本實用新型涉及備用電源領域，具體而言是一種通信基站燃料電池。

背景技術：

通信基站備用電源穩(wěn)定可靠的運行是整個通信系統(tǒng)正常運行的基礎，因此，通信基站電源的配置必須合理、規(guī)范。通信設備直流負荷的容量直接影響到通信電源直流系統(tǒng)的設計，是最重要的設計依據(jù)，它的準確程度將直接影響到電源系統(tǒng)的可靠性。由于移動基站的數(shù)量眾多,這種影響在電源系統(tǒng)的設計中則更加顯著。移動基站具有數(shù)量眾多、站址分散的特點，同時許多基站的交流供電不穩(wěn)定，如存在季節(jié)性的停電、電壓波動大等因素，使用基站電源的維護任務十分繁重。因此，要求基站電源的設計必須考慮到這些因素。在直流系統(tǒng)的設計中，既要使電源設備保證一定的冗余量，在基站停電時能夠為基站內(nèi)通信設備維持一定的供電時間，又要充分考慮到建設的經(jīng)濟性，而不是一味地增大電源設備的容量配置。

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，同時鉛酸蓄電池一般僅能維持通訊基站2小時左右供電。

通信基站燃料電池備用電源是在現(xiàn)有燃料電池技術基礎上，通過將關鍵燃料電池、燃料電池總控系統(tǒng)、氫氣供給系統(tǒng)等結合，與移動基站電源端口相匹配，為通信基站設備應急供電，實現(xiàn)通訊服務的不中斷；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。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，其反應物就是純凈無暇的水，完全無污染，而燃料電池則能在6個儲氫罐的持續(xù)供氣下，支持移動通訊基站連續(xù)運轉48個小時。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域重點研發(fā)的方向之一。通訊基站燃料電池備用電源的研發(fā)使用標志著我國燃料電池工業(yè)化應用已正式起步，同時也是我國通訊領域走向綠色低碳的重要標志。研發(fā)一種具有經(jīng)濟性、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，是目前備用電源領域的研發(fā)重點方向之一。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術的缺陷，本實用新型提供一種新的通信基站燃料電池，通過將關鍵燃料電池、燃料電池總控系統(tǒng)、氫氣供給系統(tǒng)等結合，與移動基站電源端口相匹配，為通信基站設備應急供電，實現(xiàn)通訊服務的不中斷；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。

本實用新型為實現(xiàn)上述目的，所采用的技術方案是：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化執(zhí)行器；

減壓閥：通過調(diào)節(jié)，將氫氣進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能直接轉化為電能的發(fā)電裝置；

DC模塊：電源模塊，為負載提供穩(wěn)定的輸出電壓；

鋰電池：提供不間斷電源，實現(xiàn)系統(tǒng)無縫供電；

不間斷電源:向負載提供可靠、穩(wěn)定的交流電，提供電壓保護功能；

可編程控制器：信號采集、算數(shù)運算、控制系統(tǒng)的運行；

人機界面：控制系統(tǒng)和用戶之間進行交互和信息交換的媒介；

檢測傳感器：檢測現(xiàn)場指標，給可編程控制器提供信號,從而達到自動控制；

執(zhí)行器：可編程控制器提供控制信號，控制相應執(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、人機界面、檢測傳感器、執(zhí)行器通過電源線和控制線依次相連。

進一步的，所述氫氣組分成2組，每組3瓶；

進一步的，所述檢測傳感器包括包括電壓檢測、電流檢測和溫度檢測；

進一步的，所述檢測傳感器可以檢測電壓，包括高壓檢測和低壓檢測；

進一步的，所述檢測傳感器設置有無線發(fā)射裝置，可以將檢測信號以無線方式傳遞給可編程控制器；

進一步的，所述人機界面采用觸屏式屏幕；更加方便人機交互；

本實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，到達燃料電池陰極板，而電子是不能通過質(zhì)子交換膜的這個電子，只能經(jīng)外部電路，到達燃料電池陰極板，從而在外電路中產(chǎn)生電流，電子到達陰極板后，與氧原子和氫離子重新結合為水，由于供應給陰極板的氧，可以從空氣中獲得，因此只要不斷地給陽極板供應氫，給陰極板供應空氣，并及時把水蒸氣帶走，就可以不斷地提供電能。

