CN112615027A - 一种燃料电池发电车及其点火方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃料电池发电车及其点火方法，该燃料电池发电车包括：燃料输送模块、燃料电池模块、辅助模块和控制模块；其中，辅助模块包括可燃气体压力控制组件和空气压力控制组件，可燃气体压力控制组件包括可燃气体手动开关和可燃气体自动开关，空气压力控制组件包括空气手动开关和空气自动开关；可燃气体手动开关和空气手动开关用于启动燃料输送模块，在燃料电池模块发电稳定的情况下，控制模块关闭可燃气体手动开关和空气手动开关，并启动可燃气体自动开关和空气自动开关。本发明解决了现有燃料电池发电车的点火设备设计不足的技术问题。

Description

一种燃料电池发电车及其点火方法
技术领域
本发明涉及一种燃料电池发电车及其点火方法。
背景技术
氢燃料电池技术是近年来新兴的一门技术，目前主要应用于氢能源电动汽车和通讯行业小容量备用电源行业，当应用于氢能源发电车时，由于燃料电池的使用特性，往往需要启动电源。现有技术中，燃料电池发电车中燃料电池启动需附设辅助设备，一般配置一套铅酸蓄电池或锂电池。但使用铅酸蓄电池或锂电池等作为燃料电池发电车的启动电源，不仅会造成资源的浪费，还可能会影响燃料电池装置的使用寿命。此外，额外的启动装置，会占用较大空间，不利于燃料电池发电系统装置的结构布局，增大整车的维护成本。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种燃料电池发电车及其点火方法，以至少解决现有技术中的技术问题。
一种燃料电池发电车，包括：
燃料输送模块，包括可燃气体存储压力装置和空气存储压力装置；
燃料电池模块，用于接收可燃气体和空气，并将上述可燃气体和空气的化学能转化为电能；
辅助模块，包括可燃气体压力控制组件和空气压力控制组件，用于控制上述燃料输送模块向上述燃料电池模块提供上述可燃气体和空气；
控制模块，用于控制上述辅助模块和上述燃料电池模块；
其中，上述可燃气体压力控制组件包括至少一个可燃气体手动开关和至少一个可燃气体自动开关，上述空气压力控制组件包括至少一个空气手动开关和至少一个空气自动开关，上述可燃气体手动开关和上述空气手动开关用于启动上述燃料输送模块；在上述燃料电池模块发电稳定的情况下，上述控制模块关闭上述可燃气体手动开关和空气手动开关，并启动上述可燃气体自动开关和上述空气自动开关。
在一些实施例中，上述可燃气体包括氢气、甲醇、甲烷中的一种或几种。
在一些实施例中，上述可燃气体自动开关包括电磁阀门、压力感应阀门中的一种。
在一些实施例中，上述可燃气体压力组件设置在上述可燃气体存储压力装置和上述燃料电池模块之间，上述空气存储压力装置设置在上述空气压力控制组件和上述燃料电池模块之间。
在一些实施例中，上述可燃气体手动开关与上述可燃气体自动开关并联设置。
在一些实施例中，上述空气自动开关为空气压缩机，上述空气存储压力装置与上述空气自动开关和上述燃料电池串联。
在一些实施例中，上述辅助模块还包括：
水热管理模块，与上述燃料电池模块相连，用于控制上述燃料电池模块的反应温度；
辅助设备控制电源，用于接收可燃电池模块电能，给上述可燃气体自动开关和上述空气自动开关提供电能；
二次控制电源，设置在上述控制模块和上述辅助设备控制电源之间，用于接收上述控制模块的控制指令，控制上述辅助设备控制电源。
在一些实施例中，上述燃料电池模块包括至少两个并联设置的燃料电池。
在一些实施例中，上述燃料电池发电车还包括逆变器，上述逆变器用于接收上述控制模块发出的指令和上述燃料电池模块产生的电能，并为上述燃料电池发动负载提供电能。
一种燃料电池发电车的点火方法，采用的燃料电池发电车，包括：
启动可燃气体手动开关和空气手动开关，燃料输送模块向燃料电池模块提供可燃气体和空气；
上述燃料电池模块接收上述可燃气体和空气产生电能，并将上述电能传送给控制模块；
上述控制模块接收电能，启动可燃气体自动开关和空气自动开关；
