[发明专利]低启动电力的燃料电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料电池系统，特别是一种适用于以电力提供系统启动热能的燃料电池系统。

背景技术

近年来，人们期待找到取代汽油的能源，故而在燃料电池系统的制作技术上投注了许多研究，其中，为了提供更多样化的用途需求，因此，减少燃料电池系统的体积与降低燃料电池系统架构的复杂度为其所欲解决的课题。

现有技术的一解决方案为将蒸发单元与电池组单元模块化，以省却部分零件的体积，然而，在此种燃料电池系统启动时，仍需在电池组单元邻近处设置有一电热片，以透过电热片将电力转换为热能而使电池组单元到达工作温度，因此需要仰赖电源供应单元提供的电力而启动系统，因此势必需要功率较大的电源供应单元，换言之，需要占有相当体积的电源供应单元，故而造成燃料电池系统缩小体积的一障碍。

发明内容

本发明目的是提供一种低启动电力的燃料电池系统，包括：一燃料槽、一蒸发单元、一反应单元、一电池堆单元、至少一启动燃烧单元、以及一后燃烧单元。燃料槽储存有一燃料；蒸发单元是连接于燃料槽；反应单元是连接于蒸发单元；电池堆单元是连接于反应单元，且电池堆单元是堆栈复数个电池；至少一启动燃烧单元是连接于蒸发单元；后燃烧单元是连接于电池堆单元，并邻设于反应单元的一侧；且燃料是自燃料槽通入蒸发单元中以汽化燃料，并接续通入至至少一启动燃烧单元进行燃烧，且在燃料电池系统到达一预定温度时，通入燃料至反应单元以对燃料进行化学反应，并自反应单元输入燃料至电池堆单元，以在其中使燃料的化学能转换为电能，且燃料是自电池堆单元通入后燃烧单元以进行燃烧。

本发明的启动燃烧单元的个数为不定数，然以三个为较佳，其中二个是分别邻设于电池堆单元的一侧，另一个是邻设于反应单元的一侧。

本发明的燃料电池系统可为模块化架构，其电池堆单元、邻设于电池堆单元的至少一启动燃烧单元、及蒸发单元可组设为一第一模块。而反应单元、邻设于反应单元的至少一启动燃烧单元、及后燃烧单元可组设为一第二模块。更甚，本发明的燃料电池系统可以是将蒸发单元、反应单元、电池堆单元、至少一启动燃烧单元、及后燃烧单元组设为一第三模块的架构。

本发明的燃料电池系统可更包括一加热单元，其是邻设于蒸发单元的一侧，且加热单元可为一电热片。

本发明的燃料电池系统可更包括一温度感测单元，其可量测燃料电池系统的电池堆单元或反应单元的温度，且温度感测单元可以贴附于电池堆单元或反应单元。

本发明的燃料电池系统可更包括至少一流量控制单元，其可连接于蒸发单元与至少一启动燃烧单元之间以控制燃料自蒸发单元通入至少一启动燃烧单元的流量，或者可连接于蒸发单元与反应单元之间以控制燃料自蒸发单元通入反应单元的流量。

本发明的燃料电池系统可更包括至少一泵，其将一助燃气体通入启动燃烧单元，泵可为一微空气泵、空气泵，而助燃气体可为来自大气的空气、一助燃气体槽内储存的压缩空气、或压缩氧气等具有助燃性质的气体。

此外，本发明的燃料电池系统可更包括至少一旁通阀单元，当反应单元的进气口是与启动燃烧单元的出口相连接时，旁通阀单元可设置在启动燃烧单元出口处以控制调节燃料是否进入启动燃烧单元燃烧，以及设置另一旁通阀单元在反应单元进气口前端以控制调节燃料是否进入反应单元，然而，本发明的燃料电池系统亦可进在连接于反应单元与至少一启动燃烧单元之间设置一旁通阀单元，以排出经至少一启动燃烧单元燃烧后的至少一种产生气体而不致通入反应单元，旁通阀单元可为一三通阀、阀、抽气帮浦、或风扇。

本发明的燃料电池系统经由邻设于电池堆单元的至少一侧的至少一启动燃烧单元而在系统启动时先通入燃料至至少一启动燃烧单元，以使燃料在至少一启动燃烧单元中燃烧放热而提供系统各单元启动时所需要的热能，因此，达到大幅降低启动电力的需求，进而缩小系统的体积，并提升系统的整体效率的功效。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例的燃料电池系统示意图；

图2是本发明另一较佳实施例的燃料电池系统示意图。

【主要组件符号说明】

燃料电池系统1，2     燃料槽11        燃料111

蒸发单元12           反应单元13      电池堆单元14

电池141，142，143    端板144，145    温度感测单元146

后燃烧单元16        加热单元18      第一模块191

第二模块192         电源供应单元20  泵21

第三模块23          旁通阀单元24