CN212676318U - 一种甲醇水重整氢燃料电池发电机电路板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种甲醇水重整氢燃料电池发电机电路板，包括：电路板本体及设置在所述主控电路板本体上的管理电路、输入接口、输出接口、检测模块、通信模块、CPU、散热风扇接口、串口屏接口、直流接触器、转换模块，所述管理电路与所述输入接口、输出接口、检测模块、通信模块、CPU、散热风扇接口、串口屏接口、直流接触器、转换模块电性连接，所述主控电路板与制氢系统电性连接。本实用新型集成度高，占用空间小，生产流程简洁，安装和维修方便，减轻了工人的劳动强度，方便运输和存储更，且方便检测，极大降低了生产成本。

Description

一种甲醇水重整氢燃料电池发电机电路板

技术领域

本实用新型涉及制氢技术领域，特别涉及一种甲醇水重整氢燃料电池发电机电路板。

背景技术

氢能是一种二次能源，在人类生存的地球上，虽然氢是最丰富的元素，但自然氢的存在极少。因此必需将含氢物质力UI后方能得到氢气。最丰富的含氢物质是水(HO)，其次就是各种矿物燃料(煤、石油、天然气)及各种生物质等。因此要开发利用这种理想的清洁能源，必需首先开发氢源，即研究开发各种制氢的方法。从长远看以水为原料制取氢气是最有前途的方法，原料取之不尽，而且氢燃烧放出能量后又生成产物水，不造成环境污染。各种矿物燃料制氢是目前制氢的最主要方法，但其储量有限，且制氢过程会对环境造成污染。其它各类含氢物质转化制氢的方法目前尚处次要地位，有的正在研究开发，但随着氢能应用范围的扩大，对氢源要求不断增加，也不失为一种提供氢源的方法水电解制氢技术的工业化应用可追溯20世纪20年代，当时碱性液体电解槽水电解技术已经实现工业规模的产氢，应用于氨生产和石油精炼等工业领域。20世纪70年代之后，能源短缺、环境污染以及太空探索方面的需求带动了质子交换膜水电解技术的发展。同时特殊领域发展所需的高压紧凑型碱性水电解技术也得到了相应的发展，

实现车载制氢是中小型移动质子交换膜燃料电池电源系统商业化的关键。甲醇-水蒸汽重整(MSR)制氢因反应温度低(<250℃)，与质子交换膜燃料电池的运行温度最匹配、出口H含量高，CO含量低(<1％)，可省去后续处理中水汽置换(WGS)过程以及可利用燃料电池阳极尾气催化燃烧供热来提高效率等优势而受到人们更多的关注。但MSR是强吸热过程，常规固定床反应器采用颗粒催化剂受热质传输的限制而表现为慢反应，且动态响应慢，催化剂床层存在“冷点”问题难以实现等温操作。目前解决上述问题的方法是采用微反应器技术强化传热传质。工业上利用甲醇制氢有二种途径：甲醇分解、甲醇部分氧化和甲醇蒸汽重整。甲醇蒸汽重整制氢由于氢收率高，能量利用合理，过程控制简单，便于工业操作而更多地被采用。甲醇蒸汽重整是吸热反应，可以认为是甲醇分解和一氧化碳变换反应的综合结果。甲醇蒸汽重整制氢工艺工业化多年，经历了多次技术改进，已相当成熟。甲醇蒸汽重整反应通常在250-300℃， 1.5MPa，H0与CH0H摩尔比为1.0-5.0的条件下进行，重整产物气经过变压吸附等净化过程，可得不同规格的氢气产品，氢气纯度最高可以达到99.999％以上，

