CN117747893A - 一种新型电池动力装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型电池动力装置，属于飞行器动力装置技术领域，包括燃料电池、控制系统、动力输出系统和甲醇重整制氢系统；所述甲醇重整制氢系统用于采用甲醇水溶液现场制氢气；所述甲醇重整制氢系统与燃料电池的阳极连接；所述燃料电池的阴极上连接设有风机；所述风机用于向燃料电池的阴极灌入空气；所述燃料电池的电力输出端和控制系统电连接；所述控制系统用于控制电力输出管理；所述控制系统分别与风机和动力输出系统电连接；所述动力输出系统用于提供维持飞行器飞行所需动力。本发明的一种新型电池动力装置采用甲醇重整制氢技术与高温质子交换膜氢燃料电池技术结合，解决了直接以氢气为燃料存在不易制储运，以及低温质子交换膜燃料电池对一氧化碳耐受能力不足，飞行器续航时间短等问题，使装置整体效率及燃料利用率更高。

Description

一种新型电池动力装置

技术领域

本发明涉及飞行器动力装置技术领域，具体涉及一种新型电池动力装置。

背景技术

近年来，节能减排的呼声逐渐形成一股势不可挡的趋势与潮流，世界各国都在加大力度发展清洁能源以及高效能源动力转化技术。氢能被誉为21世纪的终极能源，具有质量能量密度高、清洁环保无污染等天然优势，而燃料电池作为一种将存储在燃料中的化学能直接转化为电能的发电装置，具有能量转化效率高、噪声低、功率密度高等优势，具有良好的发展前景。

现有的氢燃料电池航空动力装置以低温(工作温度不超过100℃)质子交换膜燃料电池结合高压气态储氢、低温液态储氢或金属储氢等储氢技术为主要技术路线，具有系统组成简单、动态响应优良等优势。但氢气的压缩、储存及运输都面临着较高的安全隐患和高昂的成本问题，成为制约氢燃料电池推广应用的主要障碍。文献号为CN115477019A的中国发明专利公开了一种模块化氢能源无人机，该无人机包括主机身、动力模块和氢燃料供能模块，氢燃料供能模块包括设置于主机身的氢燃料电池模块、氢气瓶。这种无人机的机载储氢形式为高压气态储氢，储氢系统体积能量密度较低，如用作飞行器上的储氢方式时将会占据大量的机体空间。而液态储氢除耗能高之外，还存在液氢日蒸发损失、液氢存储系统复杂、使用维护困难等问题，而物理吸附储氢或化学吸附储氢均存在质量储氢密度(存储的氢气质量与储氢系统总重量的比值)低的问题，用于氢燃料电池地面载具的储氢形式尚可，用作飞行器的储氢形式则不成立为合理选项。

针对上述以氢气为燃料存在的制储运问题，考虑采用甲醇作为氢载体，其体积能量密度高，其水蒸气重整制氢反应具有硫含量低，氢/碳摩尔比高等优点，且可在较低温度区间(200～300℃)实现重整反应且氢气产率较高。但是以甲醇重整制氢重整气体组分中一般包含少量一氧化碳，对于低温工作的质子交换膜燃料电池催化剂会产生毒化作用，净化生成气中的一氧化碳则会带来额外的设备重量及功耗，这也是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足之处提供一种新型电池动力装置，采用甲醇重整制氢技术与高温质子交换膜氢燃料电池技术结合，拟解决直接以氢气为燃料存在不易制储运，以及低温质子交换膜燃料电池对一氧化碳耐受能力不足，飞行器续航时间短等问题，使装置整体效率及燃料利用率更高。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种新型电池动力装置，包括燃料电池、控制系统和动力输出系统，还包括甲醇重整制氢系统；所述甲醇重整制氢系统用于采用甲醇水溶液现场制氢气；所述甲醇重整制氢系统与燃料电池的阳极连接；所述燃料电池的阴极上连接设有风机；所述风机用于向燃料电池的阴极灌入空气；所述燃料电池的电力输出端和控制系统电连接；所述控制系统用于控制电力输出管理；所述控制系统分别与风机和动力输出系统电连接；所述动力输出系统用于提供维持飞行器飞行所需动力。

