本發(fā)明涉及一種備用電源系統(tǒng)，具體地講，本發(fā)明涉及一種燃料電池備用電源系統(tǒng)，特別是一種便攜式燃料電池備用電源系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

分散而建的通信基站運行條件相對較差，其運行質(zhì)量主要取決于供電質(zhì)量。為了避免發(fā)生停電故障，通信基站都配置相應(yīng)的備用電源系統(tǒng)。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，通信基站配置的備用電源系統(tǒng)以油機組合體為主，隨著鋰電池制造技術(shù)的成熟，現(xiàn)在也有便攜式鋰電池備用電源系統(tǒng)應(yīng)市。上述兩類備用電源系統(tǒng)技術(shù)相對成熟，能夠滿足通信基站的基本使用要求。但是，這兩類備用電源系統(tǒng)在應(yīng)用中仍然存在不足，這些不足點嚴重制約了配套市場的拓展。例如，油機組合體體積太大、能量轉(zhuǎn)化效率低、使用噪聲高及排放多。所述鋰電池備用電源系統(tǒng)雖然沒有油機組合體存在的問題，它存在的問題主要有以下幾方面，第一個問題是應(yīng)用時要求提前充電；其次是循環(huán)使用容量衰減快；再一個問題是鋰電自身活性大，劇烈碰撞時易自燃。另外，廢舊鋰電池回收易造成二次環(huán)境污染。因上述問題在現(xiàn)有技術(shù)條件下都很難克服，所以市場迫切需求一種性能更好的備用電源系統(tǒng)配套通信基站。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要針對現(xiàn)有備用電源的不足，提出一種體積小、重量輕、能量轉(zhuǎn)化效率高、供電及時、運行無排放、安全可靠，而且移動便捷的便攜式燃料電池備用電源系統(tǒng)。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)技術(shù)目標。

便攜式燃料電池備用電源系統(tǒng)，它包括氫氣管路系統(tǒng)、電堆系統(tǒng)、集成控制系統(tǒng)、DC/DC系統(tǒng)、人機交互系統(tǒng)和機箱。所述氫氣管路系統(tǒng)是能源輸入系統(tǒng)，它包括進氣快速管接頭、PO1壓力傳感器、調(diào)壓閥、PO2壓力傳感器、VO1電磁閥、PO3壓力傳感器、VO2電磁閥和排氣快速管接頭，該系統(tǒng)內(nèi)設(shè)的PO1、PO2和PO3三個壓力傳感器，分別監(jiān)測氫氣輸入壓力、氫氣進堆壓力和氫氣出堆壓力。所述電堆系統(tǒng)包括反應(yīng)電堆、導(dǎo)軌、導(dǎo)風(fēng)罩和風(fēng)機。所述DC/DC系統(tǒng)包括DC/DC系統(tǒng)、鋰電池和采集塊。所述采集塊分別連接鋰電池和DC/DC系統(tǒng)構(gòu)成啟動階段自動供電系統(tǒng)。其改進之處在于：所述機箱為人力小車，它包括底座、伸縮拉桿、腳輪、把手、墻板和滑軌，平置的底座底面配置腳輪和伸縮拉桿，底座的板面上設(shè)滑軌，一側(cè)豎置連接的墻板上配有把手。所述的氫氣管路系統(tǒng)、電堆系統(tǒng)、集成控制系統(tǒng)、DC/DC系統(tǒng)、人機交互系統(tǒng)均安置在機箱中，集成安置構(gòu)成一體化車載結(jié)構(gòu)。

作為進一步改進方案，所述電堆系統(tǒng)中的反應(yīng)電堆采用導(dǎo)軌式安裝結(jié)構(gòu)，在導(dǎo)軌上安裝與反應(yīng)電堆相連接的導(dǎo)風(fēng)罩，機箱的底座上板面設(shè)有滑軌，導(dǎo)軌與滑軌配合組成活動式安裝結(jié)構(gòu)。

