一种模块化氢燃料电池系统技术方案

本申请公开了一种模块化氢燃料电池系统，包括供氢模块

【技术实现步骤摘要】
一种模块化氢燃料电池系统


[0001]本技术涉及清洁能源设备
，具体涉及一种包括多个模块的模块化氢燃料电池系统

技术介绍

[0002]燃料电池是一种将化石燃料的化学能转换为电能的发电装置，燃料电池在将燃料的转换过程中能够释放大量热量用于提供动力，因此燃料电池成为可能取代船舶上的传统柴油发动机，并持续推进的主要发电装置；现有的燃料电池主要以化石燃料为燃料，以化石燃料为原料的燃料电池在燃烧过程中会产生温室气体
、
硫氧化物
(SOx)、
氮氧化物
(NOx)
和颗粒物
(PM)
等有害气体而造成空气污染，以固体氧化物为燃料的燃料电池，例如甲烷
、
重整气等，会导致电池出现积碳现象而降低电池性能；其中氢气是一种高能量的清洁能源，氢气燃烧后仅仅生成水，同时还能够释放大量能量，并且也不会产生温室气体，是一种理想的清洁能源；然而氢气是一种易燃易爆气体，氢气的储存和运输过程中也存在安全隐患，且燃料电池在使用过程当中，随着时间推移可能会出现老化损坏等现象，因此需要对燃料电池系统进行有效的监控和预防，减少燃料电池运行过程当中可能出现的风险以及安全隐患，以保证燃料电池系统的有效运行
。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中的燃料电池在运行过程当中存在空气污染，积碳现象等环境污染问题，以及以氢作为燃料时存在部件老化损坏或者氢气泄漏等部件安全问题；提供一种能够在设备运行当中进行实时监控，以根据检测结果进行及时预防和控制来保证燃料电池运行效果的模块化氢燃料电池系统
。
[0004]本技术解决其技术问题所采取的技术方案是：一种模块化氢燃料电池系统，包括供氢模块
、
空气供应模块
、
电堆模块和中央控制系统，供氢模块用于向电堆模块提供氢气；空气供应模块用于向电堆模块提供空气；电堆模块用于将从供氢模块引入的氢气以及空气供应模块引入的空气的化学能转换为电能；电堆模块中设置有冷却装置连通；中央控制系统，中央控制系统能够同时监控供氢模块
、
空气供应模块和电堆模块的运行状态；中央控制系统能够控制供氢模块和空气供应模块向电堆模块导入氢气和空气
、
以及控制电堆模块将导入的氢气和空气的化学能转换为电能；同时还能够同步控制冷却装置对电堆模块进行冷却
。
[0005]进一步的，供氢模块包括储氢装置和控制阀门，控制阀门设置在储氢装置的气体出口端，供氢模块通过管道与电堆模块的阳极入口连通
。
[0006]进一步的，在连接供氢模块和电堆模块之间的管道外壁上设置氢气浓度传感器，在连接供氢模块和电堆模块之间的管道内部设置氢气浓度传感器
。
[0007]进一步的，供氢模块以及氢气浓度传感器同时与第一控制系统电连通，第一控制系统与中央控制系统电连通
。
[0008]进一步的，空气供应模块与电堆模块的阴极入口连通，空气供应模块和电堆模块之间设置有过滤装置，过滤装置和空气供应模块之间设置有压力传感器
。
[0009]进一步的，空气供应模块和压力传感器同时与第二控制系统电连通，第二控制系统与中央控制系统电连通
。
[0010]进一步的，电堆模块的阳极出口与水汽分离装置连通，水汽分离装置还与电堆模块的阳极入口连通，水汽分离装置和电堆模块的阳极入口之间设置有氢泵
。
[0011]进一步的，氢泵与电堆模块的阳极入口之间设置有多个传感器
。
[0012]进一步的，水汽分离装置与氢泵同时与第三控制系统电连通，第三控制系统与中央控制系统电连通
。
[0013]进一步的，冷却装置上设置有声音采集设备
。
[0014]本技术所述的一种模块化氢燃料电池系统，通过将用于供应氢气的供氢模块
、
用于转化气体化学能为电能的电堆模块和用于提供空气的空气供应模块分开单独连通控制系统，形成不同的控制模块，提高了对各个部件的监控效果；减少了部件当中发生故障而影响整体运行效率的风险；在每个模块当中相应设置相应的传感器，能够在系统运行当中对各个组件进行实时监控，实现了对模块化氢燃料电池系统中各个部件可能出现的故障进行预测和预防，提高了整个系统的运行效率和可靠性
