專利名稱：一種便攜式氫燃料電池電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及清潔能源領(lǐng)域，具體地，涉及一種便攜式氫燃料電池電源。
背景技術(shù)：
在清潔能源領(lǐng)域，便攜式氫燃料電池電源系統(tǒng)，是使用儲(chǔ)氫裝置中的氫氣經(jīng)由燃料電池，與空氣中的氧氣發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)后釋放出電能，從而驅(qū)動(dòng)用電器的便攜式UPS備用電源技術(shù)。氫燃料電池電源系統(tǒng)，相對(duì)一般便攜式UPS備用電源而言(比如蓄電池的電量有限、且充電時(shí)間很長，燃油發(fā)電機(jī)則噪聲污染、環(huán)境污染都很大)，氫燃料電池電源系統(tǒng)具有清潔環(huán)保、功率輸出較大、噪聲較小等優(yōu)點(diǎn)。但是，現(xiàn)有技術(shù)中的氫燃料電池電源系統(tǒng)，設(shè)計(jì)不夠合理，散熱、加濕等問題沒有得到很好解決，導(dǎo)致熱輻射大，比功率較低，氣源單一，一味依賴氣瓶供氣會(huì)喪失便攜特性。在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在結(jié)構(gòu)不合理、散熱性能差、加濕性能差、熱輻射大、比功率低、氣源單一與攜帶不方便等缺陷。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，針對(duì)上述問題，提出一種便攜式氫燃料電池電源，以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)合理、熱輻射小、比功率高、氣源多、操作方便的優(yōu)點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種便攜式氫燃料電池電源，包括具有前面門板和背面封板的封閉式殼體，設(shè)置在前面門板上的顯示器，以及配合安裝在所述封閉式殼體內(nèi)部的三層金屬框架；在所述三層金屬框架的底層，安裝有氫燃料電池電堆、儲(chǔ)氫瓶、以及用于氫燃料電池電堆散熱的散熱風(fēng)扇；在所述三層金屬框架的中間層，安裝有逆變器與氣路控制元件，所述逆變器與氣路控制元件電連接；在所述三層金屬框架的上層，安裝有DC/DC轉(zhuǎn)換器、控制器、以及用于向控制器供電的蓄電池；所述蓄電池，分別與逆變器、DC/DC轉(zhuǎn)換器及控制器電連接；所述控制器，分別與顯示器、散熱風(fēng)扇及氣路控制元件電連接。進(jìn)一步地，所述氫燃料電池電堆采用自加濕結(jié)構(gòu)；在所述氫燃料電池電堆中，膜電極采用具有排水或保水功能的多網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，電堆冷卻空氣流道與反應(yīng)空氣流道分離。進(jìn)一步地，在所述三層金屬框架的底層，還設(shè)有用于固定儲(chǔ)氫瓶的儲(chǔ)氫瓶固定裝置、以及用于壓緊及拆卸儲(chǔ)氫瓶的拆卸門，所述拆卸門與背面封板平齊、且位于背面封板的下方。進(jìn)一步地，在所述三層金屬框架的中間層，在氣路控制元件的側(cè)面設(shè)有儲(chǔ)氣瓶充氣裝置，所述儲(chǔ)氣瓶控制裝置與氣路控制元件連接。進(jìn)一步地，所述氣路控制元件，包括用于控制儲(chǔ)氣瓶開關(guān)的氫氣開關(guān)，用于自動(dòng)轉(zhuǎn)換向氫燃料電池電堆提供氫燃料的儲(chǔ)氣瓶的儲(chǔ)氣瓶轉(zhuǎn)換開關(guān)，以及用于預(yù)警的預(yù)警開關(guān)。進(jìn)一步地，在所述封閉式殼體的側(cè)面，設(shè)有用于外接氣源的充氣接口 ；所述充氣接口與儲(chǔ)氣瓶充氣裝置連通。[0016]進(jìn)一步地，所述氣路控制元件，還包括用于切換儲(chǔ)氫瓶與外接氣源的自動(dòng)切換開關(guān)，所述自動(dòng)切換開關(guān)，分別與充氣接口及儲(chǔ)氣瓶轉(zhuǎn)換開關(guān)連接。進(jìn)一步地，在所述封閉式殼體的側(cè)面，對(duì)稱地設(shè)有一對(duì)把手。