基于燃料电池的野外应急供电系统的制作方法

阅读：评论：0

1.本实用新型属于应急供电技术领域，尤其涉及一种基于燃料电池的野外应急供电系统。

背景技术：

2.目前国内野外应急供电系统主要是以柴油发电机和锂离子电池供电技术为主。例如申请公布号为cn106004625a的专利文献公开了一种多功能气象监测车。包括底盘车和车厢，车厢分隔为设备室、配电室、逆变器室和机组室；设备室设置有旋转升降台，该旋转升降台上设置有自动气象站和太阳能电池板；配电室安装有配电柜，配电柜内设置有双电源切换装置；逆变器室内设置有太阳能充电逆变一体机和后备蓄电池；机组室设置有发电机组，用以保证应急保电；太阳能电池板通过线缆与太阳能充电逆变一体机相连；双电源切换装置通过线缆与自动气象站、太阳能充电逆变一体机和发电机组相连。授权公告号为cn 213649421u的专利文献公开了一种应急救援野外用多功能供电系统，包括车头和与车头连接的车身，所述车头和车身底部均设有移动轮，所述车身内部设有短波通信机、发电机和卫星天线。
3.针对储能、储氢、供氢、燃料电池发电、逆变等综合性高度集成化的燃料电池技术在野外应急供电方面应用较少。仅在专利文献中有些报道。例如授权公告号为cn 212649183 u的专利文献公开了一种基于氢燃料电池的多源应急供电系统，包括氢燃料电池、柴油发电机、人防人力发电机、不间断电源和低压配电室人防电源进线五路电源；其中，所述不间断电源经由第一逆变器连接至五电源切换装置的输入端，所述氢燃料电池经由第二逆变器连接至所述五电源切换装置的输入端，其他三路电源直接连接五电源切换装置的输入端，所述五电源切换装置的输出端连接至多路人防设备配电箱。上述专利申请的氢燃料电池还仅仅作为发电机的备用电源。
4.应急供电领域亟待填补在野外应急供电方面采用高度集成化燃料电池的技术空缺。