。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本技术具体实施方式，下面将对具体实施方式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
。
[0016]图1为本技术所述的模块化氢燃料电池系统的结构示意图
。
具体实施方式
[0017]下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围
。
[0018]如图1所示，本技术所述的一种模块化氢燃料电池系统，包括
[0019]供氢模块1，所述供氢模块1用于向电堆模块3提供氢气；
[0020]空气供应模块2，所述空气供应模块2用于向电堆模块3提供空气；
[0021]电堆模块3，所述电堆模块用于将从所述供氢模块1中引入氢气以及所述空气供应模块2引入的空气的化学能转换为电能；所述电堆模块3中设置有冷却装置
31
；
[0022]中央控制系统，所述中央控制系统能够同时监控所述供氢模块
1、
所述空气供应模块2和所述电堆模块3的运行状态；所述中央控制系统能够控制所述供氢模块1和所述空气供应模块2向所述电堆模块3导入氢气和空气
、
以及控制所述电堆模块3将导入的氢气和空气的化学能转换为电能；同时还能够同步控制所述冷却装置
31
对所述电堆模块3进行冷却
。
[0023]如图1所示，所述模块化氢燃料电池系统的供氢模块1包括储氢装置
10
和控制阀门
11
，所述控制阀门
11
设置在所述储氢装置
10
的气体出口端，所述控制阀门
11
用于控制所述储氢装置
10
的气体流量，以适用于不同生产条件下的发电应用，提高系统的生产灵活性，所述供氢模块1通过管道与所述电堆模块3的阳极入口连通，为了监控氢气在传输过程中是否存在氢气泄漏，防止因为出现氢气泄漏而造成的安全隐患，具体的，在连接所述供氢模块1和所述电堆模块3的阳极入口之间的管道外壁上设置有氢气浓度传感器，所述氢气浓度传感器用于检测位于所述供氢模块1和所述电堆模块3之间的管道外壁上的氢气浓度，以检测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种模块化氢燃料电池系统，包括供氢模块
、
空气供应模块
、
电堆模块和中央控制系统，其特征在于：所述供氢模块用于向所述电堆模块提供氢气；所述空气供应模块用于向所述电堆模块提供空气；所述电堆模块用于将从所述供氢模块引入的氢气以及所述空气供应模块引入的空气的化学能转换为电能；所述电堆模块中设置有冷却装置；中央控制系统，所述中央控制系统能够同时监控所述供氢模块
、
所述空气供应模块和所述电堆模块的运行状态；所述中央控制系统能够控制所述供氢模块和所述空气供应模块向所述电堆模块导入氢气和空气
、
以及控制所述电堆模块将导入的氢气和空气的化学能转换为电能；同时还能够同步控制所述冷却装置对所述电堆模块进行冷却
。2.
根据权利要求1所述的一种模块化氢燃料电池系统，其特征在于：所述供氢模块包括储氢装置和控制阀门，所述控制阀门设置在所述储氢装置的气体出口端，所述供氢模块通过管道与所述电堆模块的阳极入口连通
。3.
根据权利要求2所述的一种模块化氢燃料电池系统，其特征在于：在连接所述供氢模块和所述电堆模块之间的管道外壁上设置有氢气浓度传感器，在连接所述供氢模块和所述电堆模块之间的管道内部设置有氢气浓度传感器
。4.
根据权利要求3所述的一种模块化氢燃料电池系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢子能，杨天颖，罗宇，江莉龙，张卿，
申请(专利权)人：福大紫金氢能科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：