進(jìn)一步地，在所述封閉式殼體的背面封板上，設(shè)有DC輸出接口、逆變器電源插孔與AC輸出接口，逆變器電源插孔與背面封板貼平；所述DC輸出接口與DC/DC轉(zhuǎn)換器和/或蓄電池電連接，所述AC輸出接口及逆變器電源插孔與逆變器電連接。進(jìn)一步地，在所述封閉式殼體的底部四角，對(duì)稱地安裝有四個(gè)具有剎車功能的萬向腳輪。本實(shí)用新型各實(shí)施例的便攜式氫燃料電池電源，由于氫燃料電池電堆采用自加濕結(jié)構(gòu)，配有外接氣源與儲(chǔ)氫瓶；在該氫燃料電池電堆中，膜電極采用具有排水或保水功能的多網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，電堆冷卻空氣流道與反應(yīng)空氣流道分離；從而可以克服現(xiàn)有技術(shù)中結(jié)構(gòu)不合理、熱輻射大、比功率低、氣源單一與攜帶不方便的缺陷，以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)合理、熱輻射小、比功率高、氣源多、操作方便的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本實(shí)用新型而了解。本實(shí)用新型的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中圖I為根據(jù)本實(shí)用新型便攜式氫燃料電池電源的正向外部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為根據(jù)本實(shí)用新型便攜式氫燃料電池電源的正向內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為根據(jù)本實(shí)用新型便攜式氫燃料電池電源的背向外部結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為根據(jù)本實(shí)用新型便攜式氫燃料電池電源的背向內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。結(jié)合附圖，本實(shí)用新型實(shí)施例中附圖標(biāo)記如下I-顯示器；2_把手；3_充氣接□ ;4_萬向腳輪副剎車；5_控制器；6_DC/DC轉(zhuǎn)換器；7_上層隔板；8_逆變器；9_中間層隔板；10_氫燃料電池電堆；11-DC輸出接口 ；12-AC輸出接口 ；13_拆卸門；14_蓄電池；15_儲(chǔ)氫瓶；16_儲(chǔ)氫瓶固定裝置。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例，提供了一種便攜式氫燃料電池電源。如圖I-圖4所示，本實(shí)施例包括具有前面門板和背面封板的封閉式殼體，設(shè)置在前面門板上的顯示器1，以及配合安裝在封閉式殼體內(nèi)部的三層金屬框架；通過上層隔板7與中間層隔板9，將三層金屬框架分為上層、中間層和底層；在上述三層金屬框架的底層，安裝有氫燃料電池電堆10、儲(chǔ)氫瓶15、用于氫燃料電池電堆10散熱的散熱風(fēng)扇、用于固定儲(chǔ)氫瓶15的儲(chǔ)氫瓶固定裝置16、以及用于壓緊及拆卸儲(chǔ)氫瓶15的拆卸門13，拆卸門13與背面封板平齊、且位于背面封板的下方；在上述三層金屬框架的中間層，安裝有逆變器8與氣路控制元件，逆變器8與氣路控制元件電連接；在氣路控制元件的側(cè)面設(shè)有儲(chǔ)氣瓶充氣裝置，儲(chǔ)氣瓶控制裝置與氣路控制兀件連接； 在上述三層金屬框架的上層，安裝有DC/DC轉(zhuǎn)換器6、控制器5、以及用于向控制器5供電的蓄電池14 ;蓄電池14，分別與逆變器8、DC/DC轉(zhuǎn)換器6及控制器5電連接；控制器5，分別與顯示器I、散熱風(fēng)扇及氣路控制元件電連接。具體地，在上述實(shí)施例中，氫燃料電池電堆10安裝在三層金屬框架底層的正面方向，儲(chǔ)氫瓶15安裝在三層金屬框架底層的背面方向，拆卸門13安裝在儲(chǔ)氫瓶15旁邊；逆變器8安裝在三層金屬框架中間層的中間位置，氣路控制元件安裝在三層金屬框架中間層的區(qū)域空間，儲(chǔ)氣瓶充氣裝置安裝在氣路控制元件的側(cè)面。優(yōu)選地，在上述實(shí)施例中，氫燃料電池電堆10采用自加濕結(jié)構(gòu)；在氫燃料電池電堆10中，膜電極采用具有排水或保水功能的多網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，電堆冷卻空氣流道與反應(yīng)空氣流道分離。