CN208368628U - 甲醇燃料电池燃料补给装置 - Google Patents

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郑晓晗
陈立康
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Abstract

本实用新型公开了一种甲醇燃料电池燃料补给装置，提供一种精确补给装置来实现精确补充甲醇，通过精确控制，使得电池仓的甲醇浓度维持在合理水平。它包括甲醇储存槽、甲醇补给泵以及电池组，甲醇储存槽通过开关阀与甲醇补给泵连接，甲醇补给泵与电池组的燃料进口连接；电池组甲醇燃料腔安装有与PLC输入接口连接的甲醇传感器，PLC输出接口与继电器KM或者继电器KM驱动电路连接，甲醇补给泵与继电器常开触点KM串接，然后接入电源。本装置借助PLC采集甲醇传感器的浓度信号，当检测到甲醇浓度低于设定值，PLC就会接通继电器,甲醇补给泵工作直至达到设定值。这样就可以实现了甲醇的自动补给，高效的管理燃料电池。

Description

甲醇燃料电池燃料补给装置
技术领域
本实用新型涉及一种甲醇自动补给装置。
背景技术
燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能转化为电能的发电装置。目前，燃料电池的类型有碱性燃料电池、甲醇燃料电池等。其中，甲醇燃料电池体积小，组装容易，操作简便、工作温度在80 ～ 90°之间，更接近环境温度，能量利用率最高，其理论燃料转化率高达83%。
甲醇燃料电池是指以甲醇溶液为燃料、以空气或氧气为氧化剂的化学能直接转化为电能的一种发电装置，但是甲醇氧化的电化学活性低，和氧元素相比较，其氧化能力比氧要低三个数量级别，一般甲醇电池都有催化剂层，且催化剂一般都是昂贵的金属。现有的甲醇补给均采用人工启动补给泵方式补充，不仅费时费力，而且仅凭经验，误差也较大。这就需要一种精确补给装置来实现精确补充甲醇，使得电池仓的甲醇浓度维持在合理水平。利用甲醇传感器实时监测、中央控制单元，研发燃料补充控制程序，直接向系统补充纯甲醇，实现燃料的实时平衡，从而大幅度提高便携式燃料电池的比能量密度。
发明内容
本实用新型目的是一种精确补给装置来实现精确补充甲醇，通过精确控制，使得电池仓的甲醇浓度维持在合理水平。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种甲醇燃料电池燃料补给装置，包括甲醇储存槽、甲醇补给泵以及电池组，甲醇储存槽通过开关阀与甲醇补给泵连接，甲醇补给泵与电池组的燃料进口连接；电池组甲醇燃料腔安装有与PLC输入接口连接的甲醇传感器，PLC输出接口与继电器KM或者继电器KM驱动电路连接，甲醇补给泵与继电器常开触点KM串接，然后接入电源。
根据所述的甲醇燃料电池燃料补给装置，电池组的甲醇反应排出口通过气液分离器与开关阀连接。
根据所述的甲醇燃料电池燃料补给装置，所述甲醇传感器为液相甲醇传感器。
根据所述的甲醇燃料电池燃料补给装置，所述PLC输出接口Y1与COM之间接有继电器KM驱动电路，继电器KM驱动电路包括三极管Q、电阻R, 三极管Q基极与输出接口Y1之间连接电阻R，继电器KM线圈通过三极管Q接输出接口COM端口。
本实用新型的优点是: 现有的甲醇补给均采用人工启动补给泵方式补充，不仅费时费力，而且仅凭经验，误差也较大。
本装置借助PLC采集甲醇传感器的浓度信号，当检测到甲醇浓度低于设定值，PLC就会接通继电器,甲醇补给泵工作直至达到设定值。这样就可以实现了甲醇的自动补给，高效的管理燃料电池。
附图说明
图1为本实用新型的电路结构示意图。
图2为甲醇补给泵电路示意图。
图3为本装置的结构示意图。
附图中：1、继电器；2、PLC；3、甲醇传感器；4、甲醇储存槽；5、气液分离器；6、开关阀；7、甲醇补给泵；8、电池组。
具体实施方式
实施例
下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
如图3所示，一种甲醇燃料电池燃料补给装置，包括甲醇储存槽4、甲醇补给泵7以及电池组8，密闭容器甲醇储存槽4装有高浓度甲醇或纯甲醇。甲醇储存槽4通过开关阀6与甲醇补给泵7连接，甲醇补给泵7与电池组8的燃料进口连接，为其供给甲醇。
电池组8的甲醇燃料腔安装有与PLC输入接口连接的甲醇传感器，用于监测甲醇的浓度。PLC输出接口与继电器KM或者继电器KM驱动电路连接，用于通过继电器开合控制甲醇补给泵7。甲醇补给泵7与继电器常开触点KM串接，然后接入电源。
电池组8的甲醇反应排出口通过气液分离器与开关阀5连接。电池组8的阳极反应产生了二氧化碳，排出气体含有挥发的甲醇，通过气液分离器分离，液体甲醇流回开关阀5。所述甲醇传感器3采用液相甲醇传感器。
以下是继电器KM驱动电路的介绍。
PLC输出接口Y1与COM之间接有继电器KM驱动电路。继电器KM驱动电路包括三极管Q、电阻R, 三极管Q基极与输出接口Y1之间连接有电阻R，继电器KM线圈通过三极管Q接输出接口COM端口。+5V的端子通过继电器KM线圈与集电极连接，发射极接输出接口COM端口。
气液分离器的气体出口安装有甲醇气相传感器，甲醇气相传感器接入PLC输入接口。PLC输出接口连接与之相对应的蜂鸣器。当检测出气体中甲醇超过设定值，PLC就可以驱动蜂鸣器鸣叫。起到提醒尾气超标的作用，防止甲醇蒸汽超标。
本装置利用甲醇传感器实时获取电堆燃料入口处的甲醇浓度电信号，开发出燃料补充机制。将甲醇传感器监测的甲醇浓度信号，与设定的甲醇浓度值对比，根据对比结果，PLC执行补充程序，启动定量向系统补充纯甲醇，实现监测-对比-补充-监测的闭环控制，调节燃料的实时平衡。

Claims (4)

1.一种甲醇燃料电池燃料补给装置，包括甲醇储存槽（4）、甲醇补给泵（7）以及电池组（8），其特征在于：甲醇储存槽（4）通过开关阀（6）与甲醇补给泵（7）连接，甲醇补给泵（7）与电池组（8）的燃料进口连接；
电池组（8）甲醇燃料腔安装有与PLC输入接口连接的甲醇传感器（3），PLC输出接口与继电器KM或者继电器KM驱动电路连接，甲醇补给泵（7）与继电器常开触点KM串接，然后接入电源。
2.根据权利要求1所述的甲醇燃料电池燃料补给装置，其特征在于：电池组（8）的甲醇反应排出口通过气液分离器（5）与开关阀（6）连接。
3.根据权利要求1所述的甲醇燃料电池燃料补给装置，其特征在于：所述甲醇传感器（3）为液相甲醇传感器。
4.根据权利要求1所述的甲醇燃料电池燃料补给装置，其特征在于：所述PLC输出接口Y1与COM之间接有继电器KM驱动电路，继电器KM驱动电路包括三极管Q、电阻R, 三极管Q基极与输出接口Y1之间连接电阻R，继电器KM线圈通过三极管Q接输出接口COM端口。
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