甲醇蒸汽重整过程既可以使用等温反应系统，也可以使用绝热反应系统。等温反应系统采用管式反应器，管壳中充满热载体进行换热，保持恒温反应。在绝热反应系统中，蒸汽与甲醇混合物经过一系列绝热催化剂床层，床层之间配备换热器。氢能是最理想的洁净能源之一。然而，氢气的储存和运输不仅费用昂贵，技术上也相当麻烦。甲醇因其能量密度高、易于储运处理、运价低廉而被认为是一种氢的最佳载体。甲醇催化分解制氢是甲醇制氢的三种途径之一。甲醇直接分解成氢气和一氧化碳是比未分解的甲醇和汽油更洁净有效的燃料，可以用作汽车和气体涡轮机的动力燃料，同时也可为化工厂、制药厂、材料加工厂等提供了一个简便而经济的一氧化碳及氢气来源。以甲醇分解气作为燃料的内燃机可以在空气过量的情况下工作(即贫油燃烧),从而使燃烧效率进一步提高；事实证明甲醇分解气的效率比未分解的甲醇高34％，而且贫油燃烧时燃烧更充分，可以降低一氧化碳和烃类的排放。除此之外，甲醇分解气燃烧温度较低，因而燃烧尾气中NOX含量较低，经验证明NOX的排放量可降低一个数量级。反应产物净化系统可根据产品质量等级要求选择，变压吸附及膜分离技术是非常实用的气体净化技术。变压吸附净化可获得纯度高于99.99％的氢气产品，依据所使用的不同吸附剂及工艺条件，氢回收率在70％-87％之间变化。溶剂洗涤、CO催化转化、甲烷化等过程均可用于净化氢气。甲醇制氢：是适用于中小型用氢规模的制氢装置技术，该技术主要是以甲醇、水为原料，经催化转化，变压吸附分离技术得到氢气。该技术流程简洁、占地小，投资省、产品成本低。其技术特点为：生产技术成熟、运行安全可靠，原料来源容易、运输贮存方便、价格稳定，流程简洁，装置自动化程度高、操作简单、容易，占地小、投资省、回收期短，能耗低、产品成本低，无环境污染。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种集成度高，占用空间小，安装方便，成本低的甲醇水重整氢燃料电池发电机电路板。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

一种甲醇水重整氢燃料电池发电机电路板，包括：主控电路板及设置在所述主控电路板的管理电路、输入接口、输出接口、检测模块、通信模块、CPU、散热风扇接口、串口屏接口、直流接触器、转换模块，所述管理电路与所述输入接口、输出接口、检测模块、通信模块、CPU、散热风扇接口、串口屏接口、直流接触器、转换模块电性连接，所述主控电路板与制氢系统电性连接，所述串口屏接口与设置的串口屏电性连接和/或通信连接。

优选地，所述输入接口、输出接口包括48V电源输入接口、48V电源输出接口、24V电源输入接口，所述48V电源输入接口与外DC48V电源电性连接，所述48V电源输出接口与外部设置的给膜加热器电性连接，所述24V电源输入接口与所述管理电路电性连接，所述24V 电源输入接口用于给所述电路板本体供电。

优选地，所述通信模块包括485通信模块、CAN通信模块、4G模块，所述CAN通信模块为WIFI模块通信接口、下载调试接口、电路板和电池的通信接口。

优选地，所述检测模块包括市电检测模块、电堆电压检测模块、液位传感器、气压传感器模块、氢气检测模块、电流传感器、温度传感器模，所述检测模块与所述CPU电性连接。

优选地，所述转换模块包括24V转12V电源模块，所述转换模块与所述检测模块电性连接。

优选地，还包括电磁阀接口，所述电磁阀接口与设置的电堆进气电磁阀电性连接。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型集成度高，占用空间小，生产流程简洁，安装和维修方便，减轻了工人的劳动强度，且方便运输和存储更，且方便检测，极大降低了生产成本。

附图说明

图1为本实用新型一种甲醇水重整氢燃料电池发电机电路板实施例的结构示意图。

图中，11-48V电源输入接口，12-48V电源输入接口，13-24V电源输入接口，14-电堆电压检测模块，15-直流接触器，16-电磁阀接口，17-散热风扇接口，18-串口屏接口，19-485通信模块，20-CAN通信模块，21-市电检测模块，22-电池电压检测，23-液位传感器，24- 气压传感器模块，25-氢气检测模块，110--24V转12V电源模块，111-CPU，112-电流传感器，113-温度传感器模，114-4G模块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，一种甲醇水重整氢燃料电池发电机电路板，包括：主控电路板及设置在主控电路板上的管理电路、输入接口、输出接口、检测模块、通信模块、CPU 111、散热风扇接口17、串口屏接口18、直流接触器15、转换模块，管理电路与输入接口、输出接口、检测模块、通信模块、CPU 111、散热风扇接口17、串口屏接口18、直流接触器15、转换模块电性连接，主控电路板与制氢系统电性连接，串口屏接口与设置的串口屏电性连接和/或通信连接。