进一步的，所述甲醇重整制氢系统包括甲醇储箱、去离子水储箱、原料混合器、一级换热器、二级换热器和甲醇重整反应器；所述甲醇储箱和去离子水储箱分别与原料混合器连接；所述原料混合器、一级换热器、二级换热器和甲醇重整反应器的入口依次连接；所述甲醇重整反应器的出口、二级换热器和一级换热器依次连接；所述一级换热器连接设有冷凝器；所述冷凝器的出口端分别与燃料电池的阳极和原料混合器连接。

进一步的，所述甲醇重整反应器采用多层管状结构，包括隔热层、导热层、甲醇催化重整层、层间支撑材料和催化剂颗粒。

进一步的，所述甲醇储箱还与二级换热器直接连接；所述二级换热器与风机连接；所述甲醇重整反应器还包括甲醇催化燃烧层；所述甲醇储箱里的甲醇与通过风机灌入的空气经二级换热器预热进入甲醇重整反应器中的甲醇催化燃烧层发生催化燃烧反应。

进一步的，所述燃料电池采用高温质子交换膜燃料电池。

进一步的，所述燃料电池中设有水循环冷却系统；所述燃料电池和一级换热器之间设有冷却器；所述水循环冷却系统、一级换热器和冷却器形成换热回路；所述水循环冷却系统中的热水依次流经一级换热器和冷却器，最后回到水循环冷却系统的通道内。

进一步的，所述甲醇储箱、去离子水储箱、原料混合器、一级换热器、二级换热器和甲醇重整反应器均设有温度传感器；所述燃料电池中设有堆温度传感器。

进一步的，所述控制系统包括直流稳压模块、动力系统管理模块、飞行控制模块和启动电源；所述直流稳压模块分别与燃料电池、风机、二级换热器、动力系统管理模块和启动电源电连接；所述动力系统管理模块用于接收各路温度传感器的信号和控制直流稳压模块各供电端口是否输出，以及与飞行控制模块通讯；所述二级换热器中设有电加热回路；所述电加热回路用以给二级换热器升温。

进一步的，所述动力输出系统包括电子调速器、电机和螺旋桨；所述电子调速器分别与直流稳压模块和电机电连接；所述电子调速器用于接收飞行控制模块的控制信号，并确定向电机输出的实际功率值；所述电机用于驱动螺旋桨旋转。

进一步的，所述甲醇储箱和去离子水储箱均设有液位传感器。

本发明的有益效果是：

1、本发明采用甲醇作为飞行器的燃料，来源广泛，价格便宜，易于存储，具有较高的体积能量密度，降低燃料电池动力系统中燃料存储系统对飞行器机体空间的要求，降低以氢燃料电池为动力的飞行器的设计难度。

2、耦合甲醇催化燃烧反应和甲醇水蒸气重整制氢反应，在不增加其他燃料种类和额外设备重量的前提下，用同一种原料实现放热反应和吸热反应的热平衡，使制氢能够持续进行。

3、采用高温质子交换膜燃料电池作为动力系统的发电模块，通过升高反应温度，在提高燃料电池效率的同时，增强燃料电池对一氧化碳的耐受能力，使重整反应生成气无需进行一氧化碳的去除操作，降低系统的重量及复杂度。

4、动力系统中包含两级换热器，前一级为低温换热器，后一级为高温换热器，充分利用各环节产生的热能，整体提高系统的燃料利用率与能量转化效率。

5、增加冷凝器将未参与重整反应的甲醇和水冷凝回流，提高燃料利用率。

6、甲醇重整反应器采用多层管状结构，不但提高反应的面积，还可以使甲醇催化燃烧层产生的热能可以在较短的热传导路径上转移至甲醇催化重整层，使甲醇催化重整层温度分布更为均匀，进而提高催化重整反应的速率和效率。

附图说明

图1是本发明一种新型电池动力装置的组成示意图；

图2是本发明甲醇重整反应器的剖面结构示意图；

附图中：1-甲醇储箱、1a-第一甲醇泵及阀体、1b-第二甲醇泵及阀体、2-去离子水储箱、2a-去离子水泵及阀体、3-甲醇重整反应器、31-隔热层、32-导热层、33-甲醇催化重整层、34-层间支撑材料、35-催化剂颗粒、36-甲醇催化燃烧层、4-风机、5-原料混合器、6-一级换热器、7-二级换热器、8-燃料电池、9-冷凝器、9a-冷凝回流泵及阀体、10-冷却器、11-直流稳压模块、12-动力系统管理模块、13-飞行控制模块、14-电子调速器、15-电机、16-螺旋桨、17-启动电源。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式，对本发明进一步详细说明，但是本发明不局限于以下实施例。

实施例一：

见附图1～2。一种新型电池动力装置，包括燃料电池8、控制系统和动力输出系统，其特征在于：还包括甲醇重整制氢系统；所述甲醇重整制氢系统用于采用甲醇水溶液现场制氢气；所述甲醇重整制氢系统与燃料电池8的阳极连接；所述燃料电池8的阴极上连接设有风机4；所述风机4用于向燃料电池8的阴极灌入空气；所述燃料电池8的电力输出端和控制系统电连接；所述控制系统用于控制电力输出管理；所述控制系统分别与风机4和动力输出系统电连接；所述动力输出系统用于提供维持飞行器飞行所需动力。由上述结构可知，一种新型电池动力装置，包括燃料电池8、控制系统和动力输出系统，以及甲醇重整制氢系统。甲醇重整制氢系统用于以甲醇水溶液为原料，现场制氢获取氢气，从而避开氢气不易存储，占用空间较大等问题，而且甲醇作为一种常规化工原料，来源广泛，产量高，价格低廉，可在较低温度区间(200～300℃)实现重整反应且氢气产率较高，甲醇的体积能量密度高，降低燃料电池8动力系统中燃料存储系统对飞行器机体空间的要求，降低以氢燃料电池8为动力的飞行器的设计难度，从而可提高飞行器的续航时间。以甲醇重整制氢反应具有硫含量低，氢/碳摩尔比高等优点。甲醇重整制氢系统与燃料电池8的阳极连接，通过甲醇重整制氢系统获取的氢气进入燃料电池8的阳极，参与电化学反应发电；外部空气由风机4灌入到燃料电池8的阳极，参与电化学反应发电。燃料电池8的电力输出端和控制系统电连接，为控制系统供电，控制系统按所需电压和功率供给风机4和动力输出系统，风机4获得电能后启动向燃料电池8的阳极灌入空气，动力输出系统获得电能提供维持飞行器飞行所需动力。本发明的一种新型电池动力装置，采用甲醇重整制氢技术，以甲醇作为飞行器的燃料，易获得易存储，具有较高的体积能量密度，其制氢操作简单，重整制氢反应具有硫含量低，从而解决了采用高压气态储氢带来的体积能量密度低、过度占用机体空间的问题；采用低温液态储氢带来的能耗高、蒸发损失大、存储时间短、系统复杂、使用维护困难的问题；采用物理吸附或化学吸附储氢带来的系统储氢质量密度低的问题；采用固体电池供电，其体积能量密度和质量能量密度偏低，进而限制了飞行器的续航时间；采用内燃机或燃气轮机存在污染物排放、噪声大、振动剧烈等问题。本发明的一种新型电池动力装置为长航时飞行器的动力系统设计提供了新的技术路线。

实施例二：

见附图1～2。在实施例一的基础上，所述甲醇重整制氢系统包括甲醇储箱1、去离子水储箱2、原料混合器5、一级换热器6、二级换热器7和甲醇重整反应器3；所述甲醇储箱1和去离子水储箱2分别与原料混合器5连接；所述原料混合器5、一级换热器6、二级换热器7和甲醇重整反应器3的入口依次连接；所述甲醇重整反应器3的出口、二级换热器7和一级换热器6依次连接；所述一级换热器6连接设有冷凝器9；所述冷凝器9的出口端分别与燃料电池8的阳极和原料混合器5连接。由上述结构可知，甲醇重整制氢系统包括甲醇储箱1、去离子水储箱2、原料混合器5、一级换热器6、二级换热器7和甲醇重整反应器3，甲醇储箱1用于存储液态甲醇燃料，去离子水储箱2用于存储去离子水，甲醇储箱1和去离子水储箱2分别与原料混合器5连接，液态甲醇燃料和去离子水经由管路进入到原料混合器5中充分混合，形成甲醇水溶液。可以在甲醇储箱1与原料混合器5之间的管路上设置第一甲醇泵及阀体1a，用于控制液态甲醇的流出；可以在去离子水储箱2与原料混合器5之间的管路上设置去离子水泵及阀体2a，用于控制去离子水的流出。一级换热器6和二级换热器7用以给甲醇水溶液加热，原料混合器5、一级换热器6、二级换热器7和甲醇重整反应器3的入口依次连接，甲醇水溶液经由管路进入到一级换热器6进行加热，再经由管路进入到二级换热器7进一步加热，得到预热气态反应物，该反应物最终进入甲醇重整反应器3中进行重整制氢反应，其反应方程式为：CH₃OH+H₂O＝CO₂+3H₂，此反应为吸热反应，按方程式中的化学计量数，该反应的反应焓为+40.5kJ/mol，理想条件下，完全反应的生成物中，氢气浓度应为75％，但由于反应不完全以及副反应生成CO等因素，实际氢气浓度低于该值。由此，重整制氢生成物为二氧化碳和氢气的混合物，最终由甲醇重整反应器3反应中引出的气体混合物组成包括二氧化碳、一氧化碳、水蒸气、氢气和未反应的甲醇蒸气。由于甲醇重整制氢的反应温度一般控制在200℃～300℃，出口气体含有较多热能，可以把此热能利用起来，所以设置甲醇重整反应器3的出口与二级换热器7通过管路连接，二级换热器7和一级换热器6之间又设置了另一个管路，这样甲醇重整反应器3出口的气体经管路依次进入二级换热器7和一级换热器6，把热量传递给甲醇水溶液反应物，对反应物进行预热，这样把出口气体的热能利用起来，达到较高的能量综合利用率。从甲醇重整反应器3中出来的气体混合物经管路进入冷凝器9中进行降温处理，未参与反应的甲醇和水以液态形式经管路回到原料混合器5再次参与甲醇重整制氢反应，提高燃料利用率，可以在冷凝器9与原料混合器5的管路上设置冷凝回流泵及阀体9a，控制液态甲醇和液态水流入原料混合器5中。本发明的甲醇重整制氢系统不仅能将甲醇重整反应器3出口的气体的热量利用起来，达到较高的能量综合利用率，还将未参与重整制氢反应的甲醇和水冷凝回流再次参与反应，提高燃料利用率。

所述甲醇重整反应器3采用多层管状结构，包括隔热层31、导热层32、甲醇催化重整层33、层间支撑材料34和催化剂颗粒35。由上述结构可知，甲醇重整反应器3采用多层管状结构，可以提高反应的面积。隔热层31起到保温、绝热作用，减少工作中热量损失。导热层32起到热传导作用。甲醇催化重整层33用于甲醇催化重整制氢反应。层间支撑材料34用于支撑各层结构，且催化剂颗粒35附着在层间支撑材料34上。

所述甲醇储箱1还与二级换热器7直接连接；所述二级换热器7与风机4连接；所述甲醇重整反应器3还包括甲醇催化燃烧层36；所述甲醇储箱1里的甲醇与通过风机4灌入的空气经二级换热器7预热进入甲醇重整反应器3中的甲醇催化燃烧层36发生催化燃烧反应。由上述结构可知，甲醇储箱1通过管路与二级换热器7直接连接，甲醇可以经管路直接进入到二级换热器7中预热，可以在甲醇储箱1与二级换热器7之间的管路上设置第二甲醇泵及阀体1b，用于控制液态甲醇的流出。二级换热器7与风机4连接，可以通过风机4把外部空气灌入到二级换热器7中进行预热。甲醇与空气在二级换热器7中预热以后进入甲醇重整反应器3的甲醇催化燃烧层36进行催化燃烧反应，其反应方程式为：CH₃OH+3/2O₂＝CO₂+2H₂O，此反应为放热反应，释放大量的热量。由于醇重整反应器采用多层管状结构，甲醇催化燃烧层36产生的热能可以在较短的热传导路径上转移至甲醇催化重整层33，不但可以补足甲醇重整制氢反应所需要吸收的热量，还可以使甲醇催化重整层33温度分布更为均匀，进而提高催化重整反应的速率和效率。同上所述，甲醇催化燃烧反应所产生的气体由甲醇重整反应器3排除，经二级换热器7和一级换热器6将热量传递给甲醇水溶液反应物后排空。

实施例三：

见附图1～2。在实施例二的基础上，所述燃料电池8采用高温质子交换膜燃料电池。由上述结构可知，燃料电池8采用高温质子交换膜燃料电池，高温质子交换膜燃料电池也称为高温聚合物电解质膜燃料电池，是一种PEM燃料电池，可在120至200℃的温度下运行。HT-PEM燃料电池通常供应富氢气体，如甲醇、乙醇、天然气或液化石油气重整形成的重整气体。甲醇重整制氢生成气体组分中包含少量一氧化碳，如不对生成气净化，对于低温工作的质子交换膜燃料电池催化剂会产生毒化作用，如果对重整制氢生成的气体提纯则会带来额外的设备重量及功耗。采用高温质子交换膜燃料电池技术，升高燃料电池8的工作温度以提升催化剂对一氧化碳的耐受能力，还可以提高燃料电池8效率。

所述燃料电池8中设有水循环冷却系统；所述燃料电池8和一级换热器6之间设有冷却器10；所述水循环冷却系统、一级换热器6和冷却器10形成换热回路；所述水循环冷却系统中的热水依次流经一级换热器6和冷却器10，最后回到水循环冷却系统的通道内。由上述结构可知，燃料电池8中设有水循环冷却系统，用以给燃料电池8散热，对于这部分热量可以加以利用。水循环冷却系统冷却水在给燃料电池8散热后变成热水，这些热水经管路流入一级换热器6，将自身热量充分传递给甲醇水溶液后，再经由冷却器10将温度降低至适宜燃料电池8持续工作的温度后回到燃料电池8的冷却液循环通道内。

所述甲醇储箱1、去离子水储箱2、原料混合器5、一级换热器6、二级换热器7和甲醇重整反应器3均设有温度传感器；所述燃料电池8中设有堆温度传感器。由上述结构可知，甲醇储箱1、去离子水储箱2、原料混合器5、一级换热器6、二级换热器7和甲醇重整反应器3中的温度传感器分别用以测量甲醇储箱1、去离子水储箱2、原料混合器5、一级换热器6、二级换热器7和甲醇重整反应器3的温度，并将数据传递给控制系统。燃料电池8中的堆温度传感器用以测量燃料电池8的温度，并将数据传递给控制系统。

所述控制系统包括直流稳压模块11、动力系统管理模块12、飞行控制模块13和启动电源17；所述直流稳压模块11分别与燃料电池8、风机4、二级换热器7、动力系统管理模块12和启动电源17电连接；所述动力系统管理模块12用于接收各路温度传感器的信号和控制直流稳压模块11各供电端口是否输出，以及与飞行控制模块13双向通讯；所述二级换热器7中设有电加热回路；所述电加热回路用以给二级换热器7升温。由上述结构可知，直流稳压模块11用于将输入的直流电压稳定输出为指定的电压值。燃料电池8反应产生的电能经直流稳压模块11按需稳压后，动力系统管理模块12根据接收到的数据信号控制直流稳压模块11是否向风机4、二级换热器7内的电加热回路和动力系统管理模块12供电。启动电源17用于燃料电池8尚未输出足以维持整个动力系统持续工作的功率时补足缺少的部分。动力系统管理模块12向飞行控制模块13发送动力系统工况信息，包括温度信息、功率输出信息、燃料电池8状态信息，燃料余量信息、动力系统故障信息等，飞行控制模块13向动力系统管理模块12发送停机指令信号等。

所述动力输出系统包括电子调速器14、电机15和螺旋桨16；所述电子调速器14分别与直流稳压模块11和电机15电连接；所述电子调速器14用于接收飞行控制模块13的控制信号，并确定向电机15输出的实际功率值；所述电机15用于驱动螺旋桨16旋转。由上述结构可知，电子调速器14一方面接收直流稳压模块11的电力输入，一方面接收飞行控制模块13的控制信号，然后根据控制信号确定实际输出给电机15的功率值，电机15消耗电能驱动螺旋桨16旋转。

所述甲醇储箱1和去离子水储箱2均设有液位传感器。由上述结构可知，甲醇储箱1中的液位传感器测量甲醇的液位，去离子水储箱2的液位传感器测量去离子水的液位，并将液位信息传递给动力系统管理模块12。

本发明工作过程为：

将启动电源17接入直流稳压模块11对应端口，直流稳压模块11向动力系统管理模块12供电，由动力系统管理模块12向各路温度传感器供电并采集温度数据，若采集的甲醇储箱1内液态甲醇的温度低于甲醇催化燃烧所采用的催化剂的起燃温度或采集的去离子水储箱2内去离子水的温度低于催化燃烧所采用的催化剂的起燃温度，则控制直流稳压模块11向二级换热器7中的电加热回路供电，同时启用第二甲醇泵及阀体1b，向二级换热器7中注入液态甲醇，以及控制直流稳压模块11向风机4供电，将空气注入到二级换热器7中，液态甲醇和空气在二级换热器7中预热后，进入甲醇重整反应器3中，其中通过二级换热器7中的温度传感器测定被加热后甲醇的出口温度，要求其不低于催化燃烧催化剂的起燃温度。空气和甲醇进入甲醇催化燃烧层36后参与催化燃烧反应，甲醇重整反应器3的温度至200℃～300℃，后端排出的高温尾气流入二级换热器7中后，可逐渐替代二级换热器7中的电加热回路的加热功能，直至直流稳压模块11停止向二级换热器7中的电加热回路供电时，一级换热器6和二级换热器7的温度依然能保持稳定。若采集的甲醇储箱1内液态甲醇的温度不低于于甲醇催化燃烧所采用的催化剂的起燃温度，则不启用电加热回路，其余与上述一致。甲醇重整反应器3预热完毕后即可启用第一甲醇泵及阀体1a和去离子水泵及阀体2a，通过原料混合器5后，经一级换热器6和二级换热器7两级预热后进入甲醇重整反应器3中参与重整制氢反应，生成的混合气依次经二级换热器7和一级换热器6余热利用后，进入冷凝器9中冷凝，未参与反应的甲醇和水以液态形式经由冷凝回流泵及阀体9a回到原料混合器5中，氢气、二氧化碳和少量一氧化碳的混合气则进入燃料电池8的阳极参与电化学反应，外部空气经由风机4灌入到燃料电池8的阴极流场，参与电化学反应后从阴极排空。燃料电池8产生的电输送到直流稳压模块11，经稳压后按所需电压和功率供给风机4、二级换热器7的电加热回路、动力系统管理模块12及电子调速器14。动力系统管理模块12与飞行控制模块13双向通讯，动力系统管理模块12向飞行控制模块13发送动力系统工况信息，包括温度信息、功率输出信息、燃料电池8状态信息，燃料余量信息、动力系统故障信息等，飞行控制模块13向动力系统管理模块12发送停机指令信号等。电子调速器14根据接收到的飞行控制模块13的控制信号，确定实际输出给电机15的功率值。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种新型电池动力装置，包括燃料电池(8)、控制系统和动力输出系统，其特征在于：还包括甲醇重整制氢系统；所述甲醇重整制氢系统用于采用甲醇水溶液现场制氢气；所述甲醇重整制氢系统与燃料电池(8)的阳极连接；所述燃料电池(8)的阴极上连接设有风机(4)；所述风机(4)用于向燃料电池(8)的阴极灌入空气；所述燃料电池(8)的电力输出端和控制系统电连接；所述控制系统用于控制电力输出管理；所述控制系统分别与风机(4)和动力输出系统电连接；所述动力输出系统用于提供维持飞行器飞行所需动力。

2.根据权利要求1所述的一种新型电池动力装置，其特征在于：所述甲醇重整制氢系统包括甲醇储箱(1)、去离子水储箱(2)、原料混合器(5)、一级换热器(6)、二级换热器(7)和甲醇重整反应器(3)；所述甲醇储箱(1)和去离子水储箱(2)分别与原料混合器(5)连接；所述原料混合器(5)、一级换热器(6)、二级换热器(7)和甲醇重整反应器(3)的入口依次连接；所述甲醇重整反应器(3)的出口、二级换热器(7)和一级换热器(6)依次连接；所述一级换热器(6)连接设有冷凝器(9)；所述冷凝器(9)的出口端分别与燃料电池(8)的阳极和原料混合器(5)连接。

3.根据权利要求2所述的一种新型电池动力装置，其特征在于：所述甲醇重整反应器(3)采用多层管状结构，包括隔热层(31)、导热层(32)、甲醇催化重整层(33)、层间支撑材料(34)和催化剂颗粒(35)。

4.根据权利要求3所述的一种新型电池动力装置，其特征在于：所述甲醇储箱(1)还与二级换热器(7)直接连接；所述二级换热器(7)与风机(4)连接；所述甲醇重整反应器(3)还包括甲醇催化燃烧层(36)；所述甲醇储箱(1)里的甲醇与通过风机(4)灌入的空气经二级换热器(7)预热进入甲醇重整反应器(3)中的甲醇催化燃烧层(36)发生催化燃烧反应。

5.根据权利要求1～4任一所述的一种新型电池动力装置，其特征在于：所述燃料电池(8)采用高温质子交换膜燃料电池。

6.根据权利要求5所述的一种新型电池动力装置，其特征在于：所述燃料电池(8)中设有水循环冷却系统；所述燃料电池(8)和一级换热器(6)之间设有冷却器(10)；所述水循环冷却系统、一级换热器(6)和冷却器(10)形成换热回路；所述水循环冷却系统中的热水依次流经一级换热器(6)和冷却器(10)，最后回到水循环冷却系统的通道内。

7.根据权利要求2～4任一所述的一种新型电池动力装置，其特征在于：所述甲醇储箱(1)、去离子水储箱(2)、原料混合器(5)、一级换热器(6)、二级换热器(7)和甲醇重整反应器(3)均设有温度传感器；所述燃料电池(8)中设有堆温度传感器。

8.根据权利要求7所述的一种新型电池动力装置，其特征在于：所述控制系统包括直流稳压模块(11)、动力系统管理模块(12)、飞行控制模块(13)和启动电源(17)；所述直流稳压模块(11)分别与燃料电池(8)、风机(4)、二级换热器(7)、动力系统管理模块(12)和启动电源(17)电连接；所述动力系统管理模块(12)用于接收各路温度传感器的信号和控制直流稳压模块(11)各供电端口是否输出，以及与飞行控制模块(13)通讯；所述二级换热器(7)中设有电加热回路；所述电加热回路用以给二级换热器(7)升温。

9.根据权利要求8所述的一种新型电池动力装置，其特征在于：所述动力输出系统包括电子调速器(14)、电机(15)和螺旋桨(16)；所述电子调速器(14)分别与直流稳压模块(11)和电机(15)电连接；所述电子调速器(14)用于接收飞行控制模块(13)的控制信号，并确定向电机(15)输出的实际功率值；所述电机(15)用于驱动螺旋桨(16)旋转。

10.根据权利要求2所述的一种新型电池动力装置，其特征在于：所述甲醇储箱(1)和去离子水储箱(2)均设有液位传感器。