專利名稱：一種以氫為燃料的燃料電池移動發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于燃料電池發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種發(fā)電系統(tǒng)，尤其涉及一種以氫為燃料的燃料電池移動發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著不可再生資源頻頻告急，越來越多的國家提出“綠色能源新計(jì)劃”，尋求能源新動力。燃料電池與傳統(tǒng)能源相比，具有極高的能量轉(zhuǎn)換效率，可從其他再生資源中提取氫，使用無污染等特點(diǎn)。為此，全世界許多國家投入大量的人力和財(cái)力去開發(fā)研究。燃料電池一般分為堿性燃料電池，磷酸燃料電池，熔融碳酸鹽燃料電池，固體氧化物燃料電池，質(zhì)子交換膜燃料電池及直接甲醇燃料電池等。其中質(zhì)子交換膜燃料電池屬于 低溫燃料電池，近年發(fā)展迅速。質(zhì)子交換膜燃料電池是以全氟磺酸型離子交換膜為電解質(zhì)，以Pt/c為電催化劑，氫氣或重整氣為燃料，空氣或氧氣為氧化劑，將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)為電能的裝置。氫能燃料電池與現(xiàn)有備用電源相比較，具有較大的競爭優(yōu)勢與鉛酸電池不同，燃料電池能適應(yīng)環(huán)境溫度范圍寬廣，基站溫度可設(shè)定在32°C或更高，這樣每年可節(jié)約大量空調(diào)電費(fèi)。且只要設(shè)定好電壓就可穩(wěn)定輸出電能，而不像鉛酸電池在剩余電量達(dá)到最低值前，放電電壓衰減很快且難以預(yù)測。同時(shí)還重量輕，占地面積小，安置位置靈活，既可安置在室外也可安置在室內(nèi)、壽命長，可儲存壽命10年,而鉛酸電池幾年就要更換。同時(shí)燃料電池自動化程度高，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題可自動進(jìn)行應(yīng)對措施。同時(shí)燃料電池也沒有噪音、無廢氣排放。燃料電池系統(tǒng)機(jī)械運(yùn)動部件較少，所以系統(tǒng)比較安靜，其排放物為水，對環(huán)境友好。同時(shí)，現(xiàn)有的用于給通信基站電源充電的移動充電車通常采用柴油發(fā)電機(jī)供電，移動充電車的啟動時(shí)間長、體積大、重量較重、噪音高，污染也較為嚴(yán)重。有鑒于此，需要設(shè)計(jì)一種啟動時(shí)間短、充電時(shí)間長、占用空間小、重量輕、無污染的移動充電車。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種以氫為燃料的燃料電池移動發(fā)電系統(tǒng)，采用無污染的氫燃料來解決移動電源車的充電問題，具有操作方便、啟動時(shí)間短、充電時(shí)間長、占用空間小、重量輕、無污染等特點(diǎn)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種以氫為燃料的燃料電池移動發(fā)電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括燃料電池發(fā)電模塊、氫氣供給模塊、電氣自動控制模塊、載具運(yùn)輸模塊；所述燃料電池發(fā)電模塊安裝在載具運(yùn)輸模塊內(nèi)部，載具運(yùn)輸模塊內(nèi)部安裝有軌道，燃料電池發(fā)電模塊通過軌道滑進(jìn)載具運(yùn)輸模塊內(nèi)部，并用鎖緊機(jī)構(gòu)鎖緊；所述燃料電池發(fā)電模塊包括以氫為燃料的燃料電池模塊，燃料電池模塊、氫氣供給模塊、電氣自動控制模塊之間通過快速接口相互連接；
