[实用新型]一种混合燃料电池动力系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及燃料电池，特别涉及一种混合燃料电池动力系统。

背景技术

现在大功率动力系统主要由电动或柴油驱动，大功率电动系统应用在火车上时需要铺设专门的铁路电网，成本高昂，并且在暴雨天，为防止触电可能出现停驶；大功率燃油动力系统现在主要应用于火车、飞机和轮船，虽然其通过内燃机做功和发电，但其能量利用率只有20％～30％，并且排出气体中含有未燃烧充分的小颗粒，硫化物和氮氧化物等，对空气有一定的污染。

而现有的燃料电池或蓄电池的单独供电能力均不能满足上述设备对于大功率动力系统的需求，因此，需要寻求一种能够避免柴油使用及电网铺设，且又具有足够功率的自给供电能力的动力系统，成为燃料电池研发领域需要重点解决的问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种混合燃料电池动力系统，以满足大功率且长时间工作的设备，比如大型轮船、火车、飞机等对发电系统的高效需求。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种混合燃料电池动力系统，包括质子交换膜燃料电池系统、固体氧化物燃料电池系统及蓄电池；

所述蓄电池的电能输出端连通至用电装置及所述质子交换膜燃料电池系统；所述质子交换膜燃料电池系统的电能输出端连通至用电装置及所述固体氧化物燃料电池系统，所述固体氧化物燃料电池系统的电能输出端均连通至用电装置及所述蓄电池，即所述蓄电池供电给用电装置的同时供电给所述质子交换膜燃料电池系统运行，所述质子交换膜燃料电池系统运行并供电给用电装置的同时供电给所述固体氧化物燃料电池系统运行，至所述固体氧化物燃料电池系统运行并供电给用电装置时同时供电给蓄电池蓄电，蓄电池停止供电；

其中，所述质子交换膜燃料电池系统包括质子交换膜燃料电池堆、空气供给系统及氢气供给系统，所述空气供给系统及氢气供给系统均通过管路连通至所述质子交换膜燃料电池堆；

其中，所述固体氧化物燃料电池系统包括固体氧化物燃料电池堆、空气供给系统及燃料气供给系统，所述空气供给系统及燃料气供给系统均通过管路连通至所述固体氧化物燃料电池堆；

所述质子交换膜燃料电池堆及固体氧化物燃料电池堆均设置有尾气排放管道。

其中，所述空气供给系统通过空气纯化系统连通至所述质子交换膜燃料电池堆，所述氢气供给系统通过氢气脱硫系统连通至所述质子交换膜燃料电池堆。

其中，所述空气供给系统通过空气加热系统连通至所述固体氧化物燃料电池堆，所述燃料气供给系统通过燃料气加热系统及燃料气重整系统连通至所述固体氧化物燃料电池堆。

其中，所述空气加热系统、燃料气加热系统及燃料气重整系统的热源通过管路来自于所述固体氧化物燃料电池堆。

其中，所述空气加热系统及燃料气重整系统的热源通过管路来自于所述固体氧化物燃料电池堆，所述燃料气加热系统的热源通过管路来自于所述空气加热系统及燃料气重整系统，通过热能自给以提高混合燃料电池动力系统的整体运行效率。

通过上述技术方案，本实用新型提供的一种混合燃料电池动力系统，其具有如下优点：

①不需铺设专门的铁路电网，只需在停靠站点加氢气和天然气，极大地降低了成本。并且雨天也没有漏电的风险；

②能量利用效率可达40％以上，可以极大地提高能源利用率，并且排出气体只含二氧化碳和水蒸气，对环境几乎没有污染；

③该动力系统通过电化学反应的方式将化学能转化为电能，不经过机械传动作用，不产生大量噪声。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型实施例所公开的一种混合燃料电池动力系统的结构示意图。

具体实施方式

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。

参考图1，本实用新型提供的混合燃料电池动力系统，包括质子交换膜燃料电池(以下简称PEMFC)系统、固体氧化物燃料电池(以下简称SOFC)系统及蓄电池；

蓄电池的电能输出端连通至用电装置及PEMFC系统；PEMFC系统的电能输出端连通至用电装置及SOFC系统，SOFC系统的电能输出端均连通至用电装置及蓄电池，即蓄电池供电给用电装置的同时供电给PEMFC系统运行，PEMFC系统运行并供电给用电装置的同时供电给SOFC系统运行，至SOFC系统运行并供电给用电装置时同时供电给蓄电池蓄电，蓄电池停止供电；