在上述燃料电池发电稳定的情况下，上述控制模块关闭上述可燃气体手动开关和上述空气手动开关，并打开逆变器，上述逆变器向上述可燃电池发电车负载输出电能。
本发明公开了一种燃料电池发电车及其点火方法，该燃料电池发电车包括：燃料输送模块、燃料电池模块、辅助模块和控制模块；其中，辅助模块包括可燃气体压力控制组件和空气压力控制组件，可燃气体压力控制组件包括可燃气体手动开关和可燃气体自动开关，空气压力控制组件包括空气手动开关和空气自动开关；可燃气体手动开关和空气手动开关用于启动燃料输送模块，在燃料电池模块发电稳定的情况下，控制模块关闭可燃气体手动开关和空气手动开关，并启动可燃气体自动开关和空气自动开关。本发明解决了现有燃料电池发电车的点火设备设计不足的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的一种可选的燃料电池发电车的模块分布的示意图；
图2是根据本发明实施例的一种可选的燃料电池发电车的模块分布的示意图；
图3是根据本发明实施例的一种可选的燃料电池发电车的模块分布的示意图；
图4是根据本发明实施例的一种可选的燃料电池发电车点火方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
现有技术中的燃料电池启动需附设辅助电源充当燃料电池发电车的点火设备。通常情况下，采用铅酸电池作为辅助电源，但采用铅酸电池不仅会造成资源的浪费，还可能会影响燃料电池装置的使用寿命，同时，铅酸电池占用空间大，不利于燃料电池发电系统装置的结构布局，增大整车的维护成本。而且由于种种原因，现有燃料电池发电车采用单组燃料电池，单组燃料电池功率难以实现大的突破。在应需要大负荷临时供电工程中，燃料电池难以发挥作用。
针对上述燃料电池发电车点火设备设计不足的技术问题，本发明提供一种燃料电池发电车。如图1，燃料电池发电车包括：
燃料输送模块100，包括可燃气体存储压力装置110和空气存储压力装置120；燃料电池模块200，用于接收可燃气体和空气，并将可燃气体和空气的化学能转化为电能；辅助模块300，包括可燃气体压力控制组件310和空气压力控制组件320，用于控制燃料输送模块300向燃料电池模块200提供可燃气体和空气；控制模块400，用于控制辅助模块300和燃料电池模块200；
其中，如图2所示，可燃气体压力控制组件310包括至少一个可燃气体手动开关311和至少一个可燃气体自动开关312，空气压力控制组件320包括至少一个空气手动开关321和至少一个空气自动开关322，可燃气体手动开关311和空气手动开关321用于启动燃料输送模块；在燃料电池模块200发电稳定的情况下，控制模块400关闭可燃气体手动开关311和空气手动开关321，并启动可燃气体自动开关312和空气自动开关322。
可燃气体存储压力装置110为储氢罐，可燃气体一般选用氢气或者能分解出氢气的碳氢化合物，如甲烷、甲醇。优选地，从发电车运输角度来说，一般选择氢气作为可燃电池燃料。若选用液态氢，可燃气体存储压力装置110还需与储气室相连，液态氢在储气室转换为氢气。
可燃气体压力组件设置310在可燃气体存储压力装置110和燃料电池模块200之间，空气存储压力装置120设置在空气压力控制组件320和燃料电池模块200之间，可燃气体自动开关312包括电磁阀门、压力感应阀门中的一种，空气自动开关322为空气压缩机。
在一些实施例中，可燃气体手动开关311与可燃气体自动开关312并联设置，可燃气体手动开关311与可燃气体自动开关312共同设置在可燃气体的供气路径上。空气存储压力装置120与空气自动开关322和燃料电池200串联，空气自动开关322与空气手动开关321并联。
