[實用新型]一種模塊化燃料電池與儲能電池組成的備用電源系統

有效

• 申請號: 200920076067.8
• 申請日: 2009-06-10
• 公開（公告）號: CN201556966U
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 田丙倫;李明;李秀云
• 申請（專利權）人: 上海攀業氫能源科技有限公司
• 主分類號: H02J7/34
• 分類號: H02J7/34;H01M8/24;H01M8/04
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠

技術領域

本實用新型涉及燃料電池，尤其是涉及一種模塊化燃料電池與儲能電池組成的備用電源系統。

背景技術

燃料電池作為備用電源可以用在銀行，醫院，機場，商業樓宇等，替代目前大量應用的鉛酸電池和柴油發電機，具有環保無污染，無噪音，輕便，便于維護等許多優點。

備用電源作為隨著人們生活品質的不斷提高，社會工業化生產的迅猛發展，現代社會和經濟對電力的依賴已達到不可或缺的程度，電力已成為社會和經濟運行的總開關，沒有了電，一切便迅速陷入全面癱瘓。

下面以備用電源在通信方面的應用為例介紹燃料電池在備用電源領域應用情況：

對于通信基站用備用電源，一旦大面積電網停電，這將嚴重影響人們的正常生活，甚至對社會經濟和人類生命安全造成巨大損失。在去年的冰雪災害和今年的汶川地震中能夠足見斷電給通信帶來的影響。

目前用做應通信基站備用電源的主要采用鉛蓄電池和用柴油發電機組相組合的方式進行，這種備用電源的現狀同當前備用電源的需求之間的矛盾越來越大，主要表現在：a.鉛蓄電池容量有限，備用時間一般不超過為10小時，根本滿足不了重大應急險情需求。b.而且鉛蓄電池存在重量大，壽命短(一般3-5年左右)，污染大，品質不均一，壽命難保證等缺點.c.為了延長發電備用時間，要配備大量的柴油發電油機車，一般是10-20個左右的基站配備一個發電油機車。大部分時間，油機車封存不用，經常不用對油機車不好，需要經常維護，日常維護比較頻繁，工作量大。在遇到大面積停電或重大險情時，油機車根本不夠用。

燃料電池作為一種節能環保的發電設備，體積小，重量輕，無噪音，價格便宜，維護低，可連續工作(48小時或更長的備用時間)等特點非常適合用在備用電源領域。

在我國，電信設備供應商，燃料電池生產商正積極介入通信基站備用電源領域。在燃料電池應用領域，眾所周知：燃料電池的開關機操作對燃料電池的壽命影響比較大，主要是因為在燃料電池開關機操作時能夠產生比較高的局部過電壓，這將導致燃料電池催化劑碳載體氧化，使燃料電池性能衰減比較快。我們可以通過改變陽極側催化劑導電載體的方法，如換用抗腐蝕性金屬氧化物導電載體的方法，提高燃料電池的催化劑抗氧化性，降低燃料電池開關機對燃料電池性能的影響，如在專利200610027287.2所介紹的。也可以通過燃料電池帶負載啟動的方法降低燃料電池的局部過電位，但是在帶大的負載是燃料電池在比較低的電壓下啟動比較危險，往往造成燃料電池的永久性損害。

另外一個方面的問題是：在目前燃料電池備用電源領域，如美國的PLUGPOWER，ECOPOWER，ITATECH公司所采用的燃料電池備用電源技術方案主要是一種替代性的燃料電池獨立供電的技術方案。在這些技術方案中，燃料電池作為通信用的備用電源，其輸出電壓是一種軟電壓特性，必須經過DC/DC穩壓后提供給通信用電設備，通信用電設備對DC/DC的輸出電壓有有比較嚴格的要求。此外，因為燃料電池作為一種軟電壓特性的電池，其在外界負載變化時，燃料電池的電壓變化范圍比較大，這對DC/DC的制作要求比較高，而且價格比較高。國外這些公司燃料電池系統比較復雜加上比較貴的DC/DC等使整個燃料電池備用電源系統成本很高，在價格上難同傳統的鉛酸電池競爭，因而也直接影響了燃料電池的推廣應用速度。需要注意的是：在新一代燃料電池系統中(空冷自增濕燃料電池系統)，燃料電池系統的成本幾乎同DC/DC相當，如果去掉DC/DC的直接連接方式可以將燃料電池供電部分的成本直接降低50％。

在專利CN200810204755.8中介紹了燃料電池同儲能電池組成的備用電源系統，該系統中是一個整體的燃料電池同儲能電池組成的備用電源，在該系統中，為了匹配負載，燃料電池同儲能電池組成的系統電壓在一個相對比較寬的范圍內變化，這樣會造成電源系統的電壓不是很穩定，而且，為了防止儲能電池的大電流充電，和燃料電池相匹配的儲能電池容量比較大。再者，在這個專利中，燃料電池在停止工作時需要供風設備將剩余的燃料電池的電壓消耗掉，消耗速度相對比較慢，消耗電壓不徹底，過程中，空氣是富余狀態，氫氣相對供應不足，容易對電池造成損害。

發明內容

本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種在減少儲能電池用量的同時能夠進一步提高對燃料電池系統的護養，提高備用電源系統的電壓穩定性，提高電池壽命的模塊化燃料電池與儲能電池組成的備用電源系統。