作為進一步改進方案，所述機箱為直角形人力小車，平置的底座底面配裝至少3只腳輪。

作為進一步改進方案，所述機箱的底座底面配裝的腳輪為萬向轉(zhuǎn)輪。

作為進一步改進方案，所述機箱的底座板面上通過預(yù)置滑軌安置電堆系統(tǒng)，在電堆系統(tǒng)與豎置的墻板之間安置氫氣管路系統(tǒng)，人機交互系統(tǒng)安置在電堆系統(tǒng)的另一端，橫臥的電堆系統(tǒng)頂部分別安置集成控制系統(tǒng)和DC/DC系統(tǒng)，由此構(gòu)成便于移位的車載一體化結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下積極效果：

1、一體化車載結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，移位便捷。

2、應(yīng)用的燃料電池并非一般意義上的電池，并非儲能裝置，它實為一種發(fā)電裝置。它是電解水的逆反應(yīng)，以氫氣作為燃料，氧氣作為氧化劑，經(jīng)催化劑反應(yīng)產(chǎn)生電能和水。燃料電池能量轉(zhuǎn)換率高、使用噪音小，運行中無廢棄物排放問題。

3、啟動不需要外接電源，只要打開氫氣瓶開關(guān)就可以發(fā)電，應(yīng)急發(fā)電速度快。

附圖說明

圖1是本發(fā)明原理方框圖。

圖2是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是圖1中氫氣管路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是圖1中電堆系統(tǒng)外形立體示意圖。

圖5是圖1中DC/DC系統(tǒng)方框示意圖。

圖6是圖1中機箱結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面根據(jù)附圖并結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進一步說明。

圖1所示的便攜式燃料電池備用電源系統(tǒng)，它包括氫氣管路系統(tǒng)1、電堆系統(tǒng)2、集成控制系統(tǒng)3、DC/DC系統(tǒng)4、人機交互系統(tǒng)5和機箱6。所述氫氣管路系統(tǒng)1是能源輸入系統(tǒng)，圖3所示的氫氣管路系統(tǒng)它包括進氣快速管接頭1.1、PO1壓力傳感器1.2、調(diào)壓閥1.3、PO2壓力傳感器1.4、VO1電磁閥1.5、PO3壓力傳感器1.6、VO2電磁閥1.7和排氣快速管接頭1.8，該系統(tǒng)內(nèi)設(shè)的PO1、PO2和PO3三個壓力傳感器，分別監(jiān)測氫氣輸入壓力、氫氣進堆壓力和氫氣出堆壓力。圖4所示的電堆系統(tǒng)1包括電堆系統(tǒng)2.1、導(dǎo)軌2.2、導(dǎo)風(fēng)罩2.3和風(fēng)機2.4。本發(fā)明電堆系統(tǒng)2中的反應(yīng)電堆2.1采用導(dǎo)軌式安裝結(jié)構(gòu)，在配置的導(dǎo)軌2.2上安裝相連接的反應(yīng)電堆2.1和導(dǎo)風(fēng)罩2.3。所述DC/DC系統(tǒng)4包括DC/DC4.1、鋰電池4.2和采集塊4.3，如圖5所示的采集塊4.3分別連接鋰電池4.2和DC/DC4.1，三件串聯(lián)構(gòu)成啟動階段自動供電系統(tǒng)。所述機箱6如圖6所示，它是一輛直角形人力小車，它包括底座6.1、伸縮拉桿6.2、腳輪6.3、把手6.4、墻板6.5和滑軌6.6。平置的底座6.1底面配置腳輪6.3和伸縮拉桿6.2，底座6.1的板面上設(shè)滑軌6.6，一側(cè)豎置連接的墻板6.5上配有把手6.4。本實施例中機箱6的底座6.1底面配裝3只腳輪6.3，所用腳輪6.3為萬向轉(zhuǎn)輪。本發(fā)明將上述的氫氣管路系統(tǒng)1、電堆系統(tǒng)2、集成控制系統(tǒng)3、DC/DC系統(tǒng)4、人機交互系統(tǒng)5集成安裝在機箱6中，具體布局如下：所述電堆系統(tǒng)2中的反應(yīng)電堆2.1配有導(dǎo)軌2.2，在導(dǎo)軌2.2上安裝與反應(yīng)電堆2.1相連接的導(dǎo)風(fēng)罩2.3，以導(dǎo)軌2.2為載體的電堆系統(tǒng)2與機箱6底座6.1板面上的滑軌6.6配合。此種軌道式安裝結(jié)構(gòu)定位可靠，移動靈活，也便于檢測、維護電堆系統(tǒng)2。在電堆系統(tǒng)2與豎置的墻板6.5之間安置氫氣管路系統(tǒng)1，人機交互系統(tǒng)5安置在電堆系統(tǒng)2的另一端，橫臥的電堆系統(tǒng)2頂部分別安置集成控制系統(tǒng)3和DC/DC系統(tǒng)4。最后按圖1所示位置將各系統(tǒng)的接口對應(yīng)接上，由此構(gòu)成便攜式燃料電池備用電源系統(tǒng)。

