一种基于通信用燃料电池备用电源系统技术方案

一种通信用燃料电池备用电源系统，包括供氢单元、燃料电池单元、DC/DC单元、输出单元、巡检单元、模拟量采集单元、主控单元和人机交互单元。其中供氢单元实现用碳氢化合物制备高纯度氢气；燃料电池单元将化学能转化为直流电能；DC/DC单元对燃料电池的输出电压调节后为输出单元供电；输出单元在市电掉电后为通讯基站供电；巡检单元用于采集单电池电压；模拟量采集单元采集系统中各种数据信号并传输给主控单元；主控单元分析数据并向各单元发送控制信号；人机交互单元完成近程、远程通讯以及监控报警等功能。该系统高效、清洁、安全可靠、智能化程度高，作为通信备用电源，可实现与市电供电的无缝链接；同时该系统不需要充电，可长时间持续工作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种燃料电池系统，具体地说是一种通信用燃料电池备用电源系统。
技术介绍
众所周知，燃料电池可以直接将燃料的电化学能转化为电能，由于不受卡诺循环的限制，其效率高达60°/Γ80%，远远高于内燃机效率；同时燃料电池以氢气为燃料时，产物只有水，清洁，对环境无污染；由于其内部发生的是电化学反应，无噪声污染。燃料电池是一种发电装置，其不同于铅酸等蓄电池需要充电，只要供应氢气，就可以源源不断的获得电能。燃料电池电源广泛应用于通信、财政金融、医院、学校、商业、工矿企业和住宅的应急备用电源，可作为电网不方便的偏远地区、岛屿、军事与野外作业、移动车辆与船舶等特殊用途的独立电源，在发生大型自然灾害场合有非常重要的用途。目前，通信常以铅酸蓄电池作为主要的后备电源，蓄电池的维护成本高、使用寿命短、不能长时间连续供电、生产时对环境污染严重；由于铅酸电池需要充电，所以当遇到自然灾害、人为破坏等突发情况市电在一段时间内无法恢复时，或者在无电网的偏远地区，铅酸电池无法充电，那么通信设备将中断，会严重影响人们的正常生活，并造成巨大的经济损失。为了实现铅酸电池长时间连续供电，会使用体积更庞大、更笨重的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于通信用燃料电池备用电源系统，其特征是：它包括供氢单元、燃料电池单元、DC/DC单元、输出单元、巡检单元、模拟量采集单元、主控单元和人机交互单元；?供氢单元包括重整单元、净化单元和储氢瓶，重整单元利用碳氢化合物水汽重整反应或者不完全氧化反应制备氢气，经过净化单元后得到纯度＞99.9％的氢气，储存在储氢瓶中备用；制备的氢气通过减压阀减压后送入燃料电池单元；燃料电池单元用于燃烧氢气产生直流电能和热量，直流电能输送给DC/DC单元，热能输送给供氢单元；DC/DC单元将直流电调压后连接至输出单元；输出单元将电能供给负载，同时为输出单元的启动电池、DC/DC单元、巡检单元、模拟量采集单元、主控单元...

【技术特征摘要】
1.一种基于通信用燃料电池备用电源系统，其特征是:它包括供氢单元、燃料电池单元、DC/DC单元、输出单元、巡检单元、模拟量采集单元、主控单元和人机交互单元； 供氢单元包括重整单元、净化单元和储氢瓶，重整单元利用碳氢化合物水汽重整反应或者不完全氧化反应制备氢气，经过净化单元后得到纯度> 99.9 %的氢气，储存在储氢瓶中备用；制备的氢气通过减压阀减压后送入燃料电池单元；燃料电池单元用于燃烧氢气产生直流电能和热量，直流电能输送给DC/DC单元，热能输送给供氢单元；DC/DC单元将直流电调压后连接至输出单元；输出单元将电能供给负载，同时为输出单元的启动电池、DC/DC单元、巡检单元、模拟量采集单元、主控单元和人机交互单元供电；巡检单元与燃料电池单元的燃料电池电堆中每片电池的正负极相连，采集所有单片电池的电压数据并通过RS232/485通讯模块传输至主控单元；模拟量采集单元与各个传感器相连，采集温度、电压、电流、气体浓度、压力等数据，通过RS232/485通讯模块传输至主控单元；人机交互单元通过RS232/485通讯模块与主控单元进行数据通信，并通过IXD实时显示系统数据，通过声光报警系统进行监控和故障报警，通过GPRS与上位机可实现远程通讯，通过USB模块读取系统的相关配置参数；主控单元通过PWM输出模块、I/O控制模块和D/A输出模块控制系统各个单元中的执行器，同时对系统的各种数据信号进行分析。2.根据权利要求1所述的一种基于通信用燃料电池备用电源系统，其特征是:所述的供氢单元包括重整单元、净化单元和储氢瓶，所述的重整单元包括一个密封的反应炉、蒸发炉、进水口、进料口和氢气出口，所述的净化单元包括冷却设备和过滤设备，重整单元的反应炉用于燃料、水或者氧气的燃烧，若燃料为液态，需要先在蒸发炉中进行蒸发汽化，再以气态形式通过进料口进入反应炉，重整单元的出气口与净化单元的一进气口相连，净化单元的另一进气口与氧气通道相连，重整单元的产物首先进入净化单元的冷却设备使水蒸气冷凝下来，之后加入催化剂，将产物中的CO催化氧化为CO2，此时产物中只有氢气和0)2，再使其通过过滤设备，将其中的CO2去除，净化单元的出气口与储氢瓶的进气口相连，储氢瓶的出气口与燃料电池单元相连。3.根据权利要求1所述的一种基于通信用燃料电池备用电源系统，其特征是:所述的燃料电池单元包括减压阀P1、减压阀P2、安全电磁阀P3、机械阀P3’、排氢电磁阀P4、压力传感器S1-S3、环境温度传感器PTl、空气加热器温度传感器PT3、氢气浓度的传感器H2PPM、电堆温度传感器NTC1-NTC2、燃料电池电堆、压力调配器、空气加热器和轴流风扇，前述的供氢单元的储氢瓶出气口通过管路与压力传感器SI相连，而后氢气依次通过减压阀P1、减压阀P2，减压阀P2的输出端与压力调配器的输入端相连，压力调...

【专利技术属性】
技术研发人员：王利生，佘沛亮，魏廷权，李超，张磊，仙存妮，杨玉萍，刁立鹏，王晴，
申请(专利权)人：北京慧峰聚能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：