CN2843917Y - 电动自行车燃料电池电源系统 - Google Patents
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Abstract
一种电动自行车燃料电池电源系统，包括直接甲醇燃料电池电堆、微型风机、甲醇燃料罐、燃料供给泵，改进之处是所述燃料供给泵是位于甲醇燃料罐内液面之下的微型潜水泵，燃料罐与所述燃料电池电堆之间的管道中设预热器，燃料电池电堆的另一侧设散热器，该电源系统还包括启动电源、电控模块，上述各部件设置在外壳内。本实用新型以甲醇为燃料，来源丰富，成本低，利于环保；用作电动自行车的动力源，结构紧凑、体积小，启动时间短，高温下照常工作，性能可靠，使用维护方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电动自行车用电源系统，特别是使用直接甲醇燃料电池的电源系统。
背景技术
近年来电动自行车行业飞速发展，电动自行车方便、快捷的优点使其成为人们日常生活中理想的交通工具。电池是电动自行车的关键部件，是电动自行车动力来源。目前市场上的电动自行车电池主要是铅酸电池，其主体材料为金属铅和硫酸，属于二次电池；铅酸电池的价格较低，但它存在着电池容量低，充电时间长，易造成环境污染等诸多缺点。替代铅酸电池的电动自行车新型电源的研究正在如火如荼的进行中，燃料电池作为一种高效、绿色、环保的发电技术，符合未来绿色能源的发展方向，将这一技术应用到电动自行车日益受到人们的重视。
国内外已有不少公司研制成功了以氢气为燃料的质子交换膜燃料电池电动自行车，国内也有上海神力、大连新源动力等多家单位研制成功氢-空气型燃料电池电动自行车。专利号：982120907公布了一种燃料电池供电的电动自行车，它以氢气为燃料供电时只生成水，无污染，有利于环保。上海博信电池有限公司的锌-空气燃料电池电动自行车已经销售并上路。然而上述电动自行车所用的燃料电池在实际应用上还存在很多问题，如氢气在常温下为无色无味的气体，难以液化，储存和运输都较困难，加氢站的要求高、投资大；金属锌的冶炼及回收都需要消耗大量的电能，燃料的成本高，这些都制约了燃料电池在电动自行车上的应用。
直接甲醇燃料电池以甲醇代替了其它类型燃料电池使用的氢气、锌等燃料，具有自己明显的优势。专利公开号CN1489233A(申请号：031561292)介绍了一种以甲醇为燃料的直接改性型燃料电池系统，提供了一种甲醇传感器，该专利申请旨在解决甲醇浓度测量时的技术问题，以良好的精度测量甲醇浓度。但该电池系统未在其结构上提出实质性的技术方案，难以保证其使用方便，性能可靠的要求。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种以甲醇为燃料的电动自行车燃料电池电源系统，该电源系统不仅燃料来源丰富，成本低，有利于环保，而且体积小，性能可靠，使用方便。
本实用新型的技术方案是：电动自行车燃料电池电源系统，包括直接甲醇燃料电池电堆、微型风机、甲醇燃料罐、燃料供给泵，改进之处是所述燃料供给泵是位于甲醇燃料罐内液面之下的微型潜水泵，燃料罐与所述燃料电池电堆之间的管道中设预热器，燃料电池电堆的另一侧设散热器，该电源系统还包括启动电源、电控模块，上述各部件设置在外壳内。
进一步的方案是：所述预热器是外设电热丝的管道加热器；所述散热器是微型直流风扇；所述启动电源是镍氢电池或锂电池；所述电控模块包括调压稳压电路，温度控制电路，电源切换控制电路；所述外壳上有通风窗、电源接线端口和安装板/孔。
