[实用新型]一种氢能叉车供电系统及其驱动电路

说明书

本实用新型提供一种氢能叉车供电系统，其包括反应水池、氢气纯化单元、燃料电池、燃料电池控制系统、控制器、操作控制单元和钛酸锂电池。本实用新型还提供一种用于如上所述的氢能叉车供电系统的驱动电路，其包括燃料电池系统、DC/DC变换器、控制器、叉车电动液压机、钛酸锂电池、除法器、比较元件、PI调节器、PWM控制器、门级驱动器以及二极管。本文所述的氢能叉车供电系统结构紧凑，占用体积小，且在驱动电路的调节下，可以避免了输入到燃料电池堆的氢气大幅变化。

技术领域

本发明涉及新能源和叉车技术领域，具体涉及一种氢能叉车供电系统及其驱动电路。

背景技术

燃料电池(Fuel Cell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。它从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。燃料电池的一般结构为:燃料(负极)—电解质(液态或固态)—氧化剂(正极)。燃料有气态如氢气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物,液态如液氢、甲醇、高价碳氢化合物和液态金属,还有固态如碳等。氧化剂为纯氧、空气和卤素。电解质是离子导电而非电子导电的材料,液态电解质分为碱性和酸性电解液,固态电解质有质子交换膜和氧化锆隔膜等。

在氢氧燃料电池中,氢和氧在各自的电极反应。氧电极进行氧化反应,放出电子,氢电极进行还原反应,吸收电子,总反应为:

O₂+2H₂→2H₂O

反应结果是氢和氧发生电化学燃烧,生成水和产生电能。由热力学变量可得到以下理论电动势和理论热效率公式：

Eo＝－(ΔG/2F)＝1.23Vη＝ΔG/ΔH＝83.0％

式中,ΔG和ΔH分别为自由能变化和热焓变化,F是法拉第常数。

从燃料电池的工作原理可以看出，燃料电池工作时的副产物只有水和热量，且噪音小，发电效率高。

现有技术中已有多篇文献报道将燃料电池用于为叉车供电，但大多采取钢瓶来储存氢气。这既占用了叉车有限的空间，又有一定的安全隐患。

为此，本领域持续需要开发一种氢能叉车供电系统及其驱动电路。

发明内容

本申请之目的首先在于提供一种氢能叉车供电系统，从而解决上述现有技术中的技术问题。

本申请之目的还在于提供一种用于上述氢能叉车供电系统的驱动电路。

为了解决上述技术问题，本申请提供以下技术方案。

在第一方面中，本申请提供一种氢能叉车供电系统，其特征在于，所述氢能叉车供电系统包括反应水池、氢气纯化单元、燃料电池、燃料电池控制系统、控制器、操作控制单元和钛酸锂电池，

其中，所述反应水池与所述氢气纯化单元流体连通，用于通过固态储氢材料与水的反应来提供氢气；

其中，所述氢气纯化单元用于纯化来自所述反应水池的氢气，且为所述燃料电池提供纯化后的氢气；

其中，所述燃料电池控制系统与控制器通讯连接，且所述燃料电池控制系统与所述氢气纯化单元通讯连接，与所述燃料电池通讯连接，所述燃料电池控制系统构造成基于所述燃料电池的信号来控制所述氢气纯化单元向所述燃料电池供应的氢气的气压和流速；

其中，所述燃料电池的输出端同时与钛酸锂电池的输入端以及叉车电动液压机的输入端电连接；

其中，所述钛酸锂电池与控制器通讯连接，且所述钛酸锂电池的输出端与所述叉车电动液压机的输入端电连接；

其中，所述操作控制单元与所述控制器连接，用于操作叉车。