所述燃料電池模塊包括質(zhì)子交換膜燃料電池或/和甲醇燃料電池或/和固體氧化物燃料電池；所述質(zhì)子交換膜燃料電池采用氫氣作為燃料發(fā)電，工作溫度為60 80°C，工作壓力為I 3atm;所述甲醇燃料電池采用甲醇水溶液作為燃料發(fā)電，工作溫度為室溫到100°C，工作壓力為I 3atm ;所述固態(tài)氧化物燃料電池采用一氧化碳、氫氣作為燃料發(fā)電，工作溫度為600 1000°C，工作壓力為Iatm ；所述氫氣供給模塊通過金屬氫化物儲氫方式儲氫，或者通過甲醇重整制氫，或者通過高壓鋼瓶儲氫方式儲氫； 金屬氫化物儲氫方式中，儲氫合金被裝填在儲氫瓶中，若干只儲氫瓶組成一組，儲氫瓶上套有散熱片，儲氫瓶之間采用匯流排進(jìn)行連接，匯流排一端加裝有爆破片，另一端為安裝有開關(guān)球閥、氫氣減壓閥；所述氫氣供給模塊與載具運(yùn)輸模塊之間的連接方式為活動式連接，每組儲氫瓶組的鋁合金框架可直接插入到載具運(yùn)輸模塊的軌道內(nèi)部，為防止儲氫瓶組框架滑動，框架兩端分別用可方便拆卸的卡環(huán)卡住；甲醇重整制氫方式中，所述氫氣供給模塊包括甲醇重整反應(yīng)器和氫氣緩沖罐；氫氣緩沖罐上方分布有四個(gè)出口，分別安裝有壓力傳感器、溫度傳感器以及安全排空閥，另外一個(gè)出口預(yù)留使用；緩沖罐側(cè)面上下各一個(gè)出口，分別為氫氣進(jìn)口和氫氣出口 ；甲醇重整反應(yīng)器和氫氣緩沖罐兩者安裝在一個(gè)機(jī)柜中，機(jī)柜分為上下兩層，上層安裝有甲醇重整反應(yīng)器，給甲醇重整反應(yīng)器供電的開關(guān)電源，下層安裝有氫氣緩沖罐；整個(gè)機(jī)柜作為一個(gè)整體被固定到載具運(yùn)輸模塊中；高壓鋼瓶儲氫方式中，所述氫氣供給模塊采用匯流排將各個(gè)鋼瓶并聯(lián)在一起成為一組鋼瓶組，每一組鋼瓶的匯流排上安裝有截止閥和氫氣減壓閥。—種以氫為燃料的燃料電池移動發(fā)電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括燃料電池發(fā)電模塊，包括采用氫為燃料的燃料電池模塊；氫氣供給模塊，與所述燃料電池發(fā)電模塊連接，用以為所述燃料電池發(fā)電模塊提供氫氣源；電氣自動控制模塊，與所述燃料電池發(fā)電模塊、氫氣供給模塊連接，用以控制所述燃料電池發(fā)電模塊、氫氣供給模塊的工作狀態(tài)；載具運(yùn)輸模塊，用以放置所述燃料電池發(fā)電模塊、氫氣供給模塊、電氣自動控制模塊，并可運(yùn)載所述燃料電池發(fā)電模塊、氫氣供給模塊、電氣自動控制模塊移動。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述燃料電池發(fā)電模塊安裝在載具運(yùn)輸模塊內(nèi)部，載具運(yùn)輸模塊內(nèi)部安裝有軌道，燃料電池發(fā)電模塊通過軌道滑進(jìn)載具運(yùn)輸模塊內(nèi)部，并用鎖緊機(jī)構(gòu)鎖緊。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述燃料電池模塊、氫氣供給模塊、電氣自動控制模塊之間通過快速接口相互連接。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述燃料電池模塊包括質(zhì)子交換膜燃料電池或/和甲醇燃料電池或/和固體氧化物燃料電池；所述質(zhì)子交換膜燃料電池采用氫氣作為燃料發(fā)電，工作溫度為60 80°C，工作壓力為I 3atm ;所述甲醇燃料電池采用甲醇水溶液作為燃料發(fā)電，工作溫度為室溫到100°C，工作壓力為I 3atm ;所述固態(tài)氧化物燃料電池采用一氧化碳、氫氣作為燃料發(fā)電，工作溫度為600 1000°C，工作壓力為latm。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述氫氣供給模塊通過金屬氫化物儲氫方式儲氫，或者通過甲醇重整制氫，或者通過高壓鋼瓶儲氫方式儲氫。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述氫氣供給模塊通過金屬氫化物儲氫方式儲氫；儲氫合金被裝填在儲氫瓶中，若干只儲氫瓶組成一組，儲氫瓶上套有散熱片，儲氫瓶之間采用匯流排進(jìn)行連接；匯流排的一端加裝有爆破片，另一端為安裝有開關(guān)球閥、氫氣減壓閥；所述氫氣供給模塊與載具運(yùn)輸模塊之間的連接方式為活動式連接，每組儲氫瓶組的鋁合金框架可直接插入到載具運(yùn)輸模塊的軌道內(nèi)部，為防止儲氫瓶組框架滑動，框架兩端分別用可方便拆卸的卡環(huán)卡住。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述氫氣供給模塊通過甲醇重整制氫方式儲氫；
