CN112290048A - 一种固体氢燃料电池房车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种固体氢燃料电池房车，包括房车本体，所述的房车本体内设置有固体氢燃料电池，所述的固体氢燃料电池包括燃料电池电堆模块；固体氢氢气发生装置，其利用固体金属氢化物产生的氢气为燃料电池电堆模块的阳极上连续供给氢气；空气发生装置，其产生的压缩空气为燃料电池电堆模块的阴极上连续供给空气；热交换系统，所述的热交换系统包括热交换模块和散热模块，所述的热交换模块的正面为氢气通道，反面为水通道，热交换模块利用水吸收高温的氢气的热量，所述的散热模块对燃料电池电堆模块风冷降温；控制系统，所述的控制系统控制固体氢氢气发生模块的产氢量；控制空气发生模块的产压缩空气量，本发明充分利用的热量节约了能源。

Description

一种固体氢燃料电池房车
技术领域
本发明涉及氢气发电的技术领域，具体为一种固体氢燃料电池房车。
背景技术
固体氢燃料电池在常温低压下工作，状态稳定，安全性更高，固体氢与水在常温常压下产生的氢气即产即用，可解决氢燃料电池加氢难、储氢、运氢环节中可能引发的一系列问题。
固体氢燃料电池在产生发电的同时，伴随有大量的热量产生。热量主要从固体氢氢气发生装置和燃料电池电堆模块两处产生，其中固体氢氢气发生装置是放热反应，且温度在90度左右，直接与大气混合造成能源的浪费。燃料电池电堆模块在发电过程中也属于放热反应，且温度在70度左右，直接排入大气仍然是一种浪费。
发明内容
本发明的主要目的在于针对上述存在的问题，解决了热量浪费的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种固体氢燃料电池房车，包括房车本体，所述的房车本体内设置有固体氢燃料电池，所述的固体氢燃料电池包括
燃料电池电堆模块；
固体氢氢气发生装置，其利用固体金属氢化物产生的氢气为燃料电池电堆模块的阳极上连续供给氢气；
空气发生装置，其产生的压缩空气为燃料电池电堆模块的阴极上连续供给空气；
热交换系统，所述的热交换系统包括热交换模块和散热模块，所述的热交换模块的正面为氢气通道，反面为水通道，热交换模块利用水吸收高温的氢气的热量，所述的散热模块对燃料电池电堆模块风冷降温；
控制系统，所述的控制系统控制固体氢氢气发生模块的产氢量；控制空气发生模块的产压缩空气量；控制燃料电池电堆模块的发电量；其根据热水的需求量，控制通过热交换模块的常温水量；其根据暖风的需求量，控制通过风扇的吹扫方向和风扇速度。
进一步的，所述的燃料电池电堆模块产生的电源通过DC/AC模块，转换成交流AC220V电源，通过DC/DC模块，转换成供USB使用的DC5V电源。
进一步的，所述的散热模块可监控燃料电池电堆模块的温度，并且通过风扇进行风冷降温。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
通过固体氢与水反应生成氢气，和氧气一同通入燃料电池中通过电化学反应发电，再将电能通过转化装置提供给房车。固体氢在常温常压下为固体，状态稳定，安全性更高，且在与水反应时能将水中的氢剥离出来生成氢气，提升氢气产生量，且无环境污染。使用燃料电池发电可以为房车提供交流AC220V电能、直流USBDC5V电能、使用水、热水、暖风，高能量利用率。
附图说明
图1为本发明的示意图。
图2为本发明的控制系统示意图。
其中:一号配管-1、二号配管-2、三号配管-3、一号配线-4、四号配管-5、二号配线-6、三号配线-7、四号配线-8、五号配线-9、五号配管-10、六号配管-11、七号配管-12、六号配线-13、七号配线-14、八号配线-15、九号配线-16、十号配线-17、燃料电池电堆模块-18、固体氢氢气发生装置-19、空气发生装置-20、热交换模块-21、风扇-22、控制系统-23、DC/AC模块-24、DC/DC模块-25。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。
请参照附图，一种固体氢燃料电池房车，包括房车本体，所述的房车本体内设置有固体氢燃料电池，所述的固体氢燃料电池包括
燃料电池电堆模块18；
固体氢氢气发生装置19，其利用固体金属氢化物产生的氢气为燃料电池电堆模块1的阳极上连续供给氢气；