在一些实施例中，燃料电池模块200包括至少两个并联的燃料电池。可燃气体手动开关311的一端与可燃气体存储压力装置110的出气口相连，另一端与燃料电池的阴极相连；可燃气体自动开关312的一端与可燃气体存储压力装置110的出气口相连，另一端与燃料电池的阴极相连。空气存储压力装置120的空气出口与燃料电池相连，空气存储压力装置120的进气口分别于空气手动开关321和空气自动开关322相连。在此实施例中，启动可燃气体手动开关311和空气手动开关321，燃料电池接收可燃气体和空气，将化学能转化为电能，并传送给控制模块400，控制模块400接收电能后，打开可燃气体自动开关312和空气自动开关322，待发电车负载电源运行稳定后，关闭可燃气体手动开关311、空气手动开关321，燃料电池向可燃电池电动车负载输送电能。
如图3所示，在一些实施例中，燃料电池模块包括启动电源210和电车负载运行电源220，启动电源210与发电车负载电源220并联。可燃气体手动开关311的一端与可燃气体存储压力装置110的出气口相连，另一端与启动电源210的阴极相连；可燃气体自动开关312的一端与可燃气体存储压力装置110的出气口相连，另一端与发电车负载运行电源220的阴极相连。空气存储压力装置120设置有第一空气出口和第二空气出口，第一空气出口与启动电源210阳极相连，第二空气出口与发电车负载电源220阳极相连。在此实施例中，启动可燃气体手动开关311和空气手动开关321，启动电源210接收可燃气体和空气，将化学能转化为电能，并传送给控制模块400，控制模块400接收电能后，打开可燃气体自动开关312和空气自动开关322后，启动发电车负载电源220，待发电车负载电源220运行稳定后，关闭可燃气体手动开关311、空气手动开关321和启动电源210，电车负载电源220向可燃电池电动车负载输送电能。
辅助模块300还包括：水热管理模块，水热管理模块与燃料电池模块200相连，用于控制燃料电池模块200反应的温度；辅助设备控制电源，辅助设备控制电源用于接收可燃电池模块电能，并给可燃气体自动开关312和空气自动开关322提供电能；二次控制电源，设置在控制模块400和辅助设备控制电源之间，用于接收控制模块400的控制指令，控制辅助设备控制电源。
在一些实施例中，水热管理模块300还包括温度感应装置和水循环系统，温度感应装置用于检测电池反应模块200的反应温度，水循环系统为柔性水管，柔性水管设置在燃料电池表面；同时，水循环系统用于带走燃料电池化学反应产生的液体。
在一些实施例中，燃料电池发电车还包括逆变器，逆变器用于接收控制模块发出的指令和将燃料电池模块产生的直流电转化为交流电，交流电为燃料电池发动负载输出电能。
本发明的工作方式在于：需要发电车发电时，首先打开可燃气体手动开关311和空气手动开关321，可燃气体和空气分别经由辅助模块300传送给可燃电池模块200，可燃电池模块200立即产生电能传送给控制器及辅助设备中的二次控制电源和辅助设备运行电源，控制电源随即启动辅助设备运行电源，辅助设备运行电源用于启动可燃气体自动开关312和空气自动开关322；待可燃电池模块稳定输出电压后，控制模块打开逆变器，逆变器将直流电转化为交流电向燃料电池电动车负载提供电能；同时，空气自动开关气为燃料电池电堆提供空气的同时，补充空气存储压力装置内的损耗，空气存储压力容器内空气补充完成后，关闭空气手动开关，控制器开启可燃气体自动开关，随后可燃气体手动开关。
在一些实施例中，燃料电池发电车包括车厢和位于车厢底部的汽车底盘，燃料输送模块100、燃料电池模块200、辅助模块300和控制模块400设置在汽车底盘上。通过采用模块化设计，使得燃料电池发电车更方便维修，同时可以通过增加改变电池模块200和控制模块400的数量，来改变燃料电池输出功率，电池模块200的数量越多，燃料电池发电车的功率越大。
如图4所示，一种燃料电池发电车的点火方法，采用的燃料电池发电车，包括：
步骤S402：启动可燃气体手动开关和空气手动开关，燃料输送模块向燃料电池模块提供可燃气体和空气；
步骤S404：燃料电池模块接收可燃气体和空气产生电能，并将电能传送给控制模块；
步骤S406：控制模块接收电能，启动可燃气体自动开关和空气自动开关；