所述氫氣供給模塊包括甲醇重整反應(yīng)器和氫氣緩沖罐；氫氣緩沖罐上方分布有四個(gè)出口，分別安裝有壓力傳感器、溫度傳感器以及安全排空閥，另外一個(gè)出口預(yù)留使用；緩沖罐側(cè)面上下各一個(gè)出口，分別為氫氣進(jìn)口和氫氣出口 ；甲醇重整反應(yīng)器和氫氣緩沖罐兩者安裝在一個(gè)機(jī)柜中，機(jī)柜分為上下兩層，上層安裝有甲醇重整反應(yīng)器，給甲醇重整反應(yīng)器供電的開關(guān)電源，下層安裝有氫氣緩沖罐；整個(gè)機(jī)柜作為一個(gè)整體被固定到載具運(yùn)輸模塊中。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述氫氣供給模塊通過高壓鋼瓶儲氫方式儲氫；所述氫氣供給模塊采用匯流排將各個(gè)鋼瓶并聯(lián)在一起成為一組鋼瓶組，每一組鋼瓶的匯流排上安裝有截止閥和氫氣減壓閥。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述燃料電池模塊包括燃料電池電堆，為燃料電池電堆散熱和供應(yīng)氣體的風(fēng)扇與燃料電池電堆之間采用U型固定架固定；所述系統(tǒng)還設(shè)有溫度傳感器，溫度傳感器的一端接入燃料電池電堆內(nèi)部，另一端接入所述電氣自動控制模塊的主控板；所述系統(tǒng)還設(shè)有氫氣壓力傳感器，安裝在燃料電池電堆氫氣入口處，并通過導(dǎo)線連接到主控板。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述電氣自動控制模塊的主控板采用ARM芯片進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，分為四層設(shè)計(jì)，即頂層布線、中間接地層、中間電源層、底層布線；主控板軟件采用IAR編譯器建立工程文件，將uC/OS-II嵌入式操作系統(tǒng)的相關(guān)程序經(jīng)過裁減后下載至STM32F103以供相關(guān)應(yīng)用。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述載具運(yùn)輸模塊內(nèi)部安裝有風(fēng)速儀、溫度測量儀表以及能量監(jiān)控儀表，用于監(jiān)控室外環(huán)境的變化以及發(fā)電機(jī)組的能量消耗情況。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明提出的以氫為燃料的燃料電池移動發(fā)電系統(tǒng)，采用無污染的氫燃料來解決移動電源車的充電問題，具有操作方便、啟動時(shí)間短、充電時(shí)間長、占用空間小、重量輕、無污染等特點(diǎn)。


圖I為本發(fā)明以氫為燃料的燃料電池移動發(fā)電系統(tǒng)的組成示意圖。附圖標(biāo)注如下I-載具運(yùn)輸模塊，2-燃料電池發(fā)電模塊，3-氫氣供給模塊，4-電氣自動控制模塊，5-整體架構(gòu)模塊。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。實(shí)施例一請參閱圖1，本發(fā)明揭示了一種以氫為燃料的燃料電池移動發(fā)電系統(tǒng)，包括燃料電池發(fā)電模塊2、氫氣供給模塊3、電氣自動控制模塊4、載具運(yùn)輸模塊I。所述燃料電池發(fā)電模塊2安裝在載具運(yùn)輸模塊I內(nèi)部，載具運(yùn)輸模塊I內(nèi)部安裝有軌道，燃料電池發(fā)電模塊通過軌道滑進(jìn)載具運(yùn)輸模塊內(nèi)部，并用鎖緊機(jī)構(gòu)鎖緊。載具運(yùn)輸模塊內(nèi)I還放置氫氣供給模塊3、電氣自動控制模塊4，并可運(yùn)載所述燃料電池發(fā)電模塊2、氫氣供給模塊3、電氣自動控制模塊4移動。本實(shí)施例中，載具運(yùn)輸模塊I為汽車，汽車的車廂內(nèi)設(shè)置整體架構(gòu)模塊5，燃料電池發(fā)電模塊2、氫氣供給模塊3、電氣自動控制模塊4通過