空气发生装置20，其产生的压缩空气为燃料电池电堆模块的阴极上连续供给空气；
热交换系统，所述的热交换系统包括热交换模块21和风扇22，所述的热交换模块21的正面为氢气通道，反面为水通道，热交换模块21利用水吸收高温的氢气的热量，所述的风扇22对燃料电池电堆模块18风冷降温；
控制系统23，所述的控制系统23控制固体氢氢气发生模块19的产氢量；控制空气发生模块20的产压缩空气量；控制燃料电池电堆模块18的发电量；其根据热水的需求量，控制通过热交换模块21的常温水量；其根据暖风的需求量，控制通过风扇22的吹扫方向和风扇速度，所述的散热模块可监控燃料电池电堆模块的温度，并且通过风扇22进行风冷降温。
所述的燃料电池电堆模块1产生的电源通过DC/AC模块24，转换成交流AC220V电源，通过DC/DC模块25，转换成供USB使用的DC5V电源。
固体氢燃料电池将空气吸入、压缩，排出后的空气，通过一号配管1与燃料电池电堆模块阴极连接，从而进入燃料电池电堆模块18。该空气发生装置由控制模块控制，通过变频调节其产空气量。
在固体氢氢气发生装置中，固体氢与水进行化学式XH2+2H2O→X(OH)2+2H2或XH3+3H2O→X(OH)3+3H2，所表示的反应，由此产生氢气。所产生的氢气经由二号配管2与热交换模块正面氢气通道进口连接，再经由三号配管3与燃料电池电堆模块阳极连接，从而进入燃料电池电堆模块。该固体氢氢气发生装置由控制模块控制，通过注水量调节其产氢气量；
在燃料电池电堆模块中，通过二号配管2、三号配管3所供给的氢气和通过一号配管1所供给的空气进行化学式H2＝＝2H++2e-和2H++1/2O2+2e-＝＝H2O，所表示的反应，由此产生水和电能。所产生的水经由五号配管10、六号配管11连接热交换模块，该热交换模块其由正反组成，其正面为氢气通道、反面为水通道，主要基于固体氢氢气发生装置产生的氢气温度较高，通过所述热交换模块将固体氢氢气发生装置产生的氢气进行降温，同时能够为燃料电池电堆模块生成的水进行换热加热后，把水经由七号配管12变成热水；所述燃料电池电堆模块产生的直流电经由二号配线6连接至DC/AC模块后，经由三号配线7转换成AC220V交流电；所述燃料电池电堆模块产生的直流电经由四号配线8连接至DC/DC模块后，经由五号配线9转换成USB5V直流电；在所述燃料电池电堆模块温度超出预设温度时开启，防止温度过高，所述散热模块经由一号配线4连接至燃料电池电堆模块冷却液管路，通过风扇吹扫可将吹出的风经由四号配管5吹出暖风。该燃料电池电堆模块的发电量、通过热交换模块的常温水量；通过风扇的吹扫方向和风扇PWM调速，都由控制模块控制，控制系统通过六号配线13、七号配线14、八号配线15、九号配线16、十号配线17分别与固体氢氢气发生装置19、空气发生装置20、燃料电池电堆模块18、风扇22、热交换模块21电性连接。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种固体氢燃料电池房车，包括房车本体，所述的房车本体内设置有固体氢燃料电池，其特征在于，所述的固体氢燃料电池包括
燃料电池电堆模块；
固体氢氢气发生装置，其利用固体金属氢化物产生的氢气为燃料电池电堆模块的阳极上连续供给氢气；
空气发生装置，其产生的压缩空气为燃料电池电堆模块的阴极上连续供给空气；
热交换系统，所述的热交换系统包括热交换模块和散热模块，所述的热交换模块的正面为氢气通道，反面为水通道，热交换模块利用水吸收高温的氢气的热量，所述的散热模块对燃料电池电堆模块风冷降温；
控制系统，所述的控制系统控制固体氢氢气发生模块的产氢量；控制空气发生模块的产压缩空气量；控制燃料电池电堆模块的发电量；其根据热水的需求量，控制通过热交换模块的常温水量；其根据暖风的需求量，控制通过风扇的吹扫方向和风扇速度。
2.根据权利要求1所述的固体氢燃料电池房车，其特征在于，所述的燃料电池电堆模块产生的电源通过DC/AC模块，转换成交流AC220V电源，通过DC/DC模块，转换成供USB使用的DC5V电源。
3.根据权利要求1所述的固体氢燃料电池房车，其特征在于，所述的散热模块可监控燃料电池电堆模块的温度，并且通过风扇进行风冷降温。
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