[發明專利]一種緩釋膠囊型金屬固態儲氫燃料電池系統

在審

• 申請號: 202210277739.1
• 申請日: 2022-03-21
• 公開（公告）號: CN114614043A
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 陳海濤;吳睿;趙辛蒙;張啟東;何軍
• 申請（專利權）人: 天津新氫動力科技有限公司
• 主分類號: H01M8/04014
• 分類號: H01M8/04014;H01M8/04029;H01M8/04089
• 代理公司: 北京高文律師事務所 11359
• 代理人: 趙乃義

本發明公開了一種緩釋膠囊型金屬固態儲氫燃料電池系統，屬于燃料電池技術領域，其包括儲氫罐，所述儲氫罐的外表面設置有控溫設備，所述控溫箱設備內壁通過軸承轉動連接有曝氣板。該緩釋膠囊型金屬固態儲氫燃料電池系統，通過設置有驅動電機，高溫的冷卻液通過控溫箱設備出管道排出，驅動電機帶動橢圓板和曝氣板旋轉，橢圓板擠壓兩側的擠壓板使活塞桿在復位彈簧反作用力的作用下往復滑動，通過單向閥和抽氣管的作用下向緩釋氣瓶內充氣，并且使冷卻水可以均勻的與儲氫罐的外表面接觸使冷卻水的溫度快速改變，當有使用需求時為氫氣的釋放提供適合的溫度，控制氫氣釋放速度，同時利用車輛控制系統的適配調控和其與鋰電池電量分配的設計，實現在不同氫氣輸出量的情況下的正常使用。

技術領域

本發明屬于燃料電池技術領域，具體為一種緩釋膠囊型金屬固態儲氫燃料電池系統。

背景技術

燃料電池運行時，氫氣的供給是比較重要的環節，其中金屬氫化物(MH)作為燃料電池中氣態儲氫的載體具有很大的應用前景，有望解決加氫站建設等難題。

但金屬儲氫需要在適合的溫度下進行氫氣釋放，且其是一個逐步釋放過程，因此如何滿足叉車使用過程中對氫氣補充的需求，并且對控制系統的適配是需要解決的關鍵，鑒于金屬氫化物放氫反應時具有吸熱的特性，現有技術中，通過在儲氫罐上設置水熱套，并將冷卻系統中與燃料電池電堆換熱后呈較高溫度的冷卻水與水熱套連通，以利用燃料電池電堆的熱量，但是由于水的比熱容較大，這種加熱方式無法使得水熱套內的水溫快速上升，難以滿足叉車使用過程中對氫氣的需求。本發明通過金屬儲氫方式與儲氫瓶的聯用，可以實現金屬儲氫的緩慢釋放并將釋放出的氣體儲存在氣瓶中，當車輛有使用需求時，氣瓶中的氫氣則可以迅速釋放。同時在氫氣釋放過程中通過控制系統對燃料電池系統和鋰電的電量適配分布，使其滿足叉車使用也是其控制的關鍵。

發明內容

(一)解決的技術問題

為了克服現有技術的上述缺陷，本發明提供了一種緩釋膠囊型金屬固態儲氫燃料電池系統，解決了金屬儲氫氫氣釋放需要高溫且釋放緩慢的難題。本專利通過金屬儲氫與儲氫罐聯用的方式，讓儲氫材料緩慢釋放氫氣至儲氫罐內儲存，并在儲氫罐上設置水熱套，并將冷卻系統中與燃料電池電堆換熱后呈較高溫度的冷卻水與水熱套連通，以利用燃料電池電堆的熱量，同時在氫氣釋放過程中通過控制系統對燃料電池系統和鋰電的電量適配分布，使其滿足叉車使用也是其控制的關鍵。

(二)技術方案

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種緩釋膠囊型金屬固態儲氫燃料電池系統，包括儲氫罐，所述儲氫罐的外表面設置有控溫箱設備，所述控溫箱設備的內壁通過軸承轉動連接有曝氣板，所述控溫箱設備的下表面與驅動電機的頂端固定連接，所述控溫箱設備的下表面固定連接有兩個曝氣箱，所述驅動電機的輸出端與曝氣板的下表面固定連接，所述驅動電機輸出端的外表面與橢圓板的內壁固定連接，所述曝氣箱的內壁滑動連接有活塞桿，兩個活塞桿相互靠近的一端均固定連接有擠壓板，所述控溫箱設備的內壁與儲氫罐的外表面固定連接有同一個螺旋板。

作為本發明的進一步方案：所述活塞桿的外表面套接有復位彈簧，所述復位彈簧的左右兩端分別固定連接在擠壓板的右側面與曝氣箱的左側面。

作為本發明的進一步方案：所述控溫箱設備外表面的下方設置有進水管，兩個擠壓板相互靠近的一面均設置有滾球。

作為本發明的進一步方案：所述控溫箱設備外表面的上方設置有出水管，兩側滾球的外表面均與橢圓板的外表面緊密貼合。

作為本發明的進一步方案：所述曝氣箱內壁的上表面與右側面均設置有單向閥，所述曝氣箱通過上方單向閥與控溫箱設備相連通。

作為本發明的進一步方案：所述曝氣箱通過右側單向閥固定連接有抽氣管，所述抽氣管的頂端與控溫箱設備外表面的上方固定連接。