優(yōu)選地，在上述實(shí)施例中，在封閉式殼體的側(cè)面，設(shè)有用于外接氣源的充氣接口 3，充氣接口 3與儲(chǔ)氣瓶充氣裝置連通。其中，上述氣路控制元件，包括用于控制儲(chǔ)氣瓶開關(guān)的氫氣開關(guān)，用于自動(dòng)轉(zhuǎn)換向氫燃料電池電堆10提供氫燃料的儲(chǔ)氣瓶的儲(chǔ)氣瓶轉(zhuǎn)換開關(guān)，用于預(yù)警的預(yù)警開關(guān)，以及用于切換儲(chǔ)氫瓶15與外接氣源的自動(dòng)切換開關(guān)；自動(dòng)切換開關(guān)，分別與充氣接口 3及儲(chǔ)氣瓶轉(zhuǎn)換開關(guān)連接。進(jìn)一步地，在上述實(shí)施例中，在封閉式殼體的側(cè)面，對(duì)稱地設(shè)有一對(duì)把手(如把手2);在封閉式殼體的背面封板上，設(shè)有DC輸出接口 11、逆變器8電源插孔與AC輸出接口 12，逆變器8電源插孔與背面封板貼平；DC輸出接口 11與DC/DC轉(zhuǎn)換器6和/或蓄電池14電連接，AC輸出接口 12及逆變器8電源插孔與逆變器8電連接；在封閉式殼體的底部四角，對(duì)稱地安裝有四個(gè)具有剎車功能的萬向腳輪，每個(gè)萬向腳輪配合設(shè)有萬向腳輪副剎車4。上述實(shí)施例的便攜式氫燃料電池電源，具有以下特點(diǎn)⑴自加濕、多網(wǎng)絡(luò)膜電極技術(shù)，使膜電極的功率密度達(dá)到O. 5ff/cm2 ；⑵膜電極的排水性能/保水性能優(yōu)越，具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性；⑶采用電堆冷卻空氣與反應(yīng)空氣的自動(dòng)分離調(diào)節(jié)技術(shù)；⑷燃料氫氣使用方便，采用金屬儲(chǔ)氫與燃料電池一體化系統(tǒng)和外接氣源兩種模式；(5)散熱和保濕等問題可以得到解決，工作溫度低、熱輻射少、排放物為水，無其它污染物；(6)啟動(dòng)快、比功率高，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。綜上所述，本實(shí)用新型各實(shí)施例的便攜式氫燃料電池電源，由于氫燃料電池電堆采用自加濕結(jié)構(gòu)，配有外接氣源與儲(chǔ)氫瓶；在該氫燃料電池電堆中，膜電極采用具有排水或保水功能的多網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，電堆冷卻空氣流道與反應(yīng)空氣流道分離；從而可以克服現(xiàn)有技術(shù)中結(jié)構(gòu)不合理、熱福射大、比功率低、氣源單一與攜帶不方便的缺陷，以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)合理、熱福射小、比功率高、氣源多、操作方便的優(yōu)點(diǎn)。最后應(yīng)說明的是以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn) 行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種便攜式氫燃料電池電源，其特征在于，包括具有前面門板和背面封板的封閉式殼體，設(shè)置在前面門板上的顯示器，以及配合安裝在所述封閉式殼體內(nèi)部的三層金屬框架； 在所述三層金屬框架的底層，安裝有氫燃料電池電堆、儲(chǔ)氫瓶、以及用于氫燃料電池電堆散熱的散熱風(fēng)扇； 在所述三層金屬框架的中間層，安裝有逆變器與氣路控制元件，所述逆變器與氣路控制兀件電連接； 在所述三層金屬框架的上層，安裝有DC/DC轉(zhuǎn)換器、控制器、以及用于向控制器供電的蓄電池；所述蓄電池，分別與逆變器、DC/DC轉(zhuǎn)換器及控制器電連接；所述控制器，分別與顯示器、散熱風(fēng)扇及氣路控制元件電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的便攜式氫燃料電池電源，其特征在于，所述氫燃料電池電堆采用自加濕結(jié)構(gòu)；在所述氫燃料電池電堆中，膜電極采用具有排水或保水功能的多網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，電堆冷卻空氣流道與反應(yīng)空氣流道分離。