所述載具運(yùn)輸模塊I內(nèi)部安裝有風(fēng)速儀、溫度測量儀表以及能量監(jiān)控儀表，用于監(jiān)控室外環(huán)境的變化以及發(fā)電機(jī)組的能量消耗情況。所述燃料電池發(fā)電模塊2包括以氫為燃料的燃料電池模塊，燃料電池模塊、氫氣供給模塊3、電氣自動控制模塊4之間通過快速接口相互連接。所述燃料電池模塊可以包括質(zhì)子交換膜燃料電池或/和甲醇燃料電池或/和固體氧化物燃料電池。其中，所述質(zhì)子交換膜燃料電池采用氫氣作為燃料發(fā)電，工作溫度為60 80°C，工作壓力為I 3atm ;所述甲醇燃料電池采用甲醇水溶液作為燃料發(fā)電，工作溫度為室溫到100°c，工作壓力為I 3atm ;所述固態(tài)氧化物燃料電池采用一氧化碳、氫氣作為燃料發(fā)電，工作溫度為600 1000°C，工作壓力為latm。此外，所述燃料電池模塊包括燃料電池電堆，為燃料電池電堆散熱和供應(yīng)氣體的風(fēng)扇與燃料電池電堆之間采用U型固定架固定。所述系統(tǒng)還設(shè)有溫度傳感器，溫度傳感器的一端接入燃料電池電堆內(nèi)部，另一端接入所述電氣自動控制模塊的主控板。所述系統(tǒng)還設(shè)有氫氣壓力傳感器，安裝在燃料電池電堆氫氣入口處，并通過導(dǎo)線連接到主控板。所述氫氣供給模塊3通過金屬氫化物儲氫方式儲氫，或者通過甲醇重整制氫，或者通過高壓鋼瓶儲氫方式儲氫。金屬氫化物儲氫方式中，儲氫合金被裝填在儲氫瓶中，若干只儲氫瓶組成一組，儲氫瓶上套有散熱片，儲氫瓶之間采用匯流排進(jìn)行連接，匯流排一端加裝有爆破片，另一端為安裝有開關(guān)球閥、氫氣減壓閥；所述氫氣供給模塊與載具運(yùn)輸模塊之間的連接方式為活動式連接，每組儲氫瓶組的鋁合金框架可直接插入到載具運(yùn)輸模塊的軌道內(nèi)部，為防止儲氫瓶組框架滑動，框架兩端分別用可方便拆卸的卡環(huán)卡住。甲醇重整制氫方式中，所述氫氣供給模塊包括甲醇重整反應(yīng)器和氫氣緩沖罐；氫氣緩沖罐上方分布有四個(gè)出口，分別安裝有壓力傳感器、溫度傳感器以及安全排空閥，另外一個(gè)出口預(yù)留使用；緩沖罐側(cè)面上下各一個(gè)出口，分別為氫氣進(jìn)口和氫氣出口 ；甲醇重整反應(yīng)器和氫氣緩沖罐兩者安裝在一個(gè)機(jī)柜中，機(jī)柜分為上下兩層，上層安裝有甲醇重整反應(yīng)器，給甲醇重整反應(yīng)器供電的開關(guān)電源，下層安裝有氫氣緩沖罐；整個(gè)機(jī)柜作為一個(gè)整體被固定到載具運(yùn)輸模塊中。
高壓鋼瓶儲氫方式中，所述氫氣供給模塊采用匯流排將各個(gè)鋼瓶并聯(lián)在一起成為一組鋼瓶組，每一組鋼瓶的匯流排上安裝有截止閥和氫氣減壓閥。所述電氣自動控制模塊4的主控板采用ARM芯片進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，分為四層設(shè)計(jì)，即頂層布線、中間接地層、中間電源層、底層布線；主控板軟件采用IAR編譯器建立工程文件，將uC/OS-II嵌入式操作系統(tǒng)的相關(guān)程序經(jīng)過裁減后下載至STM32F103以供相關(guān)應(yīng)用。參見圖1，本實(shí)施例的燃料電池移動發(fā)電系統(tǒng)為燃料電池應(yīng)急發(fā)電車。首先，氫氣供給模塊3中保證有氫氣輸出，且輸出壓力應(yīng)該滿足燃料電池電堆正常運(yùn)行所需要的壓力，可以通過氫氣供給模塊3中的氫氣減壓閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)外部設(shè)備需要充電時(shí)，則需打開燃料電池模塊的按鈕開關(guān)，此時(shí)氫氣供給模塊3中的氫氣就通過管路輸送到燃料電池模塊的電堆中，同時(shí)燃料電池發(fā)電模塊2中的風(fēng)扇開啟，根據(jù)外部需要的電能功率，電氣自動控制模塊4調(diào)節(jié)氫能發(fā)電模塊的輸出功率。