一種燃料電池備用電源的水循環(huán)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種燃料電池備用電源的水循環(huán)控制系統(tǒng)，包括燃料電池電堆、電池堆，燃料電池電堆設(shè)有水進(jìn)接頭A、水出接頭C，電池堆設(shè)有水進(jìn)接頭B、水出接頭D，還包括單片機(jī)、水泵循環(huán)轉(zhuǎn)向開關(guān)、轉(zhuǎn)向開關(guān)、水泵、電磁閥a、電磁閥b、電磁閥c、散熱器、水箱、備用水桶、排水口H，水箱設(shè)有進(jìn)水口S和出水口X，散熱器設(shè)有進(jìn)水口R和出水口Q，本發(fā)明提供了一種快速更換循環(huán)水的水循環(huán)控制系統(tǒng)，大大縮短了換水工作的時(shí)間和減少了人力，其實(shí)用性和通用性較強(qiáng)。
【專利說(shuō)明】一種燃料電池備用電源的水循環(huán)控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及的是一種燃料電池備用電源的水循環(huán)控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]燃料電池是通過(guò)電催化反應(yīng)將氧化劑和還原劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的裝置，是一種高效、安全、清潔、靈活的新型發(fā)電技術(shù)。其中的質(zhì)子交換膜燃料電池因其具有效率高、能量密度大、反應(yīng)溫度低、無(wú)噪音、無(wú)污染等顯著優(yōu)點(diǎn)，因此在地面發(fā)電站、電動(dòng)車和便攜式電源等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。燃料電池內(nèi)部主要由質(zhì)子交換膜、電化學(xué)反應(yīng)催化齊U、擴(kuò)散層和雙極板組成。當(dāng)燃料電池工作時(shí)，其內(nèi)部發(fā)生下述反應(yīng)過(guò)程:反應(yīng)氣體在擴(kuò)散層內(nèi)擴(kuò)散，當(dāng)反應(yīng)氣體到達(dá)催化層時(shí)，在催化層內(nèi)被催化劑吸附并發(fā)生電催化反應(yīng)；陽(yáng)極反應(yīng)生成的質(zhì)子通過(guò)質(zhì)子交換膜內(nèi)傳遞到陰極側(cè)，電子經(jīng)外電路到達(dá)陰極，同氧分子反應(yīng)結(jié)合成水，同時(shí)放出熱量。
[0003]電極反應(yīng)為:陽(yáng)極(負(fù)極):H2 — 2H++2e
[0004]陰極(正極):l/202+2H++2e — H20,電池反應(yīng):Η2+1/202 — H20，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)主要由燃料電池電堆與電池堆支持運(yùn)行系統(tǒng)組成。隨著應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)今的質(zhì)子交換膜燃料電池和應(yīng)用軟件組成的帶有監(jiān)控的系統(tǒng)作為備用電源系統(tǒng)已經(jīng)被逐步推廣應(yīng)用于基站通信系統(tǒng)。燃料電池組被安裝到備用電源系統(tǒng)中，系統(tǒng)的三個(gè)流場(chǎng)氫氣流場(chǎng)、水流場(chǎng)、空氣流場(chǎng)進(jìn)出口分別設(shè)置了各種采集信號(hào)用的傳感器，根據(jù)各種傳感器的采集數(shù)據(jù)系統(tǒng)能進(jìn)行智能控制。但是目前質(zhì)子交換膜燃料電池工作反應(yīng)產(chǎn)生的熱量還是通過(guò)循環(huán)水從水流場(chǎng)中帶出并通過(guò)散熱裝置進(jìn)行散熱，使系統(tǒng)維持在理想的工作溫度點(diǎn)。由于膜電極的生產(chǎn)工藝和質(zhì)子交換膜燃料電池電堆工作時(shí)散熱離不開循環(huán)水，系統(tǒng)工作時(shí)間久了循環(huán)水的電導(dǎo)率勢(shì)必升高，為防止循環(huán)水電導(dǎo)率勢(shì)升高給系統(tǒng)帶來(lái)的一系列不良影響，系統(tǒng)必修定期更換循環(huán)水，人們更換循環(huán)水非常費(fèi)力，操作復(fù)雜，耗時(shí)長(zhǎng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明提供了一種快速更換循環(huán)水的水循環(huán)控制系統(tǒng)，大大縮短了換水工作的時(shí)間和減少了人力，其實(shí)用性和通用性較強(qiáng)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0007]本發(fā)明的一種燃料電池備用電源的水循環(huán)控制系統(tǒng)，包括燃料電池電堆、電池堆，燃料電池電堆設(shè)有水進(jìn)接頭A、水出接頭C，電池堆設(shè)有水進(jìn)接頭B、水出接頭D，還包括單片機(jī)、水泵循環(huán)轉(zhuǎn)向開關(guān)、轉(zhuǎn)向開關(guān)、水泵、電磁閥a、電磁閥b、電磁閥C、散熱器、水箱、備用水桶、排水口 