燃料電池的運行需要一系列輔助設備與之共同構成燃料電池發(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)等構成。電池堆是系統(tǒng)的核心，承擔把化學能轉化成電能的任務；氫氣系統(tǒng)的任務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)通過傳感器檢測的信號，利用一定的控制策略保證系統(tǒng)正常工作。

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

1、本實用新型的產(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。

2、本實用新型將關鍵燃料電池、燃料電池總控系統(tǒng)、氫氣供給系統(tǒng)等結合，與移動基站電源端口相匹配，為通信基站設備應急供電，實現(xiàn)通訊服務的不中斷。

3、本實用新型的產(chǎn)品的外觀設計簡潔美觀，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，并具有廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1是本實用新型的實施例的示意圖，其中：

1—氫氣組，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-人機界面，10-檢測傳感器，11-執(zhí)行器；

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本實用新型；

如圖1所示，本實用新型的較佳實施例，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化執(zhí)行器；

減壓閥3：通過調(diào)節(jié)，將氫氣進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能直接轉化為電能的發(fā)電裝置；

DC模塊5：電源模塊，為負載提供穩(wěn)定的輸出電壓；

鋰電池6：提供不間斷電源，實現(xiàn)系統(tǒng)無縫供電；

不間斷電源7:向負載提供可靠、穩(wěn)定的交流電，提供電壓保護功能；

可編程控制器8：信號采集、算數(shù)運算、控制系統(tǒng)的運行；

人機界面9：控制系統(tǒng)和用戶之間進行交互和信息交換的媒介；

檢測傳感器10：檢測現(xiàn)場指標，給可編程控制器提供信號,從而達到自動控制；

執(zhí)行器11：可編程控制器提供控制信號，控制相應執(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、人機界面9、檢測傳感器10、執(zhí)行器11通過電源線和控制線依次相連。

進一步的，所述氫氣組1分成2組，每組3瓶；

進一步的，所述檢測傳感器10包括包括電壓檢測、電流檢測和溫度檢測；

進一步的，所述檢測傳感器10可以檢測電壓，包括高壓檢測和低壓檢測；

進一步的，所述檢測傳感器10設置有無線發(fā)射裝置，可以將檢測信號以無線方式傳遞給可編程控制器；

進一步的，所述人機界面9采用觸屏式屏幕；更加方便人機交互；

本實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，其反應物就是純凈無暇的水，完全無污染，而燃料電池則能在6個儲氫罐的持續(xù)供氣下，支持移動通訊基站連續(xù)運轉48個小時。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域重點研發(fā)的方向之一。通訊基站燃料電池備用電源的研發(fā)使用標志著我國燃料電池工業(yè)化應用已正式起步，同時也是我國通訊領域走向綠色低碳的重要標志。

本實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，到達燃料電池陰極板，而電子是不能通過質(zhì)子交換膜的，這個電子，只能經(jīng)外部電路，到達燃料電池陰極板，從而在外電路中產(chǎn)生電流，電子到達陰極板后，與氧原子和氫離子重新結合為水，由于供應給陰極板的氧，可以從空氣中獲得，因此只要不斷地給陽極板供應氫，給陰極板供應空氣，并及時把水蒸氣帶走，就可以不斷地提供電能。

燃料電池的運行需要一系列輔助設備與之共同構成燃料電池發(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)等構成。電池堆是系統(tǒng)的核心，承擔把化學能轉化成電能的任務；氫氣系統(tǒng)的任務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)通過傳感器檢測的信號，利用一定的控制策略保證系統(tǒng)正常工作。

綜上所述，本實施例的具有多方面實用新型的優(yōu)勢，通過將關鍵燃料電池、燃料電池總控系統(tǒng)、氫氣供給系統(tǒng)等結合，與移動基站電源端口相匹配，為通信基站設備應急供電，實現(xiàn)通訊服務的不中斷；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。

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