CN115172806B - 一种氢燃料电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氢燃料电池组，包括多个氢燃料电池本体和控氢装置，氢燃料电池本体上设置有进氢口和排氢口，控氢装置包括矩形管，矩形管右端封闭，矩形管内充填有固定块，固定块上设置有多个盲孔单元，多个盲孔单元沿前后方向分布，盲孔单元内具有多个盲孔，盲孔纵向剖面呈矩形，盲孔单元内的多个盲孔纵向分布，氢燃料电池本体上的进氢口通过管道与盲孔连通，氢燃料电池本体与盲孔一一对应；本装置可以保证进入各个氢燃料电池本体内的氢气量基本相同，实现氢气的均匀分配，从而保证各个氢燃料电池本体均能够充分的工作，减少氢气的浪费，防止排出的氢气浓度过高污染环境以及带来安全隐患。

Description

一种氢燃料电池组
技术领域
本发明涉及氢燃料电池技术领域，具体涉及一种氢燃料电池组。
背景技术
氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换为电能的发电装置，其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。
为了使得产生的电压更高，目前都是采用多个氢燃料电池组成氢燃料电池组的方式进行运行，氢燃料电池组在使用过程中需要不断的供给氢气。
在将氢气传导至多个氢燃料电池本体的过程中，目前的方式是采用一根输气管，然后根据氢燃料电池本体所在的位置，将氢燃料电池本体的进氢口与输气管的不同位置连接，这种方式由于氢气输入不同的氢燃料电池本体具有先后顺序，先进入氢气的氢燃料电池本体内的氢气多，而后进入氢气的氢燃料电池本体内的氢气少，这样导致氢气在不同的氢燃料电池本体内的分布不均，先进入氢气的氢燃料电池本体内的氢气无法完全消耗，造成氢气浪费，后进入氢气的氢燃料电池本体内的氢气不足，无法实现充分的工作。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种氢燃料电池组，本装置可以保证进入各个氢燃料电池本体内的氢气量基本相同，实现氢气的均匀分配，从而保证各个氢燃料电池本体均能够充分的工作，减少氢气的浪费，防止排出的氢气浓度过高污染环境以及带来安全隐患。
一种氢燃料电池组，包括多个氢燃料电池本体和控氢装置，氢燃料电池本体上设置有进氢口和排氢口，控氢装置包括矩形管，矩形管右端封闭，矩形管内充填有固定块，固定块上设置有多个盲孔单元，多个盲孔单元沿前后方向分布，盲孔单元内具有多个盲孔，盲孔纵向剖面呈矩形，盲孔单元内的多个盲孔纵向分布，氢燃料电池本体上的进氢口通过管道与盲孔连通，氢燃料电池本体与盲孔一一对应。
优选地，所述控氢装置还包括容纳盒，每个氢燃料电池本体的输出电路上均设置有电压检测器；
一个盲孔单元内，上下相邻的两个盲孔，上方盲孔右端位于下方盲孔右端的左侧，每个盲孔上方的固定块左壁上均开有凹槽，凹槽的底部与盲孔连通，凹槽右壁开有第一盲孔，第一盲孔内具有连接杆，连接杆的左端连接有第二封闭板，第二封闭板的左壁与固定块的左壁同处一个竖直平面，第二封闭板的右壁与凹槽的右壁接触，第二封闭板的底壁与盲孔的顶壁处于同一水平面，容纳盒内设置有多个第二气缸，第二气缸的输出轴穿过容纳盒的底壁和第一盲孔的顶壁与连接杆连接，与连接杆连接的第二气缸位于该连接杆上方的盲孔和第一盲孔右侧，第二封闭板向下运动，第二封闭板的前壁和后壁能够分别与盲孔的前壁和后壁接触，第二封闭板始终将第一盲孔封闭，第二气缸与第一盲孔一一对应；
电压检测器能够检测氢燃料电池本体的输出电压信息并发送给控制系统，控制系统能够控制第二气缸的运动。
优选地，多个盲孔单元沿前后方向均匀分布。
优选地，盲孔单元内的多个盲孔纵向均匀分布。
本发明的有益效果体现在：本技术方案中在矩形管内充填固定块，固定块的左壁开设多个盲孔单元，盲孔单元内设置多个纵向分布的盲孔，氢燃料电池本体与盲孔一一对应，氢燃料电池本体上的进氢口与盲孔连通，这样一个盲孔与一个氢燃料电池本体对应，盲孔的左端均处于同一竖直面，氢气进入到矩形管后，同时从多个盲孔分别进入到多个氢燃料电池本体内，由于盲孔孔径相同，因此能够保证进入各个氢燃料电池本体内的氢气量基本相同，实现氢气的均匀分配，从而保证各个氢燃料电池本体均能够充分的工作，减少氢气的浪费，防止排出的氢气浓度过高污染环境以及带来安全隐患。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明中氢燃料电池组的外部结构示意图；
