液加热系统还包括电源，所述电源为不间断UPS电源。
[0017]根据本技术的技术方案的燃料电池电解液自动加热系统，可以在低温条件下，实现电解液的加热，提高燃料电池在低温环境下的快速启动能力、稳定性以及放电性能。当然，实施本技术的任意一项产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本技术的原理。为了便于示出和描述本技术的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，使其相对于在依据本技术实际制造的示例性中的其它部件变得更大。同样的，图上各个部件或模块之间的距离、连接线条是否弯曲也不代表部件之间的距离远近或连接管路的形状。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。在附图和相关文字说明中，不同字体或大小写的字母或单词表示相同的含义，比如φ和φ表示相同含义。
[0020]图1为本技术实施例的一种燃料电池电解液加热系统的第一转盘在第一工作位时的示意图。
[0021]图2为本技术实施例的一种燃料电池电解液加热系统的第一转盘在第二工作位时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池电解液加热系统，用于燃料电池(1)，所述燃料电池包括电池单体电堆(11)、电解液箱(12)、所述电解液箱(12)中的电解液、设置于所述燃料电池内部的散热装置，其特征在于，所述电解液加热系统包括转动装置(2)、支撑装置(3)、发热和制氧装置(4)和控制装置(5)，所述转动装置(2)包括第一转轴(21)和第一转盘(22)，所述第一转轴(21)设置成垂直于所述电解液箱(12)侧面、与所述电解液箱(12)的上表面高度接近，所述第一转轴(21)穿过所述第一转盘(22)中心与所述第一转盘(22)固定连接，所述支撑装置(3)用于转动支撑所述转动装置(2)，所述发热和制氧装置(4)包括多个固定连接在所述第一转盘(22)半周边缘、呈放射状分布的棒状发热和制氧部(41)，所述第一转盘(22)转动到第一工作位时所述第一转盘(22)固定连接所述棒状发热和制氧部的半周在所述电解液箱(12)的侧面区域内，所述第一转盘(22)转动到第二工作位时所述第一转盘(22)固定连接所述棒状发热和制氧部(41)的半周不在所述电解液箱(12)的侧面区域内、所述发热和制氧装置(4)与所述电池单体电堆(11)靠近，所述控制装置(5)用于控制所述转动装置(2)的转动、所述发热和制氧装置(4)、所述散热装置的工作状态，所述第一转盘(22)转动到第一工作位时所述发热和制氧装置(4)发热并制氧。2.根据权利要求1所述的燃料电池电解液加热系统，其特征在于，所述支撑装置(3)包括支架(31)，所述第一转轴(21)与所述支架(31)转动连接。3.根据权利要求2所述的燃料电池电解液加热系统，其特征在于，所述转动装置(2)还包括第二转轴(23)、第一带轮(24)、第二带轮(25)、轮带(26)、电机，所述第二转轴(23)与所述支架(31)转动连接，所述第一带轮(24)与所述第一转轴(21)固定连接，所述第二带轮(25)与所述第二转轴(23)固定连接，所述轮带(26)连接所述第一带轮(24)和所述第二带轮(25)，所述第二带轮(25)转动时带动所述第一带轮(24)转动，所述电机带动所述第二转轴(23)转动。4.根据权利要求2所述的燃料电池电解液加热系统，其特征在于，所述转动装置还包括第二转轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，张钧，王瑞智，张博强，陈晨，肖建军，孙朋，冯天培，李武杰，
申请(专利权)人：郑州佛光发电设备有限公司，
类型：新型
国别省市：