燃料電池發(fā)電模塊2產(chǎn)生的電能通過電氣自動控 制模塊4中的DC/DC來調(diào)節(jié)輸出電壓，以此來滿足所需充電設(shè)備的電壓要求。綜上所述，本發(fā)明提出的以氫為燃料的燃料電池移動發(fā)電系統(tǒng)，采用無污染的氫燃料來解決移動電源車的充電問題，具有操作方便、啟動時(shí)間短、充電時(shí)間長、占用空間小、重量輕、無污染等特點(diǎn)。這里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實(shí)施例中。這里所披露的實(shí)施例的變形和改變是可能的，對于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說實(shí)施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本發(fā)明的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其它形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其它組件、材料和部件來實(shí)現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對這里所披露的實(shí)施例進(jìn)行其它變形和改變。
權(quán)利要求
1.一種以氫為燃料的燃料電池移動發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括燃料電池發(fā)電模塊、氫氣供給模塊、電氣自動控制模塊、載具運(yùn)輸模塊； 所述燃料電池發(fā)電模塊安裝在載具運(yùn)輸模塊內(nèi)部，載具運(yùn)輸模塊內(nèi)部安裝有軌道，燃料電池發(fā)電模塊通過軌道滑進(jìn)載具運(yùn)輸模塊內(nèi)部，并用鎖緊機(jī)構(gòu)鎖緊； 所述燃料電池發(fā)電模塊包括以氫為燃料的燃料電池模塊，燃料電池模塊、氫氣供給模塊、電氣自動控制模塊之間通過快速接口相互連接； 所述燃料電池模塊包括質(zhì)子交換膜燃料電池或/和甲醇燃料電池或/和固體氧化物燃料電池； 所述質(zhì)子交換膜燃料電池采用氫氣作為燃料發(fā)電，工作溫度為60 80°C，工作壓力為I 3atm ;所述甲醇燃料電池采用甲醇水溶液作為燃料發(fā)電，工作溫度為室溫到100°C，工作壓力為I 3atm ;所述固態(tài)氧化物燃料電池采用一氧化碳、氫氣作為燃料發(fā)電，工作溫度 為600 1000°C，工作壓力為Iatm ； 所述氫氣供給模塊通過金屬氫化物儲氫方式儲氫，或者通過甲醇重整制氫，或者通過高壓鋼瓶儲氫方式儲氫； 金屬氫化物儲氫方式中，儲氫合金被裝填在儲氫瓶中，若干只儲氫瓶組成一組，儲氫瓶上套有散熱片，儲氫瓶之間采用匯流排進(jìn)行連接，匯流排一端加裝有爆破片，另一端為安裝有開關(guān)球閥、氫氣減壓閥；所述氫氣供給模塊與載具運(yùn)輸模塊之間的連接方式為活動式連接，每組儲氫瓶組的鋁合金框架可直接插入到載具運(yùn)輸模塊的軌道內(nèi)部，為防止儲氫瓶組框架滑動，框架兩端分別用可方便拆卸的卡環(huán)卡?。? 甲醇重整制氫方式中，所述氫氣供給模塊包括甲醇重整反應(yīng)器和氫氣緩沖罐；氫氣緩沖罐上方分布有四個(gè)出口，分別安裝有壓力傳感器、溫度傳感器以及安全排空閥，另外一個(gè)出口預(yù)留使用；緩沖罐側(cè)面上下各一個(gè)出口，分別為氫氣進(jìn)口和氫氣出口 ；甲醇重整反應(yīng)器和氫氣緩沖罐兩者安裝在一個(gè)機(jī)柜中，機(jī)柜分為上下兩層，上層安裝有甲醇重整反應(yīng)器，給甲醇重整反應(yīng)器供電的開關(guān)電源，下層安裝有氫氣緩沖罐；整個(gè)機(jī)柜作為一個(gè)整體被固定到載具運(yùn)輸模塊中； 高壓鋼瓶儲氫方式中，所述氫氣供給模塊采用匯流排將各個(gè)鋼瓶并聯(lián)在一起成為一組鋼瓶組，每一組鋼瓶的匯流排上安裝有截止閥和氫氣減壓閥。
