[实用新型]一种用于低温运行的便携式燃料电池系统

说明书

本实用新型涉及一种用于低温运行的便携式燃料电池系统，在该系统中共设有四处保温措施，第一处为在绝缘板和极板之间设有第一加热单元，第二处为在锂电池外部设置第二加热单元，第三处为在进氢管路和进氢电磁阀上缠绕加热线，第四处为在排氢管路和排氢电磁阀上缠绕加热线。与现有技术相比，本实用新型可保证便携式的小型燃料系统能在‑30℃以内的环境温度中正常运行。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种用于低温运行的便携式燃料电池系统。

背景技术

随着新能源时代的不断发展，氢燃料电池系统作为高环保的一种能源也逐渐进入人们的视野中，比如大型的发电备用基站，氢燃料电池公交车等。为了扩大燃料电池的应用领域，现在市面上出现了便携式燃料电池，其主要应用场景为单兵供电、野外应急供电、通信设备供电及车载供电等，具有轻量、便携、多电压等级、多接口输出的优点，同时，该系统结构简单、安全稳定、可靠性高、噪声小、红外特性不明显且无污染等特点，深受大家关注。

便携式燃料电池的核心为电堆，在电堆的两端均设有极板，并通过两块端板将电堆及极板夹持，并在极板和端板之间设有绝缘板。电堆设有氢气进口和氢气出口，其中，氢气进口与氢气进气管路连接，并设有进气电磁阀，氢气出口与氢气出气管路连接，并设有排气电磁阀。便携式燃料电池还设有主控板和锂电池，主控板用于控制进气电磁阀、排气电磁阀的开闭，而锂电池用于给主控板、进气电磁阀、排气电磁阀等提供能量。

由于便携式燃料电池需要适应一些特殊的环境，也遇到了许多关键的难题。比如对于恶劣低温环境如-20℃及以下环境中，氢燃料电池的发电性能将大大下降。因此，本领域急需一种适用于低温环境下运行的便携式燃料电池系统。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能在低温下启动及正常持续运行的便携式燃料电池系统。

为了实现本实用新型之目的，本申请提供以下技术方案。

在第一方面中，本申请提供一种用于低温运行的便携式燃料电池系统，所述燃料电池系统包括电堆、极板、绝缘板、端板、主控板、进氢管路、排氢管路和锂电池，其中，所述极板、绝缘板和端板分别依次设置在电堆的两侧，并通过两块端板将极板、绝缘板以及电堆夹持并固定，所述进氢管路与电堆的进气口连接，并在电堆的进气口设置进氢电磁阀，所述排氢管路与电堆的排气口连接，并在电堆的排气口设置排氢电磁阀，所述主控板与进氢电磁阀及排氢电磁阀连接并用于控制进氢电磁阀及排氢电磁阀的开闭，所述锂电池用于给主控板、进氢电磁阀及排氢电磁阀提供电能，所述绝缘板和极板之间设有第一加热单元。本申请为了保证电堆能在低温下启动并持续运行，在绝缘板和极板之间增设第一加热单元，其产生的热量可透过极板持续对电堆进行加热，从而使得电堆内部保持在一个合适的工作温度下。

在第一方面的一种实施方式中，所述第一加热单元为第一PI加热膜，所述第一PI加热膜内的电热丝与锂电池及电堆通过电路连接。PI加热膜为现有产品，其外部为绝缘的聚酰亚胺薄膜，内部为电热丝，材质包括金属合金、碳素、石墨烯等。当燃料电池启动时，第一PI加热膜通过电路与锂电池连接，利用锂电池的电能进行加热，对电堆进行加热，确保其在低温下能够启动；当电堆正常运行时，断开锂电池和第一PI加热膜的连接，连通电堆与第一PI电热膜的电路，利用电堆自身产生的电能，使得第一PI加热膜发热，从而使其持续对电堆加热，保证电堆的持续正常运行。另外，本申请可通过电路调节第一PI加热膜的发热面积，从而调节所使用的第一PI加热膜内电热丝的功率，起到调节温度的目的，该调节可通过主控板完成。