CN212625684U - 一种无线电设备用氢能电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无线电设备用氢能电源，涉及电源技术领域。包括产氢组件和供电组件，所述产氢组件包括料仓以及与料仓连接的出氢管路，所述供电组件包括燃料电池以及与所述燃料电池连接的电源输出接口，所述出氢管路与所述燃料电池连接，所述料仓用于放置固体水解制氢材料，所述电源输出接口用于和无线电设备连接。能够缩减电源体积，并提升极限环境下供电的稳定性。

Description

一种无线电设备用氢能电源

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，具体而言，涉及一种无线电设备用氢能电源。

背景技术

无线电设备对运营商的基站不具有依赖性，特别是在一些重大自然灾害当中，一旦运营商的基站在灾害中受损并且无法工作时，无线电设备能起到非常重要的作用的。即使在最复杂的地形条件下，也能更好地协调行动，并能在执行其他类似任务过程中更好地协同。

目前主流的无线电通信设备电源为锂离子电池，在遇到紧急任务时都需要携带大量的备用电池，大大的增加了前线救援人员的负担。而且锂离子电池存在体积大、重量大、能量密度低、在极限环境中无法工作等问题，影响无线电设备的使用性能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无线电设备用氢能电源，能够缩减电源体积，并提升极限环境下供电的稳定性。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型实施例提供一种无线电设备用氢能电源，包括产氢组件和供电组件，所述产氢组件包括料仓以及与料仓连接的出氢管路，所述供电组件包括燃料电池以及与所述燃料电池连接的电源输出接口，所述出氢管路与所述燃料电池连接，所述料仓用于放置固体水解制氢材料，所述电源输出接口用于和无线电设备连接。

可选地，所述料仓包括多个仓室，每个所述仓室包括料仓盖，所述料仓盖上设置有第一单向阀。

可选地，所述出氢管路包括多个出氢支路，以及与所述出氢支路连接的出氢主路，所述出氢支路与所述仓室一一对应，且所述出氢支路的一端伸入至所述仓室内，另一端与所述出氢主路连接，所述出氢主路与所述燃料电池连接。

可选地，所述出氢支路上设置有第二单向阀。

可选地，所述出氢主路上设置有流量调节阀。

可选地，所述出氢主路上还设置有过滤干燥装置。

可选地，所述燃料电池包括电解质板，以及分别设置在所述电解质板两侧的燃料极和空气极，所述空气极的一侧设置有散热风扇。

可选地，所述供电组件还包括电源管理系统和辅助锂电池，所述电源管理系统分别与所述燃料电池和所述辅助锂电池连接，所述电源管理系统通过所述电源输出接口与所述无线电设备连接。

可选地，所述第一单向阀为内塞式单向阀。

可选地，所述仓室内设置有隔膜，所述隔膜与所述仓室内壁形成有容置空间，所述水解制氢材料位于所述容置空间内。

本实用新型实施例的有益效果包括：

本实用新型实施例提供的无线电设备用氢能电源，通过料仓以及与料仓连接的出氢管路，料仓内用于放置固体水解制氢材料，当需要提供电源供应时，在料仓内加入水，使水与固体水解制氢材料水解产生氢气，产生的氢气通过出氢管路导出。由于出氢管路与燃料电池连接，产生的氢气进入至燃料电池处，通过燃料电池的电化学反应产生电能。产生的电能通过电源输出接口向无线电设备供电，以保证无线电设备的正常运行。本申请提供的无线电设备用氢能电源，在为无线电设备供电时可以实现简单、高效、即时即地制氢，为氢能电源提供了技术基础，有效地解决了氢气的储运难点，可以在极限环境中制氢并通过燃料电池提供所需的电能，并且与常规的锂电池相比，无需携带大量的备用电池，能够缩减电源体积。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的无线电设备用氢能电源的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供料仓的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的料仓盖的结构示意图。

图标：100-无线电设备用氢能电源；105-无线电设备；110-产氢组件；112-料仓；1122-仓室；1124-料仓盖；1126-第一单向阀；1128-隔膜；114-出氢管路；1142-出氢支路；1144-出氢主路；1146-第二单向阀；116-流量调节阀；118-过滤干燥装置；120-供电组件；122-燃料电池；1222-散热风扇；124-电源输出接口；130-电源管理系统；140-辅助锂电池。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参照图1，本实施例提供一种无线电设备用氢能电源100，包括产氢组件110和供电组件120，产氢组件110包括料仓112以及与料仓112连接的出氢管路114，供电组件120包括燃料电池122以及与燃料电池122连接的电源输出接口124，出氢管路114与燃料电池122连接，料仓112用于放置固体水解制氢材料，电源输出接口124用于和无线电设备105连接。