2.一種以氫為燃料的燃料電池移動發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括 燃料電池發(fā)電模塊，包括采用氫為燃料的燃料電池模塊； 氫氣供給模塊，與所述燃料電池發(fā)電模塊連接，用以為所述燃料電池發(fā)電模塊提供氫氣源； 電氣自動控制模塊，與所述燃料電池發(fā)電模塊、氫氣供給模塊連接，用以控制所述燃料電池發(fā)電模塊、氫氣供給模塊的工作狀態(tài)； 載具運(yùn)輸模塊，用以放置所述燃料電池發(fā)電模塊、氫氣供給模塊、電氣自動控制模塊，并可運(yùn)載所述燃料電池發(fā)電模塊、氫氣供給模塊、電氣自動控制模塊移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以氫為燃料的燃料電池移動發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于 所述燃料電池發(fā)電模塊安裝在載具運(yùn)輸模塊內(nèi)部，載具運(yùn)輸模塊內(nèi)部安裝有軌道，燃料電池發(fā)電模塊通過軌道滑進(jìn)載具運(yùn)輸模塊內(nèi)部，并用鎖緊機(jī)構(gòu)鎖緊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以氫為燃料的燃料電池移動發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述燃料電池模塊、氫氣供給模塊、電氣自動控制模塊之間通過快速接口相互連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以氫為燃料的燃料電池移動發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于 所述燃料電池模塊包括質(zhì)子交換膜燃料電池或/和甲醇燃料電池或/和固體氧化物燃料電池； 所述質(zhì)子交換膜燃料電池采用氫氣作為燃料發(fā)電，工作溫度為60 80°C，工作壓力為I 3atm ;所述甲醇燃料電池采用甲醇水溶液作為燃料發(fā)電，工作溫度為室溫到100°C，工作壓力為I 3atm ;所述固態(tài)氧化物燃料電池采用一氧化碳、氫氣作為燃料發(fā)電，工作溫度為600 1000°C，工作壓力為latm。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以氫為燃料的燃料電池移動發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于 所述氫氣供給模塊通過金屬氫化物儲氫方式儲氫，或者通過甲醇重整制氫，或者通過高壓鋼瓶儲氫方式儲氫。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的以氫為燃料的燃料電池移動發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于 所述氫氣供給模塊通過金屬氫化物儲氫方式儲氫； 儲氫合金被裝填在儲氫瓶中，若干只儲氫瓶組成一組，儲氫瓶上套有散熱片，儲氫瓶之間采用匯流排進(jìn)行連接；匯流排的一端加裝有爆破片，另一端為安裝有開關(guān)球閥、氫氣減壓閥；所述氫氣供給模塊與載具運(yùn)輸模塊之間的連接方式為活動式連接，每組儲氫瓶組的鋁合金框架可直接插入到載具運(yùn)輸模塊的軌道內(nèi)部，為防止儲氫瓶組框架滑動，框架兩端分別用可方便拆卸的卡環(huán)卡住。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的以氫為燃料的燃料電池移動發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于 所述氫氣供給模塊通過甲醇重整制氫方式儲氫； 所述氫氣供給模塊包括甲醇重整反應(yīng)器和氫氣緩沖罐；氫氣緩沖罐上方分布有四個(gè)出口，分別安裝有壓力傳感器、溫度傳感器以及安全排空閥，另外一個(gè)出口預(yù)留使用；緩沖罐側(cè)面上下各一個(gè)出口，分別為氫氣進(jìn)口和氫氣出口 ；甲醇重整反應(yīng)器和氫氣緩沖罐兩者安裝在一個(gè)機(jī)柜中，機(jī)柜分為上下兩層，上層安裝有甲醇重整反應(yīng)器，給甲醇重整反應(yīng)器供電的開關(guān)電源，下層安裝有氫氣緩沖罐；整個(gè)機(jī)柜作為一個(gè)整體被固定到載具運(yùn)輸模塊中。