本實(shí)用新型涉及備用電源領(lǐng)域，具體而言是一種通信基站燃料電池。

背景技術(shù)：

通信基站備用電源穩(wěn)定可靠的運(yùn)行是整個(gè)通信系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，因此，通信基站電源的配置必須合理、規(guī)范。通信設(shè)備直流負(fù)荷的容量直接影響到通信電源直流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是最重要的設(shè)計(jì)依據(jù)，它的準(zhǔn)確程度將直接影響到電源系統(tǒng)的可靠性。由于移動(dòng)基站的數(shù)量眾多,這種影響在電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中則更加顯著。移動(dòng)基站具有數(shù)量眾多、站址分散的特點(diǎn)，同時(shí)許多基站的交流供電不穩(wěn)定，如存在季節(jié)性的停電、電壓波動(dòng)大等因素，使用基站電源的維護(hù)任務(wù)十分繁重。因此，要求基站電源的設(shè)計(jì)必須考慮到這些因素。在直流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，既要使電源設(shè)備保證一定的冗余量，在基站停電時(shí)能夠?yàn)榛緝?nèi)通信設(shè)備維持一定的供電時(shí)間，又要充分考慮到建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性，而不是一味地增大電源設(shè)備的容量配置。

目前，我國的通訊基站備用電源主要使用鉛酸電池，其壽命一般只有3—5年，一個(gè)小型基站就需要1.5噸的鉛酸電池，且極易造成鉛污染，同時(shí)鉛酸蓄電池一般僅能維持通訊基站2小時(shí)左右供電。

通信基站燃料電池備用電源是在現(xiàn)有燃料電池技術(shù)基礎(chǔ)上，通過將關(guān)鍵燃料電池、燃料電池總控系統(tǒng)、氫氣供給系統(tǒng)等結(jié)合，與移動(dòng)基站電源端口相匹配，為通信基站設(shè)備應(yīng)急供電，實(shí)現(xiàn)通訊服務(wù)的不中斷；通訊基站燃料電池備用電源具有無污染、體積小、效能高、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。燃料電池備用電源可使用15—20年，整過重量也不過380公斤左右，其反應(yīng)物就是純凈無暇的水，完全無污染，而燃料電池則能在6個(gè)儲(chǔ)氫罐的持續(xù)供氣下，支持移動(dòng)通訊基站連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)48個(gè)小時(shí)。因此，通訊基站用燃料電池備用電源是目前我國通信基站備用電源領(lǐng)域重點(diǎn)研發(fā)的方向之一。通訊基站燃料電池備用電源的研發(fā)使用標(biāo)志著我國燃料電池工業(yè)化應(yīng)用已正式起步，同時(shí)也是我國通訊領(lǐng)域走向綠色低碳的重要標(biāo)志。研發(fā)一種具有經(jīng)濟(jì)性、無污染、體積小、效能高、壽命長的穩(wěn)定可靠的通訊基站備用電源，勢(shì)在必行。

但是如何開發(fā)一種新的通信基站燃料電池，是目前備用電源領(lǐng)域的研發(fā)重點(diǎn)方向之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型提供一種新的通信基站燃料電池，通過將關(guān)鍵燃料電池、燃料電池總控系統(tǒng)、氫氣供給系統(tǒng)等結(jié)合，與移動(dòng)基站電源端口相匹配，為通信基站設(shè)備應(yīng)急供電，實(shí)現(xiàn)通訊服務(wù)的不中斷；通訊基站燃料電池備用電源具有無污染、體積小、效能高、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，所采用的技術(shù)方案是：一種通信基站燃料電池，包括：

氫氣組：提供氫氣源；

電磁閥：用來控制氫氣的自動(dòng)化執(zhí)行器；

減壓閥：通過調(diào)節(jié)，將氫氣進(jìn)口壓力減至需要的出口壓力；

燃料電池：將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置；

DC模塊：電源模塊，為負(fù)載提供穩(wěn)定的輸出電壓；

鋰電池：提供不間斷電源，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)無縫供電；

不間斷電源:向負(fù)載提供可靠、穩(wěn)定的交流電，提供電壓保護(hù)功能；

可編程控制器：信號(hào)采集、算數(shù)運(yùn)算、控制系統(tǒng)的運(yùn)行；

人機(jī)界面：控制系統(tǒng)和用戶之間進(jìn)行交互和信息交換的媒介；

檢測(cè)傳感器：檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)指標(biāo)，給可編程控制器提供信號(hào),從而達(dá)到自動(dòng)控制；

執(zhí)行器：可編程控制器提供控制信號(hào)，控制相應(yīng)執(zhí)行器工作；

其中，氫氣組、電磁閥、減壓閥和燃料電池通過物料管道依次相連，DC/DC模塊、鋰電池、不間斷電源、可編程控制器、人機(jī)界面、檢測(cè)傳感器、執(zhí)行器通過電源線和控制線依次相連。