具体的，产氢组件110为产生氢气提供所需的保障，产氢组件110的料仓112用于放置固体水解制氢材料，固体水解制氢材料可以独立存储，在使用时置入料仓112内即可。在水解制氢材料放入料仓112内后，向料仓112内加入水即可使固体水解制氢材料水解产生氢气。产生的氢气通过与料仓112连接的出氢管路114输送至燃料电池122，以使燃料电池122产生电能。

采用水解产生氢气，并通过氢气为燃料电池122提供电化学反应所需的原料，其中，电化学反应所需要的氧气可直接采用空气即可。采用上述方式为无线电设备105提供所需的电能，可以在极端环境下正常使用，如严寒或者酷热等环境下固体水解制氢材料不会失活，可随时随地制氢并产生电能。而采用锂电池在极端环境下存储或者使用时，可能导致锂电池保存的电量耗散，或者导致供电不稳定等情况。

本实用新型实施例提供的无线电设备用氢能电源100，通过料仓112以及与料仓112连接的出氢管路114，料仓112内用于放置固体水解制氢材料，当需要提供电源供应时，在料仓112内加入水，使水与固体水解制氢材料水解产生氢气，产生的氢气通过出氢管路114导出。由于出氢管路114与燃料电池122连接，产生的氢气进入至燃料电池122处，通过燃料电池122的电化学反应产生电能。产生的电能通过电源输出接口124向无线电设备105供电，以保证无线电设备105的正常运行。本申请提供的无线电设备用氢能电源100，在为无线电设备105供电时可以实现简单、高效、即时即地制氢，为氢能电源提供了技术基础，有效地解决了氢气的储运难点，可以在极限环境中制氢并通过燃料电池122提供所需的电能，并且与常规的锂电池相比，无需携带大量的备用电池，能够缩减电源体积。

如图2和图3所示，料仓112包括多个仓室1122，每个仓室1122包括料仓盖1124，料仓盖1124上设置有第一单向阀1126。

具体的，每个仓室1122为相对独立的个体，可根据实际需要确定需要使用仓室1122的数量。为了方便固体水解制氢材料的放入，每个仓室1122上设置有料仓盖1124。通过料仓盖1124的开启或闭合确保固体水解制氢材料的放入以及制氢时仓室1122的密封性。通过料仓盖1124上设置的第一单向阀1126，可通过第一单向阀1126向仓室1122内加入反应所需的水，同时避免产生氢气的逸出。

在本申请的可选实施例中，第一单向阀1126可采用内塞式单向阀。在使用时通过内塞式单向阀向仓室1122里面注射水溶液时，内塞式单向阀可以保证在加水的过程中仓室1122内部的氢气不会逸出，且内塞式单向阀具有反向截至的作用，避免使用过程中氢气的逸出，保证设备的安全。同时，采用内塞式单向阀，使加水操作更加简单方便，有利于简化操作模式，并提升使用时的安全性。

请继续参考图2，仓室1122内设置有隔膜1128，隔膜1128与仓室1122内壁形成有容置空间，水解制氢材料位于容置空间内。

具体的，隔膜1128可以使水和气体通过，不能使水解制氢材料通过，在进行水解制氢时，可以使水解制氢材料位于特定空间内，防止固体水解制氢材料分散，有利于提升产生氢气的纯度，避免飞沫进入出氢管路114，以提升无线电设备用氢能电源100使用时的稳定性。可以理解的，固体水解制氢材料可设置成粉末状，以增大固体水解制氢材料与反应液(水)的接触面积，提高反应速率。另外，也可采用无纺布、金属材料包裹固体水解制氢材料，以达到和隔膜1128相同的效果，防止固体水解制氢材料飞散，以提升制氢时的稳定性。

如图1所示，出氢管路114包括多个出氢支路1142，以及与出氢支路1142连接的出氢主路1144，出氢支路1142与仓室1122一一对应，且出氢支路1142的一端伸入至仓室1122内，另一端与出氢主路1144连接，出氢主路1144与燃料电池122连接。

具体的，通过与仓室1122一一对应设置的出氢支路1142，仓室1122内产生的氢气可通过出氢支路1142排出，出氢支路1142与出氢主路1144连接，以使产生的氢气通过出氢主路1144通入至燃料电池122内，保证燃料电池122电化学反应的正常进行。

如图1所示，出氢支路1142上设置有第二单向阀1146。这样一来，可以保证每个仓室1122的完全独立，避免仓室1122反应产生的氢气进入到其他仓室1122内部，同时具有反向截至的功能避免出氢主路1144的氢气回流，有利于提升氢气供应的稳定性。