图2为本发明中控氢装置的主视剖面图。
附图中，1-氢燃料电池本体，2-进氢口，3-排氢口，9-矩形管，10-容纳盒，11-固定块，12-盲孔，15-第一盲孔，16-连接杆，17-第二封闭板，18-第二气缸。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
实施例1
如图1-图2所示，本实施例中提供了一种氢燃料电池组，包括多个氢燃料电池本体1和控氢装置，氢燃料电池本体1上设置有进氢口2和排氢口3，控氢装置包括矩形管9，矩形管9右端封闭，矩形管9内充填有固定块11，固定块11上设置有多个盲孔单元，多个盲孔单元沿前后方向分布，盲孔单元内具有多个盲孔12，盲孔12纵向剖面呈矩形，盲孔单元内的多个盲孔12纵向分布，氢燃料电池本体1上的进氢口2通过管道与盲孔12连通，氢燃料电池本体1与盲孔12一一对应。
在将氢气传导至多个氢燃料电池本体1的过程中，采用一根输气管，然后根据氢燃料电池本体1所在的位置，将氢燃料电池本体1的进氢口2与输气管的不同位置连接的方式，氢气输入不同的氢燃料电池本体1具有先后顺序，先进入氢气的氢燃料电池本体1内的氢气多，而后进入氢气的氢燃料电池本体1内的氢气少，这样导致氢气在不同的氢燃料电池本体1内的分布不均，先进入氢气的氢燃料电池本体1内的氢气无法完全消耗，造成氢气浪费，后进入氢气的氢燃料电池本体1内的氢气不足，无法实现充分的工作。
本实施例中在矩形管9内充填固定块11，固定块11的左壁开设多个盲孔单元，盲孔单元内设置多个纵向分布的盲孔12，氢燃料电池本体1与盲孔12一一对应，氢燃料电池本体1上的进氢口2与盲孔12连通，这样一个盲孔12与一个氢燃料电池本体1对应，盲孔12的左端均处于同一竖直面，氢气进入到矩形管9后，同时从多个盲孔12分别进入到多个氢燃料电池本体1内，由于盲孔12孔径相同，因此能够保证进入各个氢燃料电池本体1内的氢气量基本相同，实现氢气的均匀分配，从而保证各个氢燃料电池本体1均能够充分的工作，也可以减少氢气的浪费，并且由于盲孔12在固定块11的左壁前后方向和纵向均分布，在氢燃料电池本体1的数量较多时，也不需要设置矩形管9具有较大的直径，可以尽量减小矩形管9的尺寸。本实施例中多个盲孔单元沿前后方向均匀分布。本实施例中盲孔单元内的多个盲孔12纵向均匀分布。
实施例2
本实施例在实施例1的基础上进行了进一步限定，本实施例中所述控氢装置还包括容纳盒10，每个氢燃料电池本体1的输出电路上均设置有电压检测器；
一个盲孔单元内，上下相邻的两个盲孔12，上方盲孔12右端位于下方盲孔12右端的左侧，每个盲孔12上方的固定块11左壁上均开有凹槽，凹槽的底部与盲孔12连通，凹槽右壁开有第一盲孔15，第一盲孔15内具有连接杆16，连接杆16的左端连接有第二封闭板17，第二封闭板17的左壁与固定块11的左壁同处一个竖直平面，第二封闭板17的右壁与凹槽的右壁接触，第二封闭板17的底壁与盲孔12的顶壁处于同一水平面，容纳盒10内设置有多个第二气缸18，第二气缸18的输出轴穿过容纳盒10的底壁和第一盲孔15的顶壁与连接杆16连接，与连接杆16连接的第二气缸18位于该连接杆16上方的盲孔12和第一盲孔15右侧，第二封闭板17向下运动，第二封闭板17的前壁和后壁能够分别与盲孔12的前壁和后壁接触，第二封闭板17始终将第一盲孔15封闭，第二气缸18与第一盲孔15一一对应；
电压检测器能够检测氢燃料电池本体1的输出电压信息并发送给控制系统，控制系统能够控制第二气缸18的运动。
在氢燃料电池本体1工作过程中，可以根据实验测得氢燃料电池本体1的最高效率，对应匹配有一个氢气反应量的最佳值，氢燃料电池本体1在工作一段时间后，由于其内部的催化剂失效等原因，氢燃料电池本体1的效率会逐渐下降，此时依旧供给同等量的氢气，则供给的氢气无法充分反应，氢气的排出量会大幅增加，造成氢气资源浪费，同时也给予后续氢气处理装置较重的负担。