步骤S408：在燃料电池发电稳定的情况下，控制模块关闭可燃气体手动开关和空气自动开关，打开逆变器，逆变器向可燃电池发电车负载输出电能。
本发明公开了一种燃料电池发电车及其点火方法，该燃料电池发电车包括：燃料输送模块、燃料电池模块、辅助模块和控制模块；其中，辅助模块包括可燃气体压力控制组件和空气压力控制组件，可燃气体压力控制组件包括可燃气体手动开关和可燃气体自动开关，空气压力控制组件包括空气手动开关和空气自动开关；可燃气体手动开关和空气手动开关用于启动燃料输送模块，在燃料电池模块发电稳定的情况下，控制模块关闭可燃气体手动开关和空气手动开关，并启动可燃气体自动开关和空气自动开关。本发明解决了现有燃料电池发电车的点火设备设计不足的技术问题。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种燃料电池发电车，其特征在于，包括：
燃料输送模块，包括可燃气体存储压力装置和空气存储压力装置；
燃料电池模块，用于接收可燃气体和空气，并将所述可燃气体和空气的化学能转化为电能；
辅助模块，包括可燃气体压力控制组件和空气压力控制组件，用于控制所述燃料输送模块向所述燃料电池模块提供所述可燃气体和空气；
控制模块，用于控制所述辅助模块和所述燃料电池模块；
其中，所述可燃气体压力控制组件包括至少一个可燃气体手动开关和至少一个可燃气体自动开关，所述空气压力控制组件包括至少一个空气手动开关和至少一个空气自动开关，所述可燃气体手动开关和所述空气手动开关用于启动所述燃料输送模块；在所述燃料电池模块发电稳定的情况下，所述控制模块关闭所述可燃气体手动开关和所述空气手动开关，并启动所述可燃气体自动开关和所述空气自动开关。
2.如权利要求1所述的燃料电池发电车，其特征在于，所述可燃气体包括氢气、甲醇、甲烷中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的燃料电池发电车，其特征在于，所述可燃气体自动开关包括电磁阀门、压力感应阀门中的一种。
4.如权利要求1所述的燃料电池发电车，器特征在于，所述可燃气体压力控制组件设置在所述可燃气体存储压力装置和所述燃料电池模块之间，所述空气存储压力装置设置在所述空气压力控制组件和所述燃料电池模块之间。
5.如权利要求1所述的燃料电池发电车，其特征在于，所述可燃气体手动开关与所述可燃气体自动开关并联设置。
6.如权利要求1所述的燃料电池发电车，其特征在于，所述空气自动开关为空气压缩机，所述空气存储压力装置与所述空气自动开关和所述燃料电池串联。
7.如权利要求1所述的燃料电池发电车，其特征在于，所述辅助模块还包括：
水热管理模块，与所述燃料电池模块相连，用于控制所述燃料电池模块反应的温度；
辅助设备控制电源，用于接收所述可燃电池模块电能，给所述可燃气体自动开关和所述空气自动开关提供电能；
二次控制电源，设置在所述控制模块和所述辅助设备控制电源之间，用于接收所述控制模块的控制指令，控制所述辅助设备控制电源。
8.如权利要求1所述的燃料电池发电车，其特征在于，所述燃料电池模块包括至少两个并联设置的燃料电池。
9.如权利要求1所述的燃料电池发电车，其特征在于，所述燃料电池发电车还包括逆变器，所述逆变器用于接收所述控制模块发出的指令和所述燃料电池模块产生的电能，并为所述燃料电池发动负载提供电能。
10.一种燃料电池发电车的点火方法，用于如权利要求1至9任一项所述的燃料电池发电车，其特征在于，包括：
启动可燃气体手动开关和空气手动开关，燃料输送模块向燃料电池模块提供可燃气体和空气；
所述燃料电池模块接收所述可燃气体和空气产生电能，并将所述电能传送给控制模块；
所述控制模块接收所述电能，启动可燃气体自动开关和空气自动开关；
在所述燃料电池发电稳定的情况下，所述控制模块关闭所述可燃气体手动开关和所述空气手动开关，并打开逆变器，所述逆变器向所述可燃电池发电车负载输出电能。
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