H，水箱設(shè)有進(jìn)水口 S和出水口 X，散熱器設(shè)有進(jìn)水口 R和出水口 Q，水泵循環(huán)轉(zhuǎn)向開關(guān)、轉(zhuǎn)向開關(guān)均連接單片機(jī)，水泵循環(huán)轉(zhuǎn)向開關(guān)連接水泵，轉(zhuǎn)向開關(guān)分別連接電磁閥a、電磁閥b、電磁閥C，電磁閥c連接排水口 H，水泵分別連接水進(jìn)接頭A、水進(jìn)接頭B、電磁閥b、電磁閥a、電磁閥c，水出接頭C和水出接頭D均連接進(jìn)水口 R，出水口 Q連接進(jìn)水口 S，出水口 X連接電磁閥b，備用水桶連接電磁閥a。
[0008]本發(fā)明還包括液位管，液位管設(shè)于水箱內(nèi)。
[0009]本發(fā)明的有益效果如下:本發(fā)明通過(guò)單片機(jī)、水泵循環(huán)轉(zhuǎn)向開關(guān)、轉(zhuǎn)向開關(guān)、水泵、電磁閥a、電磁閥b、電磁閥C、散熱器、水箱、備用水桶來(lái)實(shí)現(xiàn)排水和加水工作，大大縮短了換水工作的時(shí)間和減少了換水的人力，提高了工作效率，操作簡(jiǎn)單，其實(shí)用性和通用性較強(qiáng)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明；
[0011]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0013]如圖1所示，一種燃料電池備用電源的水循環(huán)控制系統(tǒng)，包括燃料電池電堆8、電池堆3，燃料電池電堆8設(shè)有水進(jìn)接頭A81、水出接頭C82，電池堆3設(shè)有水進(jìn)接頭B32、水出接頭D31，還包括單片機(jī)1、水泵循環(huán)轉(zhuǎn)向開關(guān)2、轉(zhuǎn)向開關(guān)14、水泵5、電磁閥a6、電磁閥b7、電磁閥c9、散熱器4、水箱10、備用水桶11、排水口 H13，水箱10設(shè)有進(jìn)水口 SlOl和出水口X102，散熱器4設(shè)有進(jìn)水口 R41和出水口 Q42，水泵循環(huán)轉(zhuǎn)向開關(guān)2、轉(zhuǎn)向開關(guān)14均連接單片機(jī)1，水泵循環(huán)轉(zhuǎn)向開關(guān)2連接水泵5，轉(zhuǎn)向開關(guān)14分別連接電磁閥a6、電磁閥b7、電磁閥c9，電磁閥c9連接排水口 Hl3，水泵5分別連接水進(jìn)接頭A81、水進(jìn)接頭B32、電磁閥b7、電磁閥a6、電磁閥c9，水出接頭C82和水出接頭D31均連接進(jìn)水口 R41，出水口 Q42連接進(jìn)水口 S101，出水口 X102連接電磁閥b7，備用水桶11連接電磁閥a6，本發(fā)明還包括液位管103，液位管103設(shè)于水箱10內(nèi)。
[0014]在實(shí)際應(yīng)用中，本發(fā)明的排水步驟:單片機(jī)控制水泵循環(huán)轉(zhuǎn)向開關(guān)2使得循環(huán)水從水泵5流出，循環(huán)水一路流進(jìn)電池堆3的水進(jìn)接頭B32，循環(huán)水從電池堆3的出接頭D31流出后進(jìn)入散熱器4的進(jìn)水口 R41，循環(huán)水另一路流進(jìn)燃料電池電堆8水進(jìn)接頭A81，循環(huán)水從進(jìn)燃料電池電堆8的水口接頭C82流出后進(jìn)入散熱器4的進(jìn)水口 R41，然后兩路循環(huán)水在散熱器4匯總后，循環(huán)水從散熱器4的出水口 Q流入水箱10的進(jìn)水口 S101，然后循環(huán)水從水箱10的出水口 X102流出，然后通過(guò)通過(guò)單片機(jī)I控制轉(zhuǎn)向開關(guān)14使得電磁閥b7打開，循環(huán)水流進(jìn)水泵5，這樣在換水前先循環(huán)一下循環(huán)水。
[0015]然后，通過(guò)單片機(jī)控制轉(zhuǎn)向開關(guān)14使得電磁閥c9線圈得電打開，系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)水經(jīng)過(guò)水泵5的作用和系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)水的重力作用快速地通過(guò)排水口 H13排出系統(tǒng)，在循環(huán)水流盡時(shí)及時(shí)通過(guò)單片機(jī)I控制水泵循環(huán)轉(zhuǎn)向開關(guān)2來(lái)關(guān)閉水泵5，過(guò)一會(huì)再通過(guò)單片機(jī)I控制轉(zhuǎn)向開關(guān)14使得電磁閥c9關(guān)閉，這樣充分的將系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)水借助重力使水全部流干凈。