進(jìn)一步的，所述氫氣組分成2組，每組3瓶；

進(jìn)一步的，所述檢測(cè)傳感器包括包括電壓檢測(cè)、電流檢測(cè)和溫度檢測(cè)；

進(jìn)一步的，所述檢測(cè)傳感器可以檢測(cè)電壓，包括高壓檢測(cè)和低壓檢測(cè)；

進(jìn)一步的，所述檢測(cè)傳感器設(shè)置有無線發(fā)射裝置，可以將檢測(cè)信號(hào)以無線方式傳遞給可編程控制器；

進(jìn)一步的，所述人機(jī)界面采用觸屏式屏幕；更加方便人機(jī)交互；

本實(shí)用新型的工作原理和過程在于：

將氫氣送到燃料電池的陽極板，經(jīng)過催化劑的作用，氫原子中的一個(gè)電子被分離出來，失去電子的氫離子穿過質(zhì)子交換膜，到達(dá)燃料電池陰極板，而電子是不能通過質(zhì)子交換膜的這個(gè)電子，只能經(jīng)外部電路，到達(dá)燃料電池陰極板，從而在外電路中產(chǎn)生電流，電子到達(dá)陰極板后，與氧原子和氫離子重新結(jié)合為水，由于供應(yīng)給陰極板的氧，可以從空氣中獲得，因此只要不斷地給陽極板供應(yīng)氫，給陰極板供應(yīng)空氣，并及時(shí)把水蒸氣帶走，就可以不斷地提供電能。

燃料電池的運(yùn)行需要一系列輔助設(shè)備與之共同構(gòu)成燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，即它必須和燃料共給與循環(huán)系統(tǒng)、氧化劑供給系統(tǒng)、水熱管理系統(tǒng)和一個(gè)能使上述各系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作的控制系統(tǒng)組成為燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，簡稱燃料電池系統(tǒng)，才能對(duì)外輸出功率。系統(tǒng)一般由電池堆、氫氣系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)、水熱管理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等構(gòu)成。電池堆是系統(tǒng)的核心，承擔(dān)把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的任務(wù)；氫氣系統(tǒng)的任務(wù)是向燃料電池堆提供正常工作所需的氫氣；空氣系統(tǒng)提供燃料電池正常工作所需的空氣；水熱管理系統(tǒng)能夠保證燃料電池堆所需空氣、氫氣的溫 度和濕度，保證電池堆在正常溫度、濕度下工作；控制系統(tǒng)通過傳感器檢測(cè)的信號(hào)，利用一定的控制策略保證系統(tǒng)正常工作。

由以上本實(shí)用新型的技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型與傳統(tǒng)的產(chǎn)品相比，其具有以下優(yōu)勢(shì)和有益的效果：

1、本實(shí)用新型的產(chǎn)品可使用15—20年，整過重量也不過380公斤左右，其反應(yīng)物就是純凈無暇的水，完全無污染，具有無污染、體積小、效能高、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。

2、本實(shí)用新型將關(guān)鍵燃料電池、燃料電池總控系統(tǒng)、氫氣供給系統(tǒng)等結(jié)合，與移動(dòng)基站電源端口相匹配，為通信基站設(shè)備應(yīng)急供電，實(shí)現(xiàn)通訊服務(wù)的不中斷。

3、本實(shí)用新型的產(chǎn)品的外觀設(shè)計(jì)簡潔美觀，并且拆卸、維修和更換極為方便，操作便利，工作效率高，用途廣泛，并具有廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施例的示意圖，其中：

1—?dú)錃饨M，2—電磁閥，3—減壓閥。4-燃料電池，5-DC模塊，6-鋰電池，7-不間斷電源，8-可編程控制器，9-人機(jī)界面，10-檢測(cè)傳感器，11-執(zhí)行器；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型；

如圖1所示，本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，一種通信基站燃料電池，包括：

氫氣組1：提供氫氣源；

電磁閥2：用來控制氫氣的自動(dòng)化執(zhí)行器；

減壓閥3：通過調(diào)節(jié)，將氫氣進(jìn)口壓力減至需要的出口壓力；

燃料電池4：將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置；

DC模塊5：電源模塊，為負(fù)載提供穩(wěn)定的輸出電壓；

鋰電池6：提供不間斷電源，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)無縫供電；

不間斷電源7:向負(fù)載提供可靠、穩(wěn)定的交流電，提供電壓保護(hù)功能；

可編程控制器8：信號(hào)采集、算數(shù)運(yùn)算、控制系統(tǒng)的運(yùn)行；

人機(jī)界面9：控制系統(tǒng)和用戶之間進(jìn)行交互和信息交換的媒介；

檢測(cè)傳感器10：檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)指標(biāo)，給可編程控制器提供信號(hào),從而達(dá)到自動(dòng)控制；