甲醇是一种重要的基础化工原料及化学燃料，来源于煤、天然气、焦炉气、煤层气以及氮化工企业，与其它燃料相比甲醇燃料来源丰富、价格低廉。甲醇常温下为液态，携带和储存都很方便，更换或添加燃料的操作可在几分钟内完成，同时也可以采用车载备用燃料盒的方法实现电动自行车的连续行驶。本实用新型中的直接甲醇燃料电池与现有电动自行车用铅酸电池和氢气、锌等燃料电池相比，具有成本低，有利于环保，使用方便的突出优点。
同时，该电源系统中包含一个微型潜水泵，微型潜水泵的功率在0.5～5W，该泵起到输送甲醇燃料的作用，并直接置于甲醇燃料罐底部，液面以下，使系统结构紧凑，体积缩小。
直接甲醇燃料电池在常温下输出功率较低，该电源系统中包含一个预热器，该预热器采用管道加热的方法对进入电堆的甲醇燃料预热，可快速提高电堆的工作温度，缩短电动自行车启动时间。电堆工作一段时间后，其自身会产生部分热量维持工作温度，这时加热器即可停止工作。
在夏天以及电动自行车长期行驶的情况下，电堆散发热量较多，电源系统壳内的温度会较高，该电源系统中还包含一个散热器，该散热器为一小型直流风扇，当壳内温度较高时直流风扇自动打开将壳内温度较高的气体排出。
该电源系统中还包含一个启动电源，启动电源为一组镍氢电池或锂电池，在电动自行车启动时，系统的微型潜水泵、微型风机、预热器等部件需要供电，这部分电力由启动电源来供给。燃料电池电堆发电后启动电源自动切断并切换到电堆供电。这些切换与控制功能都由电控模块来完成，电控模块同时将燃料电池电堆的输出电压转换成稳定的电动自行车所需要的24V或36V工作电压。
该电源系统的各部件设置在外壳内，外壳为ABS或不锈钢板材，安装于电动自行车的重心位置或后座位置上。整个电源系统性能可靠，使用、维护方便。
附图说明
附图为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
参见附图，微型潜水泵2置于甲醇燃料罐1的内部液面之下，其输出口与直接甲醇燃料电池电堆4相连的管路中有外设电热丝的管道加热器3，电堆的另一侧设有微型直流风扇6。微型风机9将空气送入电堆4中，空气与甲醇燃料在电堆中发生电化学反应产生电能送入电控模块8，经模块中的调压稳压电路转换成稳定的24V(或36V)电压输入电动自行车电机。启动电源镍氢电池10在自行车启动时为潜水泵、微型风机和预热器供电，当电堆发电后启动电源自动切断并切换到电堆供电。以上部件均设置在由ABS塑料制成的外壳5内，外壳上有电源接线端口7和通风窗、安装孔。运行一段时间后，电堆温度达70℃时，预热器自动停止加热，当电源系统外壳内温度达85℃时，直流风扇开始为系统降温。
Claims (6)
1、一种电动自行车燃料电池电源系统，包括直接甲醇燃料电池电堆、微型风机、甲醇燃料罐、燃料供给泵，其特征是所述燃料供给泵是位于甲醇燃料罐内液面之下的微型潜水泵，燃料罐与所述燃料电池电堆之间的管道中设预热器，燃料电池电堆的另一侧设散热器，该电源系统还包括启动电源、电控模块，上述各部件设置在外壳内。
2、按权利要求1所述的电动自行车燃料电池电源系统，其特征是所述预热器是外设电热丝的管道加热器。
3、按权利要求1所述的电动自行车燃料电池电源系统，其特征是所述散热器是微型直流风扇。
4、按权利要求1所述的电动自行车燃料电池电源系统，其特征是所述启动电源是镍氢电池或锂电池。
5、按权利要求1所述的电动自行车燃料电池电源系统，其特征是所述电控模块包括调压稳压电路，温度控制电路，电源切换控制电路。
6、按权利要求1所述的电动自行车燃料电池电源系统，其特征是所述外壳上有通风窗、电源接线端口和安装板/孔。
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