[0016]本發(fā)明的加水工作步驟:通過(guò)單片機(jī)I控制轉(zhuǎn)向開關(guān)14使得電磁閥a6得電打開，電磁閥a6得電打開后，從備用水桶11到水泵5的水路連通了，即備用水桶11中的水通過(guò)電磁閥a6流進(jìn)水泵5中，電磁閥b7沒(méi)有得電，即切斷了水箱10中水流向水泵5的路徑，然后通過(guò)單片機(jī)I控制水泵循環(huán)轉(zhuǎn)向開關(guān)2使得水泵5打開，水泵5很快將備用水桶5內(nèi)的水抽出并進(jìn)入系統(tǒng)循環(huán)水路，一路水流進(jìn)燃料電池8，另一路水流進(jìn)電池堆3，兩路的水流進(jìn)散熱器4進(jìn)水口 R41中，兩路的水在散熱器4匯總后，再?gòu)纳崞?的出水口 Q42流進(jìn)水箱10的進(jìn)水口 S101，水箱10的的透明液位管103觀察加注的循環(huán)水的加水量。
[0017]當(dāng)發(fā)現(xiàn)液位管10水位上升到水箱10進(jìn)水口附近時(shí)，然后通過(guò)轉(zhuǎn)向開關(guān)14使得電磁閥a6失電關(guān)閉、電磁閥b7得電打開，加水的水路被切斷，水箱10到水泵5的管路連通，系統(tǒng)的循環(huán)水路恢復(fù)了，馬上會(huì)發(fā)現(xiàn)水位會(huì)下降，再進(jìn)行一次補(bǔ)加循環(huán)水，觀察液位管103的水位，水箱10中的水快滿時(shí)，再控制轉(zhuǎn)換開關(guān)14使得電磁閥a6失電關(guān)閉、電磁閥b7得電打，系統(tǒng)的水循環(huán)又恢復(fù)，加水過(guò)程可以經(jīng)過(guò)幾次控制轉(zhuǎn)向開關(guān)14，直到加足循環(huán)水為至。
[0018]本發(fā)明通過(guò)單片機(jī)、水泵循環(huán)轉(zhuǎn)向開關(guān)、轉(zhuǎn)向開關(guān)、水泵、電磁閥a、電磁閥b、電磁閥C、散熱器、水箱、備用水桶來(lái)實(shí)現(xiàn)排水和加水工作，大大縮短了換水工作的時(shí)間和減少了換水的人力，提高了工作效率，操作簡(jiǎn)單，其實(shí)用性和通用性較強(qiáng)。
[0019]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種燃料電池備用電源的水循環(huán)控制系統(tǒng)，包括燃料電池電堆(8)、電池堆(3)，所述燃料電池電堆(8)設(shè)有水進(jìn)接頭A(81)、水出接頭C(82)，所述電池堆(3)設(shè)有水進(jìn)接頭B(32)、水出接頭D(31)，其特征在于，還包括單片機(jī)(I)、水泵循環(huán)轉(zhuǎn)向開關(guān)(2)、轉(zhuǎn)向開關(guān)(14)、水泵(5)、電磁閥a (6)、電磁閥b (7)、電磁閥c (9)、散熱器⑷、水箱(10)、備用水桶(11)、排水口 H(13)，所述水箱(10)設(shè)有進(jìn)水口 S(1l)和出水口 X(102)，所述散熱器(4)設(shè)有進(jìn)水口 R(41)和出水口 Q(42)，所述水泵循環(huán)轉(zhuǎn)向開關(guān)(2)、轉(zhuǎn)向開關(guān)(14)均連接單片機(jī)(I)，所述水泵循環(huán)轉(zhuǎn)向開關(guān)(2)連接水泵(5)，所述轉(zhuǎn)向開關(guān)(14)分別連接電磁閥a(6)、電磁閥b (7)、電磁閥c (9)，所述電磁閥c (9)連接排水口 H(13)，所述水泵(5)分別連接水進(jìn)接頭A (81)、水進(jìn)接頭B (32)、電磁閥b (7)、電磁閥a (6)、電磁閥c (9)，所述水出接頭C (82)和水出接頭D (31)均連接進(jìn)水口 R(41)，所述出水口 Q (42)連接進(jìn)水口 S(1l)，所述出水口X (102)連接電磁閥b (7)，所述備用水桶(11)連接電磁閥a (6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征在于，還包括液位管(103)，所述液位管(103)設(shè)于水箱(10)內(nèi)。
【文檔編號(hào)】H01M8/04GK104051766SQ201410267576
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月16日
【發(fā)明者】顧榮鑫, 馬天才, 趙偉 申請(qǐng)人:弗爾賽（上海）能源科技有限公司