本实施例中在每个氢燃料电池本体1的输出电路上均设置电压检测器，电压检测器检测氢燃料电池本体1的输出电压并将信息输入给控制系统，控制系统控制氢气储存罐上电磁阀和第二气缸18的运动。
开启的初始状态时，供给原始状态最佳值的氢气总量，根据电压检测器检测的氢燃料电池本体1输出电压信息，例如设定的氢燃料电池本体1最高效率为产生20V的电压，在稳定运行后检测到只能产生18V的电压，则说明该氢燃料电池本体1的效率下降10％，此时只需要供给原始氢气90％的量即可，根据所有电压检测器测得氢燃料电池本体1的效率，在控制系统中可以测得整个氢燃料电池组的效率，例如氢燃料电池组的效率也是90％，然后通过控制氢气储存罐上电磁阀的工作，调整氢气储存罐内氢气排出的量为原来的90％，使得进入矩形管9内氢气的量为原来的90％，进入矩形管9的氢气总量与氢燃料电池组的整体效率相对应。
然后根据每个电压检测器测得的每个氢燃料电池本体1的效率调整第二气缸18的运动，第二气缸18运动带动第二封闭板17运动，使得盲孔12的开启度与该氢燃料电池本体1的实际效率相对应。
对进入矩形管9内的氢气总量进行调整后，同时又根据各个氢燃料电池本体1的实际效率调整其对应的盲孔12的开启度，例如各个盲孔12的孔径面积总值为X，目前氢燃料电池组的总发电量为Y，其中一个氢燃料电池本体1的发电量为x，其对应的盲孔12开启的面积为y，控制系统调整该盲孔12的开启度使得x/X＝y/Y，在矩形管9内氢气扩散密度基本均匀的情况下，盲孔12开启比例越大，则进入的氢气量越多，如此根据各个氢燃料电池本体1实际的效率呈比例输入实际所需的氢气量，保证每个氢气燃料电池本体1的充分工作，减少氢气的浪费，同时也降低后续氢气处理装置的负担。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (2)

1.一种氢燃料电池组，其特征在于，包括多个氢燃料电池本体(1)和控氢装置，氢燃料电池本体(1)上设置有进氢口(2)和排氢口(3)，控氢装置包括矩形管(9)，矩形管(9)右端封闭，矩形管(9)内充填有固定块(11)，固定块(11)上设置有多个盲孔单元，多个盲孔单元沿前后方向分布，盲孔单元内具有多个盲孔(12)，盲孔(12)纵向剖面呈矩形，盲孔单元内的多个盲孔(12)纵向分布，氢燃料电池本体(1)上的进氢口(2)通过管道与盲孔(12)连通，氢燃料电池本体(1)与盲孔(12)一一对应；
所述控氢装置还包括容纳盒(10)，每个氢燃料电池本体(1)的输出电路上均设置有电压检测器；
一个盲孔单元内，上下相邻的两个盲孔(12)，上方盲孔(12)右端位于下方盲孔(12)右端的左侧，每个盲孔(12)上方的固定块(11)左壁上均开有凹槽，凹槽的底部与盲孔(12)连通，凹槽右壁开有第一盲孔(15)，第一盲孔(15)内具有连接杆(16)，连接杆(16)的左端连接有第二封闭板(17)，第二封闭板(17)的左壁与固定块(11)的左壁同处一个竖直平面，第二封闭板(17)的右壁与凹槽的右壁接触，第二封闭板(17)的底壁与盲孔(12)的顶壁处于同一水平面，容纳盒(10)内设置有多个第二气缸(18)，第二气缸(18)的输出轴穿过容纳盒(10)的底壁和第一盲孔(15)的顶壁与连接杆(16)连接，与连接杆(16)连接的第二气缸(18)位于该连接杆(16)上方的盲孔(12)和第一盲孔(15)右侧，第二封闭板(17)向下运动，第二封闭板(17)的前壁和后壁能够分别与盲孔(12)的前壁和后壁接触，第二封闭板(17)始终将第一盲孔(15)封闭，第二气缸(18)与第一盲孔(15)一一对应；
电压检测器能够检测氢燃料电池本体(1)的输出电压信息并发送给控制系统，控制系统能够控制第二气缸(18)的运动。
2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池组，其特征在于，盲孔单元内的多个盲孔(12)纵向均匀分布。
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