執(zhí)行器11：可編程控制器提供控制信號(hào)，控制相應(yīng)執(zhí)行器工作；

其中，氫氣組1、電磁閥2、減壓閥3和燃料電池4通過物料管道依次相連，DC模塊5、鋰電池6、不間斷電源7、可編程控制器8、人機(jī)界面9、檢測(cè)傳感器10、執(zhí)行器11通過電源線和控制線依次相連。

進(jìn)一步的，所述氫氣組1分成2組，每組3瓶；

進(jìn)一步的，所述檢測(cè)傳感器10包括包括電壓檢測(cè)、電流檢測(cè)和溫度檢測(cè)；

進(jìn)一步的，所述檢測(cè)傳感器10可以檢測(cè)電壓，包括高壓檢測(cè)和低壓檢測(cè)；

進(jìn)一步的，所述檢測(cè)傳感器10設(shè)置有無線發(fā)射裝置，可以將檢測(cè)信號(hào)以無線方式傳遞給可編程控制器；

進(jìn)一步的，所述人機(jī)界面9采用觸屏式屏幕；更加方便人機(jī)交互；

本實(shí)用新型的燃料電池備用電源可使用15—20年，整過重量也不過380公斤左右，其反應(yīng)物就是純凈無暇的水，完全無污染，而燃料電池則能在6個(gè)儲(chǔ)氫罐的持續(xù)供氣下，支持移動(dòng)通訊基站連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)48個(gè)小時(shí)。因此，通訊基站用燃料電池備用電源是目前我國通信基站備用電源領(lǐng)域重點(diǎn)研發(fā)的方向之一。通訊基站燃料電池備用電源的研發(fā)使用標(biāo)志著我國燃料電池工業(yè)化應(yīng)用已正式起步，同時(shí)也是我國通訊領(lǐng)域走向綠色低碳的重要標(biāo)志。

本實(shí)用新型的工作原理是，將氫氣送到燃料電池的陽極板，經(jīng)過催化劑的作用，氫原子中的一個(gè)電子被分離出來，失去電子的氫離子穿過質(zhì)子交換膜，到達(dá)燃料電池陰極板，而電子是不能通過質(zhì)子交換膜的，這個(gè)電子，只能經(jīng)外部電路，到達(dá)燃料電池陰極板，從而在外電路中產(chǎn)生電流，電子到達(dá)陰極板后，與氧原子和氫離子重新結(jié)合為水，由于供應(yīng)給陰極板的氧，可以從空氣中獲得，因此只要不斷地給陽極板供應(yīng)氫，給陰極板供應(yīng)空氣，并及時(shí)把水蒸氣帶走，就可以不斷地提供電能。

燃料電池的運(yùn)行需要一系列輔助設(shè)備與之共同構(gòu)成燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，即它必須和燃料共給與循環(huán)系統(tǒng)、氧化劑供給系統(tǒng)、水熱管理系統(tǒng)和一個(gè)能使上述各系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作的控制系統(tǒng)組成為燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，簡稱燃料電池系統(tǒng)，才能對(duì)外輸出功率。系統(tǒng)一般由電池堆、氫氣系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)、水熱管理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等構(gòu)成。電池堆是系統(tǒng)的核心，承擔(dān)把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的任務(wù)；氫氣系統(tǒng)的任務(wù)是向燃料電池堆提供正常工作所需的氫氣；空氣系統(tǒng)提供燃料電池正常工作所需的空氣；水熱管理系統(tǒng)能夠保證燃料電池堆所需空氣、氫氣的溫度和濕度，保證電池堆在正常溫度、濕度下工作；控制系統(tǒng)通過傳感器檢測(cè)的信號(hào)，利用一定的控制策略保證系統(tǒng)正常工作。

綜上所述，本實(shí)施例的具有多方面實(shí)用新型的優(yōu)勢(shì)，通過將關(guān)鍵燃料電池、燃料電池總控系統(tǒng)、氫氣供給系統(tǒng)等結(jié)合，與移動(dòng)基站電源端口相匹配，為通信基站設(shè)備應(yīng)急供電，實(shí)現(xiàn)通訊服務(wù)的不中斷；通訊基站燃料電池備用電源具有無污染、體積小、效能高、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。

以上說明書文字與附圖僅為對(duì)本實(shí)用新型的解釋和說明，不以任何形式對(duì)本實(shí)用新型構(gòu)成限制和限定，本實(shí)用新型的范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)，一切不超出本實(shí)用新型宗旨的顯而易見的修改、變換和替代方案均在本實(shí)用新型范圍內(nèi)。