CN212648293U - 一种直接甲醇燃料电池低温贮存系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直接甲醇燃料电池低温贮存系统，包括保温箱、设在保温箱内的直接甲醇燃料电池、设在保温箱内的通讯监测装置，保温箱包括箱体、分布于箱体内的保温材料，箱体上设有与直接甲醇燃料电池连接的传输接口。当系统温度过低时，以直接甲醇燃料电池运行时产生的热量为热源，当系统温度过高时，通过通风风扇进行箱内散热，从而使得整个贮存系统温度稳定在适宜范围内；且利用直接甲醇燃料电池自身产生热量进行供热，大大减少了热量的浪费损失。本实用新型的直接甲醇燃料电池低温贮存系统还通过无线通讯模块将监测到的系统参数传送至远程端设备，方便了工作人员的远程监控。

Description

一种直接甲醇燃料电池低温贮存系统

技术领域

本实用新型涉及低温贮存供电技术领域，特别涉及一种直接甲醇燃料电池低温贮存系统。

背景技术

直接甲醇燃料电池系统是将甲醇燃料的化学能直接转变为电能的一种电化学反应装置。目前直接甲醇燃料电池系统在使用时，虽然使用高浓度甲醇作为燃料，但在电堆中直接参与反应的却是稀释后的甲醇溶液，并缓存在系统内部，因此系统内，包括电堆中，含有较多水分，水在低温环境中的凝固会导致系统失效或电堆损坏，所以直接甲醇燃料电池系统不能直接放置于低温(零下)环境中进行贮存。

为保证直接甲醇燃料电池系统在低温环境下不被冻结，目前的技术状态主要分为两个方面：

(1)在直接甲醇燃料电池系统外部安装保温装置或蓄热装置，如使用冬季背包，内装保温棉和蓄热材料，用以减少系统运行时热量的损失，从而避免溶液被冻结。该技术方案的缺点是，只能保证产品在低温环境中运行，不能保证产品在低温环境中待机贮存。因为当产品在低温环境中贮存或待机时，热量来源被切断，而背包的热量持续散失，最终仍会导致产品无法启动。

(2)在直接甲醇燃料电池系统外部安装电加热装置并监测系统温度，当系统温度过低时，启动电加热进行升温，从而避免溶液被冻结。该方案的缺点是，加热装置需消耗一定电能，从而增加了产品自身消耗，减少了可输出的电力能量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术的不足，提供一种直接甲醇燃料电池低温贮存系统。

本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案是：

一种直接甲醇燃料电池低温贮存系统，包括保温箱、设在保温箱内的直接甲醇燃料电池、设在保温箱内的通讯监测装置，保温箱包括箱体、分布于箱体内的保温材料，箱体上设有与直接甲醇燃料电池连接的传输接口，箱体上还设有通风风扇和排气口，排气口与电池主机连接。以上技术方案中，直接甲醇燃料电池安装在箱体内，通过通讯监测装置监测箱内相关温度参数的方式，控制直接甲醇燃料电池的启动，并利用直接甲醇燃料电池运行时产生的热量维持箱内温度，从而使直接甲醇燃料电池系统可以始终处于较适宜的环境温度中，实现其低温贮存用途。使用保温箱的方式进行低温贮存，并对直接甲醇燃料电池自身产生的热量进行了重复利用，大大减少了热量的浪费损失，并有助于节约燃料；将直接甲醇燃料电池集成在保温箱内供电，还扩大了供电系统的使用温度范围，适用于室外无人值守用电设备。输出接口可外接用电设备和光伏输入设备，实现光伏和燃料电池对蓄电池组互补充电的功能。

作为优选，直接甲醇燃料电池包括设在箱体内并由保温材料包裹的电池主机、设在箱体内并与电池主机连接的燃料桶，传输接口通过传输线与电池主机连接。以上技术方案中，电池主机产生电能并通过传输线对外部用电设备供电。保温材料将电池主机与其外的环境相隔离，使得电池主机能够处于较适宜的温度环境中。燃料桶用于添加燃料并输送至电池主机进行反应并产生电能。