如图1所示，出氢主路1144上设置有流量调节阀116。这样一来，可以调节通入燃料电池122所需要氢气的流量。由于在水解制氢反应过程中，无法精确控制产生氢气的流量，通过流量调节阀116，可以使通入燃料电池122的氢气趋于平稳，避免瞬间流量过大，有利于保护燃料电池122的反应电极，延长燃料电池122的使用寿命。

如图1所示，在本实施例的可选方案中，出氢主路1144上还设置有过滤干燥装置118。通过设置过滤干燥装置118可以保证通入至燃料电池122的氢气是干燥纯净的氢气，避免水蒸气对燃料电池122的性能造成影响。

需要说明的是，本申请实施例对流量调节阀116和过滤干燥装置118设置的先后顺序不做具体限制。示例的，流量调节阀116可以设置在过滤干燥装置118之前，使的气体流量稳定后再经过过滤干燥装置118后通入燃料电池122。也可以将流量调节阀116设置在过滤干燥装置118之后，使产生的氢气在过滤干燥装置118的过滤干燥作用之后再经过流量调节阀116，最终将趋于稳定的氢气通入至燃料电池122。

燃料电池122包括电解质板，以及分别设置在电解质板两侧的燃料极和空气极，空气极的一侧设置有散热风扇1222。

具体的，电解质板可采用质子交换膜，由于氢是由一个电子和一个质子组成的，当氢进入到燃料电池122的燃料极时，受触媒的催化反应，分离成为质子和电子，电子通过燃料极从电路流过，就会产生电能。质子经过质子交换膜在空气极和氧气反应，成为水蒸气。通过将空气极的一侧设置散热风扇1222，往外抽风散热的同时吸入新鲜空气，满足燃料电池122的氧气需求。

如图1所示，供电组件120还包括电源管理系统130和辅助锂电池140，电源管理系统130分别与燃料电池122和辅助锂电池140连接，电源管理系统130通过电源输出接口124与无线电设备105连接。

具体的，采用上述连接形式，当燃料电池122产生的电压、功率稳定时，由燃料电池122单独为外部负载供电。当燃料电池122产生的电压、功率小于外部负载所需的电压、功率时，采用辅助锂电池140进行电压、功率补偿，此时燃料电池122和辅助锂电池140共同为外部负载供电。当燃料电池122产生的电压、功率大于外部负载所需的电压、功率时，燃料电池122将多余的电量用于为辅助锂电池140充电。此处的负载即为无线电设备105，采用此种方案可以使燃料电池122利用率大大提高，不浪费氢气，有利于提升能源的利用率。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无线电设备用氢能电源，其特征在于，包括产氢组件和供电组件，所述产氢组件包括料仓以及与料仓连接的出氢管路，所述供电组件包括燃料电池以及与所述燃料电池连接的电源输出接口，所述出氢管路与所述燃料电池连接，所述料仓用于放置固体水解制氢材料，所述电源输出接口用于和无线电设备连接。

2.根据权利要求1所述的无线电设备用氢能电源，其特征在于，所述料仓包括多个仓室，每个所述仓室包括料仓盖，所述料仓盖上设置有第一单向阀。

3.根据权利要求2所述的无线电设备用氢能电源，其特征在于，所述出氢管路包括多个出氢支路，以及与所述出氢支路连接的出氢主路，所述出氢支路与所述仓室一一对应，且所述出氢支路的一端伸入至所述仓室内，另一端与所述出氢主路连接，所述出氢主路与所述燃料电池连接。

4.根据权利要求3所述的无线电设备用氢能电源，其特征在于，所述出氢支路上设置有第二单向阀。

5.根据权利要求3所述的无线电设备用氢能电源，其特征在于，所述出氢主路上设置有流量调节阀。

6.根据权利要求3所述的无线电设备用氢能电源，其特征在于，所述出氢主路上还设置有过滤干燥装置。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的无线电设备用氢能电源，其特征在于，所述燃料电池包括电解质板，以及分别设置在所述电解质板两侧的燃料极和空气极，所述空气极的一侧设置有散热风扇。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的无线电设备用氢能电源，其特征在于，所述供电组件还包括电源管理系统和辅助锂电池，所述电源管理系统分别与所述燃料电池和所述辅助锂电池连接，所述电源管理系统通过所述电源输出接口与所述无线电设备连接。

9.根据权利要求2-6任意一项所述的无线电设备用氢能电源，其特征在于，所述第一单向阀为内塞式单向阀。

10.根据权利要求2-6任意一项所述的无线电设备用氢能电源，其特征在于，所述仓室内设置有隔膜，所述隔膜与所述仓室内壁形成有容置空间，所述水解制氢材料位于所述容置空间内。

Images