技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种基于燃料电池的野外应急供电系统，可以满足野外无源场所的应急供电保障需求，并可以根据负载的大小自动调节燃料电池的输出功率。
6.本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案：一种基于燃料电池的野外应急供电系统，其特征是：包括燃料电池模块、储能电池模块、储氢模块、dc/ac模块和控制系统，所述燃料电池模块与储能电池模块并连后与dc/ac模块连接，所述dc/ac模块与负载连接构成应急供电系统；所述燃料电池模块是应急供电系统的发电部分；所述储能电池模块是应急供电系统的启动电源；所述储氢模块是应急供电系统的燃料储存和供给装置；所述控制系统对整个应急供电系统进行控制调节。
7.进一步地，所述燃料电池模块连接有散热模块，所述散热模块为应急供电系统提供散热保障及温度调节。
8.进一步地，所述燃料电池模块、储能电池模块、储氢模块、散热模块和dc/ac模块分别通过线缆相互连接，构成完整应急供电系统，并集成到集装箱内部。
9.有益效果：与现有技术相比，本实用新型可以满足野外无源场所的应急供电保障需求。可根据负载的大小自动调节燃料电池的输出功率。使用噪音低及红外隐身性能好的功能模块，可以保证整体野外应急供电系统安全可靠。
附图说明
10.图1是本实用新型的连接原理图；
11.图2是本实用新型置于集装箱的结构示意图。
12.图中：1、燃料电池模块，2、储能电池模块，3、dc/ac模块，4、散热模块，5、储氢模块，6、集装箱。
具体实施方式
13.为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。
14.下面结合较佳实施例详细说明本实用新型的具体实施方式。
15.详见附图1，本实施例提供了一种基于燃料电池的野外应急供电系统，包括燃料电池模块、储能电池模块、储氢模块、dc/ac模块和控制系统，所述燃料电池模块与储能电池模块并连后与dc/ac模块连接，所述dc/ac模块与负载连接构成应急供电系统；
16.所述燃料电池模块是应急供电系统的发电部分，通过实施监控系统功率需求，自适应调节燃料电池发电功率；
17.所述储能电池模块是应急供电系统的启动电源，以及协同燃料电池模块进行功率调整，削峰填谷的作用；
18.所述储氢模块是应急供电系统的燃料储存和供给装置，可以通过高压氢气或有机物储氢方式来储存氢气；
19.所述控制系统对整个应急供电系统进行控制调节，在运行过程中，实时监测负载输出功率，并通过can总线传送至控制器系统，控制系统对燃料电池模块和储能电池模块进行动态调节，保障系统的运行高效可靠。
20.本实施例的优选方案是，所述燃料电池模块连接有散热模块，所述散热模块作为野外应急供电系统的热处理部分，为应急供电系统提供散热保障及温度调节。
21.详见附图2，本实施例的优选方案是，所述燃料电池模块、储能电池模块、储氢模块、散热模块和dc/ac模块分别通过线缆相互连接，构成完整应急供电系统，并集成到集装箱内部。整体系统外部为标准化设计的jy1型集装箱6结构，内部下层为储氢模块5、通过钢制绑带将储氢瓶牢牢固定；内部上层为燃料电池模块1、储能电池模块2、dc/ac模块3、散热模块4。各个模块通过线缆相互连接，燃料电池模块输出电能与储能模块输出电能并联后，一同输出到dc/ac模块，dc/ac模块输出线缆连接到集装箱上面的电气输出接口，同时，集装箱上集成有氢气加注口、电气输入/输出接口、人机界面、应急开关、吊装结构等。整个系统可满足灵活机动的搬运，无需其他辅助配件，即插即用。
22.工作原理
23.储氢模块储存高压氢气，燃料电池模块电化学反应输出的电能与储能电池模块并联后一起输出到dc/ac模块，dc/ac模块将直流电转成交流电输出到负载，散热模块为整个系统提供散热保障，控制系统为整个系统提供逻辑控制，整个系统集成到集装箱内部，方便运输及储存。
24.本实用新型的技术方案：
25.1.机械部分结构
26.整体系统采用模块化设计方案，共分为集装箱体、燃料电池模块、储能电池模块、储氢模块、散热模块、dc/ac模块和控制系统。模块化的设计方案便于产品升级及改造，只需要更换相应模块就可以快速升级产品。
27.2.电气电控设计
28.用线缆将燃料电池模块、储能电池模块、储氢模块、散热模块、dc/ac模块进行相应连接，线缆的连接保障各个模块可以相互通信及能量传递。dc/ac模块实时监控负载的用电需求，经过内部算法计算，调节燃料电池模块和储能电池模块的工作状态；储氢模块实时与燃料电池模块通讯交流，储氢模块通过高压管路将氢气输送到燃料电池模块进行发电。散热模块实时监控整个系统温度，动态调节散热功率，是整个系统稳定在一个合理的温度范围内。
29.上述参照实施例对基于燃料电池的野外应急供电系统的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本实用新型总体构思下的变化和修改，应属本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种基于燃料电池的野外应急供电系统，其特征是：包括燃料电池模块、储能电池模块、储氢模块、dc/ac模块和控制系统，所述燃料电池模块与储能电池模块并连后与dc/ac模块连接，所述dc/ac模块与负载连接构成应急供电系统；所述燃料电池模块是应急供电系统的发电部分；所述储能电池模块是应急供电系统的启动电源；所述储氢模块是应急供电系统的燃料储存和供给装置；所述控制系统对整个应急供电系统进行控制调节。2.根据权利要求1所述的基于燃料电池的野外应急供电系统，其特征是：所述燃料电池模块连接有散热模块，所述散热模块为应急供电系统提供散热保障及温度调节。3.根据权利要求1所述的基于燃料电池的野外应急供电系统，其特征是：所述燃料电池模块、储能电池模块、储氢模块、散热模块和dc/ac模块分别通过线缆相互连接，构成完整应急供电系统，并集成到集装箱内部。

技术总结

本实用新型涉及一种基于燃料电池的野外应急供电系统，其特征是：包括燃料电池模块、储能电池模块、储氢模块、DC/AC模块和控制系统，所述燃料电池模块与储能电池模块并连后与DC/AC模块连接，所述DC/AC模块与负载连接构成应急供电系统；所述燃料电池模块是应急供电系统的发电部分；所述储能电池模块是应急供电系统的启动电源；所述储氢模块是应急供电系统的燃料储存和供给装置；所述控制系统对整个应急供电系统进行控制调节。有益效果：本实用新型可以满足野外无源场所的应急供电保障需求。可根据负载的大小自动调节燃料电池的输出功率。使用噪音低及红外隐身性能好的功能模块，可以保证整体野外应急供电系统安全可靠。证整体野外应急供电系统安全可靠。证整体野外应急供电系统安全可靠。