作为优选，箱体内设有蓄电池组，蓄电池组与电池主机连接。以上技术方案中，电池主机产生的电能还可以存储在蓄电池组中。

作为优选，箱体上还设有通风风扇和排气口，排气口与电池主机连接。以上技术方案中，电池主机产生的废气通过排气口排出；通过通风风扇使得箱体内空气对外流通，增加了箱体散热功能，使得箱体内温度不会过高。

作为优选，燃料桶安装在箱体外侧并与电池主机连接。以上技术方案中，燃料桶安装在箱体外侧便于对直接甲醇燃料电池添加燃料。

作为优选，通讯监测装置包括设在箱体内的处理器、与处理器连接并与监测箱体内温度的温度监测模块、与处理器连接的电池监测模块、与处理器连接的无线通讯模块。以上技术方案中，温度监测模块采集到箱体温度监测信号并将箱体温度监测信号传送至处理器，处理器将箱体温度监测大小与箱体温度预设值比较，若箱体温度监测值大于箱体温度预设值，则处理器控制开启风扇，风扇对箱体进行散热，若箱体温度监测值不大于箱体温度预设值，则处理器控制关闭风扇。电池监测模块监测电池主机的温度参数，当电池监测模块监测到电池主机温度信号并将电池主机温度信号传送至处理器，处理器将电池主机温度监测信号与电池主机温度预设值比较，若电池主机温度监测值小于电池主机温度预设值，则处理器控制直接甲醇燃料电池工作，利用直接甲醇燃料电池运行时产生的热量维持箱内温度，从而实现直接甲醇燃料电池在适宜的温度内贮存；若电池主机温度监测值不小于电池主机温度预设值，则处理器控制关闭直接甲醇燃料电池，从而电池主机不会产生热量，使得直接甲醇燃料电池在适宜的温度内贮存。温度控制及检测模块、电池检测模块采集到的参数传送至处理器并通过无线通讯模块传送至远程端设备，从而远程工作人员可以远程监控本实用新型的一种直接甲醇燃料电池低温贮存系统的参数。处理器包括单片机处理器，无线通讯模块包括4G或蓝牙模块，温度监测模块包括温度计，电池监测模块包括温度计。

作为优选，保温材料的保温系数为0.04W·m^-1·K^-1—0.045W·m^-1·K^-1，保温材料的安装厚度50mm—100mm。

作为优选，保温材料保温材料为相变储热材料，相变储热材料的相变温度为5-10℃，相变热能为200-300kJ/kg。

作为优选，保温箱体材料为金属或塑料，保温箱体表面涂有隔热涂层。

作为优选，直接甲醇燃料电池、蓄电池组和通讯监测装置用钣金件固定于箱体内。

作为优选，蓄电池组包括但不限于铅酸蓄电池或锂离子电池。

本实用新型具有的有益效果是：

本实用新型的直接甲醇燃料电池低温贮存系统，一方面当系统温度过低时，以直接甲醇燃料电池运行时产生的热量为热源，另一方面当系统温度过高时，通过通风风扇进行箱内散热，从而使得整个贮存系统温度稳定在适宜范围内；且利用直接甲醇燃料电池自身产生热量进行供热，大大减少了热量的浪费损失。本实用新型的直接甲醇燃料电池低温贮存系统还通过无线通讯模块将监测到的系统参数传送至远程端设备，方便了工作人员的远程监控。

附图说明

图1是本实用新型一种直接甲醇燃料电池低温贮存系统的结构示意图；

图2是本实用新型一种直接甲醇燃料电池低温贮存系统的通讯监测装置的模块连接示意图。

图中：1、通讯监测装置，11、处理器，12、温度监测模块，13、电池监测模块，14、无线通讯模块，2、箱体，3、保温材料，4、传输接口，5、电池主机，6、燃料桶，7、蓄电池组，8、通风风扇，9、排气口。

具体实施方式

以下结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的说明。

如图1-2所示，本实施例的一种直接甲醇燃料电池低温贮存系统，包括保温箱、设在保温箱内的直接甲醇燃料电池、设在保温箱内的通讯监测装置1，保温箱包括箱体2、分布于箱体2内的保温材料3，箱体2上设有与直接甲醇燃料电池连接的传输接口4，箱体2上还设有通风风扇8和排气口9，排气口9与电池主机5连接。