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的便攜式氫燃料電池電源，其特征在于，在所述三層金屬框架的底層，還設(shè)有用于固定儲(chǔ)氫瓶的儲(chǔ)氫瓶固定裝置、以及用于壓緊及拆卸儲(chǔ)氫瓶的拆卸門，所述拆卸門與背面封板平齊、且位于背面封板的下方。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的便攜式氫燃料電池電源，其特征在于，在所述三層金屬框架的中間層，在氣路控制元件的側(cè)面設(shè)有儲(chǔ)氣瓶充氣裝置，所述儲(chǔ)氣瓶控制裝置與氣路控制兀件連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的便攜式氫燃料電池電源，其特征在于，所述氣路控制元件，包括用于控制儲(chǔ)氣瓶開關(guān)的氫氣開關(guān)，用于自動(dòng)轉(zhuǎn)換向氫燃料電池電堆提供氫燃料的儲(chǔ)氣瓶的儲(chǔ)氣瓶轉(zhuǎn)換開關(guān)，以及用于預(yù)警的預(yù)警開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的便攜式氫燃料電池電源，其特征在于，在所述封閉式殼體的側(cè)面，設(shè)有用于外接氣源的充氣接口 ；所述充氣接口與儲(chǔ)氣瓶充氣裝置連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的便攜式氫燃料電池電源，其特征在于，所述氣路控制元件，還包括用于切換儲(chǔ)氫瓶與外接氣源的自動(dòng)切換開關(guān)，所述自動(dòng)切換開關(guān)，分別與充氣接口及儲(chǔ)氣瓶轉(zhuǎn)換開關(guān)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的便攜式氫燃料電池電源，其特征在于，在所述封閉式殼體的側(cè)面，對(duì)稱地設(shè)有一對(duì)把手。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的便攜式氫燃料電池電源，其特征在于，在所述封閉式殼體的背面封板上，設(shè)有DC輸出接口、逆變器電源插孔與AC輸出接口，逆變器電源插孔與背面封板貼平；所述DC輸出接口與DC/DC轉(zhuǎn)換器和/或蓄電池電連接，所述AC輸出接口及逆變器電源插孔與逆變器電連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的便攜式氫燃料電池電源，其特征在于，在所述封閉式殼體的底部四角，對(duì)稱地安裝有四個(gè)具有剎車功能的萬向腳輪。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種便攜式氫燃料電池電源，包括封閉式殼體、顯示器與三層金屬框架；在三層金屬框架的底層，安裝有氫燃料電池電堆、儲(chǔ)氫瓶與散熱風(fēng)扇；在三層金屬框架的中間層，安裝有逆變器與氣路控制元件，逆變器與氣路控制元件電連接；在三層金屬框架的上層，安裝有DC/DC轉(zhuǎn)換器、控制器與蓄電池；蓄電池，分別與逆變器、DC/DC轉(zhuǎn)換器及控制器電連接；控制器，分別與顯示器、散熱風(fēng)扇及氣路控制元件電連接。本實(shí)用新型所述便攜式氫燃料電池電源，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中結(jié)構(gòu)不合理、熱輻射大、比功率低、氣源單一與攜帶不方便等缺陷，以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)合理、熱輻射小、比功率高、氣源多、操作方便的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01M8/22GK202363540SQ20112050875
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者周惠敏, 孫穎, 張寶利, 鄒志剛, 雷一杰, 顧軍, 黃林 申請(qǐng)人:南京大學(xué), 南京大學(xué)昆山創(chuàng)新研究院, 昆山桑萊特新能源科技有限公司