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的以氫為燃料的燃料電池移動發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于 所述氫氣供給模塊通過高壓鋼瓶儲氫方式儲氫； 所述氫氣供給模塊采用匯流排將各個(gè)鋼瓶并聯(lián)在一起成為一組鋼瓶組，每一組鋼瓶的匯流排上安裝有截止閥和氫氣減壓閥。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以氫為燃料的燃料電池移動發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于 所述燃料電池模塊包括燃料電池電堆，為燃料電池電堆散熱和供應(yīng)氣體的風(fēng)扇與燃料電池電堆之間采用U型固定架固定； 所述系統(tǒng)還設(shè)有溫度傳感器，溫度傳感器的一端接入燃料電池電堆內(nèi)部，另一端接入所述電氣自動控制模塊的主控板； 所述系統(tǒng)還設(shè)有氫氣壓力傳感器，安裝在燃料電池電堆氫氣入口處，并通過導(dǎo)線連接到主控板。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以氫為燃料的燃料電池移動發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述電氣自動控制模塊的主控板采用ARM芯片進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，分為四層設(shè)計(jì)，即頂層布線、中間接地層、中間電源層、底層布線；主控板軟件采用IAR編譯器建立工程文件，將uC/OS-II嵌入式操作系統(tǒng)的相關(guān)程序經(jīng)過裁減后下載至STM32F103以供相關(guān)應(yīng)用。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以氫為燃料的燃料電池移動發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于 所述載具運(yùn)輸模塊內(nèi)部安裝有風(fēng)速儀、溫度測量儀表以及能量監(jiān)控儀表，用于監(jiān)控室外環(huán)境的變化以及發(fā)電機(jī)組的能量消耗情況。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種以氫為燃料的燃料電池移動發(fā)電系統(tǒng)，包括燃料電池發(fā)電模塊、氫氣供給模塊、電氣自動控制模塊、載具運(yùn)輸模塊。燃料電池發(fā)電模塊包括采用氫為燃料的燃料電池模塊；氫氣供給模塊用以為所述燃料電池發(fā)電模塊提供氫氣源；電氣自動控制模塊用以控制所述燃料電池發(fā)電模塊、氫氣供給模塊的工作狀態(tài)；載具運(yùn)輸模塊用以放置所述燃料電池發(fā)電模塊、氫氣供給模塊、電氣自動控制模塊，并可運(yùn)載所述燃料電池發(fā)電模塊、氫氣供給模塊、電氣自動控制模塊移動。本發(fā)明提出的以氫為燃料的燃料電池移動發(fā)電系統(tǒng)，采用無污染的氫燃料來解決移動電源車的充電問題，具有操作方便、啟動時(shí)間短、充電時(shí)間長、占用空間小、重量輕、無污染等特點(diǎn)。
文檔編號H01M8/06GK102751522SQ20121021850
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月28日
發(fā)明者周密, 沈建躍 申請人:博源燃料電池(上海)有限公司