一種分體式甲醇燃料電池后備電源的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種分體式甲醇燃料電池后備電源，包括室內(nèi)機和室外機，所述室內(nèi)機包括氫燃料電池模塊，并經(jīng)與之相連的直流供電單元后連接直流負(fù)載；該直流供電單元的輸出端還經(jīng)交流供電單元后連接交流負(fù)載；所述室外機包括依次連接的甲醇制氫重整器、甲醇儲料罐和氫緩存單元，該氫緩存單元的輸出端經(jīng)過管道連接到所述室內(nèi)機中的氫燃料電池模塊。本實用新型不僅部署靈活，而且燃料電池模塊移于室內(nèi)，可以降低能耗并極大地延長氫燃料電池模塊的壽命。本實用新型不僅可用于通信基站，還可適用于其他電力配電應(yīng)用場合。
【專利說明】一種分體式甲醇燃料電池后備電源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種通信機房配電設(shè)備，尤其是一種通信基站用電源，具體的說是一種分體式甲醇燃料電池后備電源。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，移動通信基站后備電源普遍采用48V蓄電池組，蓄電池的使用壽命較短，每隔幾年就要更換一批，而蓄電池的生產(chