[發(fā)明專利]一種混合燃料電池動力系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410340141.8
• 申請日: 2014-07-16
• 公開（公告）號: CN104386071A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 秦江陽;韓敏芳;張秀成;孫再洪;程凌志;錢錦;尹國木
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州華清京昆新能源科技有限公司
• 主分類號: B61C3/02
• 分類號: B61C3/02;H01M8/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃料電池，特別涉及一種混合燃料電池動力系統(tǒng)。

背景技術(shù)

現(xiàn)在大功率動力系統(tǒng)主要由電動或柴油驅(qū)動，大功率電動系統(tǒng)應(yīng)用在火車上時需要鋪設(shè)專門的鐵路電網(wǎng)，成本高昂，并且在暴雨天，為防止觸電可能出現(xiàn)停駛；大功率燃油動力系統(tǒng)現(xiàn)在主要應(yīng)用于火車、飛機和輪船，雖然其通過內(nèi)燃機做功和發(fā)電，但其能量利用率只有20％^～30％，并且排出氣體中含有未燃燒充分的小顆粒，硫化物和氮氧化物等，對空氣有一定的污染。

而現(xiàn)有的燃料電池或蓄電池的單獨供電能力均不能滿足上述設(shè)備對于大功率動力系統(tǒng)的需求，因此，需要尋求一種能夠避免柴油使用及電網(wǎng)鋪設(shè)，且又具有足夠功率的自給供電能力的動力系統(tǒng)，成為燃料電池研發(fā)領(lǐng)域需要重點解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種混合燃料電池動力系統(tǒng)，以滿足大功率且長時間工作的設(shè)備，比如大型輪船、火車、飛機等對發(fā)電系統(tǒng)的高效需求。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種混合燃料電池動力系統(tǒng)，包括質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)、固體氧化物燃料電池系統(tǒng)及蓄電池；

所述蓄電池的電能輸出端連通至用電裝置及所述質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)；所述質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)的電能輸出端連通至用電裝置及所述固體氧化物燃料電池系統(tǒng)，所述固體氧化物燃料電池系統(tǒng)的電能輸出端均連通至用電裝置及所述蓄電池，即所述蓄電池供電給用電裝置的同時供電給所述質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)運行，所述質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)運行并供電給用電裝置的同時供電給所述固體氧化物燃料電池系統(tǒng)運行，至所述固體氧化物燃料電池系統(tǒng)運行并供電給用電裝置時同時供電給蓄電池蓄電，蓄電池停止供電；

其中，所述質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)包括質(zhì)子交換膜燃料電池堆、空氣供給系統(tǒng)及氫氣供給系統(tǒng)，所述空氣供給系統(tǒng)及氫氣供給系統(tǒng)均通過管路連通至所述質(zhì)子交換膜燃料電池堆；

其中，所述固體氧化物燃料電池系統(tǒng)包括固體氧化物燃料電池堆、空氣供給系統(tǒng)及燃料氣供給系統(tǒng)，所述空氣供給系統(tǒng)及燃料氣供給系統(tǒng)均通過管路連通至所述固體氧化物燃料電池堆；

所述質(zhì)子交換膜燃料電池堆及固體氧化物燃料電池堆均設(shè)置有尾氣排放管道。

其中，所述空氣供給系統(tǒng)通過空氣純化系統(tǒng)連通至所述質(zhì)子交換膜燃料電池堆，所述氫氣供給系統(tǒng)通過氫氣脫硫系統(tǒng)連通至所述質(zhì)子交換膜燃料電池堆。

其中，所述空氣供給系統(tǒng)通過空氣加熱系統(tǒng)連通至所述固體氧化物燃料電池堆，所述燃料氣供給系統(tǒng)通過燃料氣加熱系統(tǒng)及燃料氣重整系統(tǒng)連通至所述固體氧化物燃料電池堆。

其中，所述空氣加熱系統(tǒng)、燃料氣加熱系統(tǒng)及燃料氣重整系統(tǒng)的熱源通過管路來自于所述固體氧化物燃料電池堆。

其中，所述空氣加熱系統(tǒng)及燃料氣重整系統(tǒng)的熱源通過管路來自于所述固體氧化物燃料電池堆，所述燃料氣加熱系統(tǒng)的熱源通過管路來自于所述空氣加熱系統(tǒng)及燃料氣重整系統(tǒng)，通過熱能自給以提高混合燃料電池動力系統(tǒng)的整體運行效率。

通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的一種混合燃料電池動力系統(tǒng)，其具有如下優(yōu)點：

①不需鋪設(shè)專門的鐵路電網(wǎng)，只需在?？空军c加氫氣和天然氣，極大地降低了成本。并且雨天也沒有漏電的風(fēng)險；

②能量利用效率可達(dá)40％以上，可以極大地提高能源利用率，并且排出氣體只含二氧化碳和水蒸氣，對環(huán)境幾乎沒有污染；

③該動力系統(tǒng)通過電化學(xué)反應(yīng)的方式將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，不經(jīng)過機械傳動作用，不產(chǎn)生大量噪聲。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。

圖1為本發(fā)明實施例所公開的一種混合燃料電池動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

參考圖1，本發(fā)明提供的混合燃料電池動力系統(tǒng)，包括質(zhì)子交換膜燃料電池(以下簡稱PEMFC)系統(tǒng)、固體氧化物燃料電池(以下簡稱SOFC)系統(tǒng)及蓄電池；

蓄電池的電能輸出端連通至用電裝置及PEMFC系統(tǒng)；PEMFC系統(tǒng)的電能輸出端連通至用電裝置及SOFC系統(tǒng)，SOFC系統(tǒng)的電能輸出端均連通至用電裝置及蓄電池，即蓄電池供電給用電裝置的同時供電給PEMFC系統(tǒng)運行，PEMFC系統(tǒng)運行并供電給用電裝置的同時供電給SOFC系統(tǒng)運行，至SOFC系統(tǒng)運行并供電給用電裝置時同時供電給蓄電池蓄電，蓄電池停止供電；