[發(fā)明專利]一種供給燃料電池模組的充氫設(shè)備及其智能充氫控制方法

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• 申請日: 2018-03-18
• 公開（公告）號: CN108443702A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張瑞杰;劉春橋
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳汽航院科技有限公司
• 主分類號: F17C5/06
• 分類號: F17C5/06;F17C13/02;F17C13/04;F17C13/00
• 代理公司: 北京天盾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11421
• 代理人: 胡凱

本發(fā)明涉及一種供給燃料電池模組的充氫設(shè)備及其智能充氫控制方法，充氫設(shè)備包括儲氫裝置和充氫裝置，所述儲氣裝置包括氫氣出口、高壓儲氫氣罐和氫氣入口，所述氫氣出口和氫氣入口均設(shè)置在所述高壓儲氫氣罐上，所述氫氣出口上設(shè)有第一電磁閥，所述氫氣入口上設(shè)有第二電磁閥，所述充氣裝置包括氫燃料補給站、管道A、管道B和緩沖罐，所述氫燃料補給站通過管道A連接緩沖灌，所述緩沖罐通過管道B連接氫氣入口。本發(fā)明的供給燃料電池模組的充氫設(shè)備，便于調(diào)節(jié)氫氣輸出量，高壓儲氫氣罐與氫燃料補給站設(shè)有緩沖罐，對高壓儲氫氣罐起到有效的保護作用，本發(fā)明的智能充氫控制方法，保障了操作人員的安全和充氫的精密度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于氫氣燃料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種供給燃料電池模組的充氫設(shè)備及其智能充氫控制方法。

背景技術(shù)

氫燃料電池是使用氫這種化學(xué)元素，制造成儲存能量的電池。其基本原理是電解水的逆反應(yīng)，把氫和氧分別供給陽極和陰極，氫通過陽極向外擴散和電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后，放出電子通過外部的負載到達陰極。燃料電池對環(huán)境無污染。它是通過電化學(xué)反應(yīng)，而不是采用燃燒(汽、柴油)或儲能(蓄電池)方式－－最典型的傳統(tǒng)后備電源方案。燃燒會釋放象COx、NOx、SOx氣體和粉塵等污染物。如上所述，燃料電池只會產(chǎn)生水和熱。如果氫是通過可再生能源產(chǎn)生的(光伏電池板、風(fēng)能發(fā)電等)，整個循環(huán)就是徹底的不產(chǎn)生有害物質(zhì)排放的過程。燃料電池運行安靜，噪聲大約只有55dB，相當于人們正常交談的水平。這使得燃料電池適合于室內(nèi)安裝，或是在室外對噪聲有限制的地方。燃料電池的發(fā)電效率可以達到50％以上，這是由燃料電池的轉(zhuǎn)換性質(zhì)決定的，直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，不需要經(jīng)過熱能和機械能(發(fā)電機)的中間變換。大型電站，無論是水電、火電或核電，都是把發(fā)出的電送往電網(wǎng)，由電網(wǎng)輸送給用戶。但由于各用電戶的負荷不同，電網(wǎng)有時呈現(xiàn)為高峰，有時則呈現(xiàn)為低谷，這就會導(dǎo)致停電或電壓不穩(wěn)。另外，傳統(tǒng)的火力發(fā)電站的燃燒能量大約有70％要消耗在鍋爐和汽輪發(fā)電機這些龐大的設(shè)備上，燃燒時還會消耗大量的能源和排放大量的有害物質(zhì)。而使用氫燃料電池發(fā)電，是將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能，不需要進行燃燒，能量轉(zhuǎn)換率可達60％～80％，而且污染少、噪音小，裝置可大可小，非常靈活。氫燃料電池車的工作原理是：將氫氣送到燃料電池的陽極板(負極)，經(jīng)過催化劑(鉑)的作用，氫原子中的一個電子被分離出來，失去電子的氫離子(質(zhì)子)穿過質(zhì)子交換膜，到達燃料電池陰極板(正極)，而電子是不能通過質(zhì)子交換膜的，這個電子，只能經(jīng)外部電路，到達燃料電池陰極板，從而在外電路中產(chǎn)生電流。電子到達陰極板后，與氧原子和氫離子重新結(jié)合為水。由于供應(yīng)給陰極板的氧，可以從空氣中獲得，因此只要不斷地給陽極板供應(yīng)氫，給陰極板供應(yīng)空氣，并及時把水(蒸氣)帶走，就可以不斷地提供電能。燃料電池發(fā)出的電，經(jīng)逆變器、控制器等裝置，給電動機供電，再經(jīng)傳動系統(tǒng)、驅(qū)動橋等帶動車輪轉(zhuǎn)動，就可使車輛在路上行駛。與傳統(tǒng)汽車相比，燃料電池車能量轉(zhuǎn)化效率高達60～80％，為內(nèi)燃機的2～3倍。燃料電池的燃料是氫和氧，生成物是清潔的水，它本身工作不產(chǎn)生一氧化碳和二氧化碳，也沒有硫和微粒排出。因此，氫燃料電池汽車是真正意義上的零排放、零污染的車，氫燃料是完美的汽車能源。

現(xiàn)有技術(shù)中的燃料電池中關(guān)于充氫的設(shè)備普遍存在充氫不足、充氫時間拉長和消耗電能太多等增加成本和降低使用效率的弊病，并且存在一定的安全隱患，并且充氫方式相對落后。

有鑒于此，亟需開發(fā)出一種供給燃料電池模組的充氫設(shè)備及其智能充氫控制方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種供給燃料電池模組的充氫設(shè)備，在充氫裝置中，熱量可以從冷卻介質(zhì)管路轉(zhuǎn)移到氫氣源，從而可以有效利用系統(tǒng)本身的能量，提高整個系統(tǒng)的效率，并且設(shè)備安全可靠。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種供給燃料電池模組的智能沖氫控制方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：