具体的，本实施例中，直流接触器15主要是燃料电池发电后给稳压电源输入的开关，串口屏接口18为串口屏提供电源和电路板通信。

本实用新型较佳的实施例中，输入接口、输出接口包括48V电源输入接口11、48V电源输出接口12、24V电源输入接口13，48V电源输入接口11与外DC48V电源电性连接，48V 电源输出接口12与外部设置的给膜加热器电性连接，24V电源输入接口13与管理电路电性连接，24V电源输入接口13用于给电路板本体供电。

本实用新型较佳的实施例中，通信模块包括485通信模块19、CAN通信模块20、4G模块114，CAN通信模块20为WIFI模块通信接口、下载调试接口、电路板和电池的通信接口。

具体的，本实施例中，4G模块114主要是提供远程监控，在家也可看到设备实时发电的一个状态，485通信模块19主要把电路板的各种信息传输到电脑端查看各种实时数据。

本实用新型较佳的实施例中，检测模块包括市电检测模块21、电堆电压检测模块14、液位传感器模块23、气压传感器模块24、氢气检测模块25、电池电压检测模块22，电流传感器112、温度传感器模113，检测模块与CPU 111电性连接。

具体的，本实施例中，市电检测模块21检测当没有市电的情况下电源自动切换为甲醇水重整氢燃料电池发电，电池电压检测模块22监测燃料电池外接其他电源的状况，液位传感器 23用于检测甲醇水箱液体是否达到低液位警戒线，气压传感器模块24用于检测甲醇水制氢管路气体压力情况，当压力过大，超过正常范围就把多余的气体排放，氢气检测模块25主要检测用于制氢系统中设置的机柜内的甲醇水重整制氢连接管道有无氢气泄漏，氢气检测模块25与制氢系统中设置的报警模块电性连接，氢气检测模块25主要检测机柜内的甲醇水重整制氢连接管道有无氢气泄漏，如有，报警提示。

具体的，本实施例中，温度传感器模块113主要是检测电堆温度、重整器温度、反应器温度、提纯器温度、火焰燃烧温度。

具体的，本实施例中，电堆电压检测14主要是检测燃料电池的发电电压。

本实用新型较佳的实施例中，转换模块包括24V转12V电源模块110，转换模块与检测模块电性连接。

本实用新型较佳的实施例中，还包括电磁阀接口16，电磁阀接口16与设置的电堆进气电磁阀电性连接，电磁阀接口16控制电堆进气电磁阀的氢气进入电堆和电堆发电产生的水等杂质通过排气电磁阀排出。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种甲醇水重整氢燃料电池发电机电路板，其特征在于，包括：主控电路板及设置在所述主控电路板上的管理电路、输入接口、输出接口、检测模块、通信模块、CPU、散热风扇接口、串口屏接口、直流接触器、转换模块，所述管理电路与所述输入接口、输出接口、检测模块、通信模块、CPU、散热风扇接口、串口屏接口、直流接触器、转换模块电性连接，所述主控电路板与制氢系统电性连接，所述串口屏接口与设置的串口屏电性连接和/或通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种甲醇水重整氢燃料电池发电机电路板，其特征在于，所述输入接口、输出接口包括48V电源输入接口、48V电源输出接口、24V电源输入接口，所述48V电源输入接口与外DC48V电源电性连接，所述48V电源输出接口与外部设置的给膜加热器电性连接，所述24V电源输入接口与所述管理电路电性连接，所述24V电源输入接口用于给所述电路板本体供电。

3.根据权利要求1所述的一种甲醇水重整氢燃料电池发电机电路板，其特征在于，所述通信模块包括485通信模块、CAN通信模块、4G模块，所述CAN通信模块为WIFI模块通信接口、下载调试接口、电路板和电池的通信接口。

4.根据权利要求1所述的一种甲醇水重整氢燃料电池发电机电路板，其特征在于，所述检测模块包括市电检测模块、电堆电压检测模块、液位传感器、气压传感器模块、氢气检测模块、电流传感器、温度传感器模，所述检测模块与所述CPU电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种甲醇水重整氢燃料电池发电机电路板，其特征在于，所述转换模块包括24V转12V电源模块，所述转换模块与所述检测模块电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种甲醇水重整氢燃料电池发电机电路板，其特征在于，还包括电磁阀接口，所述电磁阀接口与设置的电堆进气电磁阀电性连接。

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