本發(fā)明的實施例是一種為通信基站配備的備用電源，一旦外網(wǎng)電力中斷，基站維護人員及時打開外接的氫氣瓶開關(guān)，氫氣瓶通過進氣快速管接頭1.1持續(xù)向氫氣系統(tǒng)1提供氫氣。在啟動階段因電堆系統(tǒng)2尚未發(fā)電，暫由DC/DC系統(tǒng)4中的鋰電池4.2向集成控制系統(tǒng)供電，以達到控制氫氣管路系統(tǒng)1引入氫氣和后續(xù)系統(tǒng)發(fā)電反應(yīng)生成的廢氣排出，這時若PO1壓力傳感器1.2和PO2壓力傳感器1.4測到的壓力值在設(shè)定范圍內(nèi)，系統(tǒng)立即進入啟動程序，如果壓力值不在許可范圍內(nèi)，可以通過調(diào)壓閥1.3進行調(diào)節(jié)。VO1電磁閥1.5得電后便打開通道，使引入的氫氣進入反應(yīng)電堆2.1中作電化學(xué)反應(yīng)而發(fā)電。因電堆系統(tǒng)2直接與DC/DC系統(tǒng)4連接，電流經(jīng)過DC/DC4.1整合進入采集塊4.3為風(fēng)機2.4供電。風(fēng)機2.4緩慢啟動攪動的空氣通過導(dǎo)風(fēng)罩2.3源源不斷地排出，流動的空氣經(jīng)過反應(yīng)電堆2.1時為電化學(xué)反應(yīng)發(fā)電提供氧氣。另一方面，VO2電磁閥1.7得電也打開通道，將反應(yīng)電堆2.1發(fā)電生成的水和未參加反應(yīng)的氫氣通過快速管接頭1.8排出，PO3壓力傳感器1.6對廢氣壓力進行監(jiān)測。當(dāng)風(fēng)機2.4達到設(shè)定轉(zhuǎn)速，系統(tǒng)便進入滿負荷工作狀態(tài)，在為配套的通信基站供電同時，也為系統(tǒng)內(nèi)置的鋰電池4.2充電。本實施例從啟動到滿負荷發(fā)電僅需2分鐘左右。

當(dāng)外網(wǎng)電力恢復(fù)后，基站維護人員通過人機交互系統(tǒng)5關(guān)閉風(fēng)機2.4，減少氧氣供應(yīng)，反應(yīng)電堆2.1發(fā)電功率逐漸降低。此時VO2電磁閥1.7滯后關(guān)閉，待反應(yīng)電堆2.1發(fā)電生成的水和未參加反應(yīng)的氫氣完全排出。另外，VO1電磁閥1.5關(guān)閉切斷氫氣供應(yīng)，反應(yīng)電堆2.1停止發(fā)電，完成系統(tǒng)關(guān)機。

本發(fā)明在機箱6的底座6.1上配置了伸縮拉桿6.2、腳輪6.3、墻板6.5，墻板6.5還配有把手6.4，基站維護人員移位便攜式燃料電池備用電源系統(tǒng)時，可借助伸縮拉桿6.2或把手6.4作拖拉，就像拖拉行李箱一樣輕松移位。