[发明专利]一种PEM电池堆系统

说明书

本发明公开了一种PEM电池堆系统，属于直接转变化学能为电能技术领域，包括：PEM电解槽、PEM电池堆、水箱、第一分离器、第二分离器、电源、处理模块、开关模块、储能模块、升压模块、旁路开关和负载。PEM电池堆系统具有低压模式和高压模式，在PEM电池堆系统处于高压模式时，处理模块的输出电压大于PEM电池堆系统的额定电压，通过开关模块导通储能模块，利用储能模块对超过额定电压的部分电压进行储能，以便在气温低于10℃的环境下启动PEM电池堆系统，通过旁路开关断开升压模块；通过旁路开关导通升压模块，利用升压模块将输出电压调整至额定电压。

技术领域

本发明属于直接转变化学能为电能技术领域，具体涉及一种PEM电池堆系统。

背景技术

PEM（ProtonExchange Membrane，质子交换膜）电池作为新一代绿色能源动力系统，有助于解决能源危机和环境污染等问题。PEM电池能够将氢气和氧气直接转化为电能，对于PEM电池所需的氢气和氢气，可以通过PEM电解槽进行电解水的方式获得。

现有技术中，现有技术中存在在PEM电池堆系统中集成PEM电解槽，以为PEM电池堆提供氢气和氧气，但是为了实现环保节能，往往采用太阳能等清洁能源作为PEM电池堆系统中PEM电解槽进行电解水的电源，太阳能等清洁能源易受外部环境的影响，从而导致电源电压波动，难以保证PEM电池堆系统的稳定性。同时，当前PEM电池堆系统气温低于10℃的启动也是限制PEM电池技术发展的一个重大瓶颈，也是其商业化进程中必须克服的一个障碍。

发明内容

为了解决现有技术存在的清洁能源作为PEM电池堆系统的电源时易受外部环境的影响，从而导致电源电压波动，难以保证PEM电池堆系统的稳定性，并且，当前PEM电池堆系统气温低于10℃的启动时存在严重困难的技术问题，本发明提供一种PEM电池堆系统。

本发明提供一种PEM电池堆系统，包括：

PEM电解槽、PEM电池堆、水箱、换热器、去离子器、循环泵、第一分离器、第二分离器、纯化器、电源、电压计、处理模块、开关模块、储能模块、升压模块、旁路开关和负载；

水箱包括出水口和入水口；

PEM电解槽包括去离子水入口、第一氧气出口和第一氢气出口；

PEM电池堆包括氧气入口、氢气入口、第二氢气出口和第二氧气出口；

水箱的出水口连接换热器的第一输入端；

换热器的输出端连接去离子器的输入端，去离子器用于将水处理为去离子水，去离子器的输出端连接循环泵的输入端；

循环泵的输出端连接PEM电解槽的去离子水入口，PEM电解槽用于将去离子水分解为氧气和氢气；

PEM电解槽的第一氧气出口连接第一分离器的输入端，第一分离器的第一输出端连接PEM电池堆的氧气入口，第一分离器的第二输出端连接水箱的入水口；

PEM电解槽的第一氢气出口连接第二分离器的输入端，第二分离器的第一输出端通过纯化器连接PEM电池堆的氢气入口，第二分离器的第二输出端连接水箱的入水口；

PEM电池堆与负载电性连接，PEM电池堆为负载供电；

电源的输出端连接处理模块，处理模块用于对电源的输出电压进行调整，以减小其波动性；

处理模块连接开关模块的固定端，开关模块的第一输出端连接储能模块的输入端，开关模块的第二输出端连接升压模块的输入端；

电压计设置于处理模块与开关模块之间，用于监测处理模块的输出电压；

储能模块的输出端连接换热器的第二输入端；

升压模块的输出端连接PEM电解槽；