[發明專利]一種液體燃料電池工作系統及控制方法

在審

• 申請號: 201910358540.X
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN109980243A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 于海明;謝秋菊;李海源;李劍英;朱先勇;神會存;蔡超明
• 申請（專利權）人: 肇慶學院
• 主分類號: H01M8/0263
• 分類號: H01M8/0263;H01M8/04082;H01M8/04089;H01M8/04186
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

本發明屬于燃料電池技術領域，公開了一種液體燃料電池工作系統及控制方法，震動傳感器感應設備運動中震動狀態后，燃料電池控制模塊控制電動燃料泵停止工作，相應電磁閥門進行關閉和打開，并通過自動機械泵為電池組提供燃料；設備靜止時，當自動機械泵中儲存的能量耗盡，自動停止工作；位置傳感器感應主燃料箱中的燃料容積小于v₄時，燃料電池控制模塊控制，相應電磁閥門關閉和打開。本發明所涉及到的燃料電池系統可以做成微小尺寸與高能量密度的電池堆，為經常處于可移動狀態的便攜式電子設備如手機等提供電能，也可以制成大尺寸與高能量密度的電池組，為汽車等大型移動設備提供電能。

技術領域

本發明屬于燃料電池技術領域，尤其涉及一種液體燃料電池工作系統及控制方法。

背景技術

目前，最接近的現有技術：

自工業化革命以來，隨著化石能源等傳統能源的大量開采和利用，能源枯竭和環境污染問題開始陸續出現，并已成為當今世界所面臨的兩大重大挑戰性課題，世界各國的科學家開始致力于研發和推廣綠色清潔能源來取代傳統的能源，以緩解能源危機和保護環境。隨著科技的發展，便攜式電子產品在全球已經普及，但產品外型的日趨短小輕便以及功能的日漸復雜也給電子產品的電池帶來了嚴重的挑戰，現有的電池技術已經無法滿足便攜式電子產品日漸增長的能耗需求，而太陽能、風能、水力發電、生物能源、地熱發電等電能無法應用于移動及便攜式電子設備上。因此亟待需要開發新型能源和電池來取代傳統的能源與電源。

燃料電池是一種環境友好、高效的發電裝置，它可將燃料和氧化劑中的化學能直接轉化為電能，不受卡諾循環的限制，能量轉化效率高，對環境無污染和能小型化等特點，因此受到各國科學家的青睞，成為21世紀取代傳統能源、保護生態環境、解決能源危機和能夠應用于小型電子設備上的重要能源之一。所以研究燃料電池對于保護生態環境具有重要的生態意義，對于保障國家的能源安全具有重要的戰略意義。

燃料電池按電解質類別可以劃分為磷酸型燃料電池、固體氧化物燃料、堿性燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池和質子交換膜燃料電池。質子交換膜燃料電池因為能量轉換率更高、能量比更大、結構簡單、移動性好、持久耐用、環境友好和模塊化等特點，因此具有廣闊的應用前景，已被公認為電動汽車、區域性電站、航天器和各種小型移動設備的首選能源。質子交換膜燃料電池根據所用燃料的種類，分為以氫氣為燃料的氫燃料電池和以醇類、酸類等為燃料的液體燃料電池兩大類。

單體液體燃料電池主要由陰陽極板、膜電極和液體燃料組成。工作時，單體液體燃料電池輸出電壓較低，電流密度較小，達不到實際應用的要求，所以，在實際工作時，通常將單體電池組成電池組，以提供足夠的電壓。所謂電池組，就是將多個單電池串聯在一起，相鄰單電池間用雙極板隔開，雙極板起上下單電池串聯和提供液體流路的作用。雖然電池組能夠提供實際工作所要求的電壓，但也必須和其它輔助工作部件組合成工作系統，才能實際應用。

綜上所述，現有技術存在的問題是：

(1)單體液體燃料電池工作時，單體液體燃料電池輸出電壓較低，電流密度較小，達不到實際應用的要求，而且現有技術的電池組必須和其它輔助工作部件組合成工作系統，才能實際應用。由于現有技術電壓低較低，電流密度較小，從而導致使利用燃料電池供電的設備不能啟動，甚至使設備造成損壞。

(2)而且，現有技術中涉及到的燃料電池組和工作系統沒有利用機械自動控制技術、自動控制技術，使燃料電池組無論是處于運動之中還是靜止狀態，不能為燃料電池提供充足得燃料，不能保證燃料電池正常的工作。

(3)現有的燃料電池組，沒有以豎琴狀流場結構或由太極圖狀流場結構作為燃料電池的雙極板，不能保證電池的性能。

(4)現有的燃料電池工作系統，沒有主、副燃料電池箱，不能延長燃料電池的使用時間，不能夠提高燃料的利用率。

解決上述技術問題的難度：