本实施例中，直接甲醇燃料电池包括设在箱体2内并由保温材料3包裹的电池主机5、设在箱体2内并与电池主机5连接的燃料桶6，传输接口4通过传输线与电池主机5连接。

本实施例中，箱体2内设有蓄电池组7，蓄电池组7与电池主机5连接。

本实施例中，燃料桶6安装在箱体2外侧并与电池主机5连接。

本实施例中，通讯监测装置1包括设在箱体2内的处理器11、与处理器11连接并与监测箱体2内温度的温度监测模块12、与处理器11连接的电池监测模块13、与处理器11连接的无线通讯模块14。

本实施例中，保温材料3的保温系数为0.04W·m^-1·K^-1—0.045W·m^-1·K^-1，保温材料3的安装厚度50mm—100mm。

本实施例中，保温材料3为相变储热材料，相变储热材料的相变温度为5-10℃，相变热能为200-300kJ/kg。

本实施例中，保温箱体2材料为金属或塑料，保温箱体2表面涂有隔热涂层。

本实施例中，直接甲醇燃料电池、蓄电池组7和通讯监测装置1用钣金件固定于箱体内。

本实施例中，蓄电池组7包括但不限于铅酸蓄电池或锂离子电池。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，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，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“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。

在不改变本实用新型的创造内容下进行简单的置换均视为相同的创造。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种直接甲醇燃料电池低温贮存系统，其特征在于：包括保温箱、设在保温箱内的直接甲醇燃料电池、设在保温箱内的通讯监测装置(1)，保温箱包括箱体(2)、分布于箱体(2)内的保温材料(3)，箱体(2)上设有与直接甲醇燃料电池连接的传输接口(4)，箱体(2)上还设有通风风扇(8)和排气口(9)，排气口(9)与电池主机(5)连接。

2.根据权利要求1所述的一种直接甲醇燃料电池低温贮存系统，其特征在于：直接甲醇燃料电池包括设在箱体(2)内并由保温材料(3)包裹的电池主机(5)、设在箱体(2)内并与电池主机(5)连接的燃料桶(6)，传输接口(4)通过传输线与电池主机(5)连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种直接甲醇燃料电池低温贮存系统，其特征在于：箱体(2)内设有蓄电池组(7)，蓄电池组(7)与电池主机(5)连接。

4.根据权利要求3所述的一种直接甲醇燃料电池低温贮存系统，其特征在于：燃料桶(6)安装在箱体(2)外侧并与电池主机(5)连接。

5.根据权利要求1或2或4所述的一种直接甲醇燃料电池低温贮存系统，其特征在于：通讯监测装置(1)包括设在箱体(2)内的处理器(11)、与处理器(11)连接并与监测箱体(2)内温度的温度监测模块(12)、与处理器(11)连接的电池监测模块(13)、与处理器(11)连接的无线通讯模块(14)。

6.根据权利要求5所述的一种直接甲醇燃料电池低温贮存系统，其特征在于：保温材料(3)的保温系数为0.04W·m^-1·K^-1—0.045W·m^-1·K^-1，保温材料(3)的安装厚度50mm—100mm。

7.根据权利要求1或2或4或6所述的一种直接甲醇燃料电池低温贮存系统，其特征在于：保温材料(3)为相变储热材料，相变储热材料的相变温度为5-10℃，相变热能为200-300kJ/kg。

8.根据权利要求7所述的一种直接甲醇燃料电池低温贮存系统，其特征在于：保温箱体(2)材料为金属或塑料，保温箱体(2)表面涂有隔热涂层。

9.根据权利要求4或6或8所述的一种直接甲醇燃料电池低温贮存系统，其特征在于：直接甲醇燃料电池、蓄电池组(7)和通讯监测装置(1)用钣金件固定于箱体内。

10.根据权利要求9所述的一种直接甲醇燃料电池低温贮存系统，其特征在于：蓄电池组(7)包括铅酸蓄电池或锂离子电池。

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