[发明专利]一种供给燃料电池模组的充氢设备及其智能充氢控制方法

说明书

本发明涉及一种供给燃料电池模组的充氢设备及其智能充氢控制方法，充氢设备包括储氢装置和充氢装置，所述储气装置包括氢气出口、高压储氢气罐和氢气入口，所述氢气出口和氢气入口均设置在所述高压储氢气罐上，所述氢气出口上设有第一电磁阀，所述氢气入口上设有第二电磁阀，所述充气装置包括氢燃料补给站、管道A、管道B和缓冲罐，所述氢燃料补给站通过管道A连接缓冲灌，所述缓冲罐通过管道B连接氢气入口。本发明的供给燃料电池模组的充氢设备，便于调节氢气输出量，高压储氢气罐与氢燃料补给站设有缓冲罐，对高压储氢气罐起到有效的保护作用，本发明的智能充氢控制方法，保障了操作人员的安全和充氢的精密度。

技术领域

本发明属于氢气燃料技术领域，具体涉及一种供给燃料电池模组的充氢设备及其智能充氢控制方法。

背景技术

氢燃料电池是使用氢这种化学元素，制造成储存能量的电池。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。燃料电池对环境无污染。它是通过电化学反应，而不是采用燃烧(汽、柴油)或储能(蓄电池)方式－－最典型的传统后备电源方案。燃烧会释放象COx、NOx、SOx气体和粉尘等污染物。如上所述，燃料电池只会产生水和热。如果氢是通过可再生能源产生的(光伏电池板、风能发电等)，整个循环就是彻底的不产生有害物质排放的过程。燃料电池运行安静，噪声大约只有55dB，相当于人们正常交谈的水平。这使得燃料电池适合于室内安装，或是在室外对噪声有限制的地方。燃料电池的发电效率可以达到50％以上，这是由燃料电池的转换性质决定的，直接将化学能转换为电能，不需要经过热能和机械能(发电机)的中间变换。大型电站，无论是水电、火电或核电，都是把发出的电送往电网，由电网输送给用户。但由于各用电户的负荷不同，电网有时呈现为高峰，有时则呈现为低谷，这就会导致停电或电压不稳。另外，传统的火力发电站的燃烧能量大约有70％要消耗在锅炉和汽轮发电机这些庞大的设备上，燃烧时还会消耗大量的能源和排放大量的有害物质。而使用氢燃料电池发电，是将燃料的化学能直接转换为电能，不需要进行燃烧，能量转换率可达60％～80％，而且污染少、噪音小，装置可大可小，非常灵活。氢燃料电池车的工作原理是：将氢气送到燃料电池的阳极板(负极)，经过催化剂(铂)的作用，氢原子中的一个电子被分离出来，失去电子的氢离子(质子)穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板(正极)，而电子是不能通过质子交换膜的，这个电子，只能经外部电路，到达燃料电池阴极板，从而在外电路中产生电流。电子到达阴极板后，与氧原子和氢离子重新结合为水。由于供应给阴极板的氧，可以从空气中获得，因此只要不断地给阳极板供应氢，给阴极板供应空气，并及时把水(蒸气)带走，就可以不断地提供电能。燃料电池发出的电，经逆变器、控制器等装置，给电动机供电，再经传动系统、驱动桥等带动车轮转动，就可使车辆在路上行驶。与传统汽车相比，燃料电池车能量转化效率高达60～80％，为内燃机的2～3倍。燃料电池的燃料是氢和氧，生成物是清洁的水，它本身工作不产生一氧化碳和二氧化碳，也没有硫和微粒排出。因此，氢燃料电池汽车是真正意义上的零排放、零污染的车，氢燃料是完美的汽车能源。

现有技术中的燃料电池中关于充氢的设备普遍存在充氢不足、充氢时间拉长和消耗电能太多等增加成本和降低使用效率的弊病，并且存在一定的安全隐患，并且充氢方式相对落后。

有鉴于此，亟需开发出一种供给燃料电池模组的充氢设备及其智能充氢控制方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种供给燃料电池模组的充氢设备，在充氢装置中，热量可以从冷却介质管路转移到氢气源，从而可以有效利用系统本身的能量，提高整个系统的效率，并且设备安全可靠。

本发明的另一个目的是提供一种供给燃料电池模组的智能冲氢控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：