CN207250685U - 多功能移动氢能发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型是多功能移动氢能发电机，该种发电机包括发电模块、电源控制模块、氢气储存及输送模块和机器框架，该种发电机是氢气通过质子燃料电池反应产生热量，从而能够稳定持续的提供电能，并且具有寿命长，效率高，易储存等优势，通过DC/DC输出并充电锂电池，该种发电机采用氢气瓶存储氢气，通过空气补充氧气。

Description

多功能移动氢能发电机

技术领域

本实用新型是涉及新能源器材和自动化领域，具体的说是多功能移动氢能发电机。

背景技术

氢燃料电池简称PEMFC,它是一种将燃料和氧化剂中的化学能通过电化学反应的方式直接转化为电能的高效发电装置，具有能量转化效率高、清洁、高功率密度等特点。 与其他类型的燃料电池相比，质子交换膜氢燃料电池工作温度最低，比能量最高，启动快，寿命长，结构紧凑，因此是电动汽车最理想的候选电源，还可以作为家用理想的备用电源，具有非常广阔的应用前景。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供多功能移动氢能发电机，该种发电机能够克服发电机的笨重难以移动的问题，还能够通过多种充电方式进行电能的保存，并且能够通过自动控制板进行控制。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

多功能移动氢能发电机，其特征是：包括发电模块、电源控制模块、氢气储存及输送模块和机器框架，所述的氢气储存及输送模块安装在机器框架的内部，所述的发电模块和电源控制模块固定安装在氢气储存及输送模块的上方，所述的发电模块内安装有燃料电池盒所述的燃料电池盒内安装有燃料电池装置，所述的发电模块和电源控制模块连接，所述的发电模块能够为电源控制模块内的锂电池组供电，所述的锂电池组为电源控制模块提供电能，所述的电源控制模块上安装有电源输出接口；

所述的发电模块的输出端与DC/DC转换器的输入端连接，所述的DC/DC转换器的输出端与锂电池组连接，所述的锂电池组通过DC/DC转换器与电源输出接口连接。

为优化上述实用新型，采取的具体措施还包括：

所述的发电模块和电源控制模块均安装在发电模块与控制模块框架内，所述的发电模块与控制模块框架后侧安装有燃料电池存储室，所述的发电模块与控制模块框架的前侧上方安装有控制模块，所述的发电模块与控制模块框架的前侧下方安装有锂电池存储室，所述的发电模块与控制模块框架固定安装在氢气储存及输送模块的上表面，所述的发电模块与控制模块框架的外侧面开有通风孔。

所述的燃料电池存储室内并排安装有若干个燃料电池盒，所述的燃料电池盒安装有燃料电池装置，所述的燃料电池装置包括阳极和阴极，所述的阳极与气储存及输送模块的输出端通过气管连接，所述的阴极直接与空气接触，所述的阳极和阴极均安装在质子交换膜内，所述的阳极和阴极通过电线与负载连接。

所述的机器框架包括底板、底轮、护栏和拉杆，所述的底板的下侧面安装有底轮，所述的底板的上侧面边缘安装有护栏，所述的护栏的上边缘安装有拉杆，所述的氢气储存及输送模块固定在底板上侧面。

所述的氢气储存及输送模块内安装有可拆卸的氢气碳钢瓶，所述的氢气碳钢瓶内的出口依次安装有阻火器和控制阀门，所述的氢气碳钢瓶和发电模块的连接管路上安装有压力表，所述的氢气储存及输送模块得侧壁上开有用来更换氢气碳钢瓶的翻盖板。

所述的电源控制模块的侧面镶嵌有锂电池充电口、气路控制开关、总开关、电源输出接口、锂电开关和显示屏，所述的锂电池充电口与锂电池的输入端连接，所述的气路控制开关与氢气储存及输送模块的输出端控制连接，所述的电源输出接口由正极接口和负极接口组成，所述的锂电开关与锂电池控制连接。

所述的气路控制开关、总开关、锂电开关与单片机的输入端信号连接，所述的显示屏与单片机的输出端信号连接。

燃料电池工作时，由双极板向MEA供给纯氢或混有二氧化碳的氢气以及氧化剂，氧化剂为空气中的氧气，反应物穿过多孔的碳电极载体进入铂催化层，氢燃料在阳极上发生反应，生成电子和氢离子：

H2→2H++2e- Eθ= 0. 000 V

氢离子通过质子导电膜电解质到达阴极，并在阴极与电子和空气提供的氧结合成水：

1/2O2+2H++2e-→H2O Eθ= 1. 234 V

这样，氢和氧通过PEMFC结合产生电力，并生成副产品水和热量:

1/2 O2+ H2→H2O Eθcell= 1. 234 V

氢气由阳极进入燃料电极，由于铂催化剂的作用，变成两个H+和两个电子，电子通过外循环电路，回到电池的阴极，氢离子通过质子交换膜电解质到达阴极。同时O2在燃料电池的阴极通过催化剂形成两个O原子，每一个O原子都有一个强的负电荷，这负电荷通过膜吸引两分子的H+，在这里两个H+，一个O原子和两个电子形成一分子的水。所以只要向燃料电池不断供给燃料和氧化剂，它就会不断的产生直流电。双极板一般用纯石墨制成，它上面有一些机械加工的沟槽，供氢气和空气进入，也供排水用。反应产生的热量由通风孔散发。

该种多功能移动氢能发电机能够达到的有益效果为：第一，使用氢能发电能够持续通过锂电池进行供电，并且无污染物产生；第二，通过电源控制模块实现自动化控制，进一步减小了本装置使用的难度；第三，锂电池能够通过多种充电方式进行充电；第四，该种发电机工作时无声、无污染；第五，能够通过克服发电机笨重难以克服的问题。

附图说明

图1为本实用新型多功能移动氢能发电机的结构原理图。

图2为本实用新型多功能移动氢能发电机燃料电池盒的结构原理图。

图3为本实用新型多功能移动氢能发电机发电模块和电源控制模块的结构原理图。

图4为本实用新型多功能移动氢能发电机机器框架的结构原理图。

图5为本实用新型多功能移动氢能发电机发电模块与控制模块框架的结构原理图。

图6为本实用新型多功能移动氢能发电机氢气储存及输送模块的结构原理图。

图7为本实用新型多功能移动氢能发电机燃料电池装置的结构原理图。

图例说明：1、发电模块；2、电源控制模块；3、氢气储存及输送模块；4、机器框架；5、燃料电池盒；6、锂电池充电口；7、气路控制开关；8、总开关；9、电源输出接口；10、锂电开关；11、显示屏；12、通风孔；13、底板；14、底轮；15、护栏；16、拉杆；17、控制模块；18、燃料电池存储室；19、锂电池存储室；20、翻盖板；21、阳极；22、阴极；23、质子交换膜；24、负载。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述。

多功能移动氢能发电机，其特征是：包括发电模块1、电源控制模块2、氢气储存及输送模块3和机器框架4，所述的氢气储存及输送模块3安装在机器框架4的内部，所述的发电模块1和电源控制模块2固定安装在氢气储存及输送模块3的上方，所述的发电模块1内安装有燃料电池盒5所述的燃料电池盒5内安装有燃料电池装置，所述的发电模块1和电源控制模块2连接，所述的发电模块1能够为电源控制模块2内的锂电池组供电，所述的锂电池组为电源控制模块2提供电能，所述的电源控制模块2上安装有电源输出接口9；

所述的发电模块1的输出端与DC/DC转换器的输入端连接，所述的DC/DC转换器的输出端与锂电池组连接，所述的锂电池组通过DC/DC转换器与电源输出接口9连接。

本实施例中，发电模块1和电源控制模块2均安装在发电模块与控制模块框架内，所述的发电模块与控制模块框架后侧安装有燃料电池存储室18，所述的发电模块与控制模块框架的前侧上方安装有控制模块17，所述的发电模块与控制模块框架的前侧下方安装有锂电池存储室19，所述的发电模块与控制模块框架固定安装在氢气储存及输送模块3的上表面，所述的发电模块与控制模块框架的外侧面开有通风孔12。

本实施例中，燃料电池存储室18内并排安装有若干个燃料电池盒5，所述的燃料电池盒5安装有燃料电池装置，所述的燃料电池装置包括阳极21和阴极22，所述的阳极21与气储存及输送模块3的输出端通过气管连接，所述的阴极22直接与空气接触，所述的阳极21和阴极22均安装在质子交换膜23内，所述的阳极21和阴极22通过电线与负载24连接。

本实施例中，机器框架4包括底板13、底轮14、护栏15和拉杆16，所述的底板13的下侧面安装有底轮14，所述的底板13的上侧面边缘安装有护栏15，所述的护栏15的上边缘安装有拉杆16，所述的氢气储存及输送模块3固定在底板13上侧面。

本实施例中，氢气储存及输送模块3内安装有可拆卸的氢气碳钢瓶，所述的氢气碳钢瓶内的出口依次安装有阻火器和控制阀门，所述的氢气碳钢瓶和发电模块1的连接管路上安装有压力表，所述的氢气储存及输送模块3得侧壁上开有用来更换氢气碳钢瓶的翻盖板20。

本实施例中，电源控制模块2的侧面镶嵌有锂电池充电口6、气路控制开关7、总开关8、电源输出接口9、锂电开关10和显示屏11，所述的锂电池充电口6与锂电池的输入端连接，所述的气路控制开关7与氢气储存及输送模块3的输出端控制连接，所述的电源输出接口9由正极接口和负极接口组成，所述的锂电开关10与锂电池控制连接。

本实施例中，气路控制开关7、总开关8、锂电开关10与单片机的输入端信号连接，所述的显示屏11与单片机的输出端信号连接。

本实施例中，氢气储存及输送模块3内安装有若干个氢气碳钢瓶，氢气碳钢瓶依次通过阻火器、控制阀门和压力表与燃料电池盒5内的阳极21连接，其中控制阀门通过控制模块17内的单片机与气路控制开关7控制连接，燃料电池盒5内产生的电能通过DC/DC转换模块实现对锂电池的持续充电，进而实现电能的持续输出的功能。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.多功能移动氢能发电机，其特征是：包括发电模块（1）、电源控制模块（2）、氢气储存及输送模块（3）和机器框架（4），所述的氢气储存及输送模块（3）安装在机器框架（4）的内部，所述的发电模块（1）和电源控制模块（2）固定安装在氢气储存及输送模块（3）的上方，所述的发电模块（1）内安装有燃料电池盒（5）所述的燃料电池盒（5）内安装有燃料电池装置，所述的发电模块（1）和电源控制模块（2）连接，所述的发电模块（1）能够为电源控制模块（2）内的锂电池组供电，所述的锂电池组为电源控制模块（2）提供电能，所述的电源控制模块（2）上安装有电源输出接口（9）；

所述的发电模块（1）的输出端与DC/DC转换器的输入端连接，所述的DC/DC转换器的输出端与锂电池组连接，所述的锂电池组通过DC/DC转换器与电源输出接口（9）连接。

2.根据权利要求1所述的多功能移动氢能发电机，其特征在于：所述的发电模块（1）和电源控制模块（2）均安装在发电模块与控制模块框架内，所述的发电模块与控制模块框架后侧安装有燃料电池存储室（18），所述的发电模块与控制模块框架的前侧上方安装有控制模块（17），所述的发电模块与控制模块框架的前侧下方安装有锂电池存储室（19），所述的发电模块与控制模块框架固定安装在氢气储存及输送模块（3）的上表面，所述的发电模块与控制模块框架的外侧面开有通风孔（12）。

3.根据权利要求2所述的多功能移动氢能发电机，其特征在于：所述的燃料电池存储室（18）内并排安装有若干个燃料电池盒（5），所述的燃料电池盒（5）安装有燃料电池装置，所述的燃料电池装置包括阳极（21）和阴极（22），所述的阳极（21）与气储存及输送模块（3）的输出端通过气管连接，所述的阴极（22）直接与空气接触，所述的阳极（21）和阴极（22）均安装在质子交换膜（23）内，所述的阳极（21）和阴极（22）通过电线与负载（24）连接。

4.根据权利要求1所述的多功能移动氢能发电机，其特征在于：所述的机器框架（4）包括底板（13）、底轮（14）、护栏（15）和拉杆（16），所述的底板（13）的下侧面安装有底轮（14），所述的底板（13）的上侧面边缘安装有护栏（15），所述的护栏（15）的上边缘安装有拉杆（16），所述的氢气储存及输送模块（3）固定在底板（13）上侧面。

5.根据权利要求1所述的多功能移动氢能发电机，其特征在于：所述的氢气储存及输送模块（3）内安装有可拆卸的氢气碳钢瓶，所述的氢气碳钢瓶内的出口依次安装有阻火器和控制阀门，所述的氢气碳钢瓶和发电模块（1）的连接管路上安装有压力表，所述的氢气储存及输送模块（3）的侧壁上开有用来更换氢气碳钢瓶的翻盖板（20）。

6.根据权利要求3所述的多功能移动氢能发电机，其特征在于：所述的电源控制模块（2）的侧面镶嵌有锂电池充电口（6）、气路控制开关（7）、总开关（8）、电源输出接口（9）、锂电开关（10）和显示屏（11），所述的锂电池充电口（6）与锂电池的输入端连接，所述的气路控制开关（7）与氢气储存及输送模块（3）的输出端控制连接，所述的电源输出接口（9）由正极接口和负极接口组成，所述的锂电开关（10）与锂电池控制连接。

7.根据权利要求6所述的多功能移动氢能发电机，其特征在于：所述的气路控制开关（7）、总开关（8）、锂电开关（10）与单片机的输入端信号连接，所述的显示屏（11）与单片机的输出端信号连接。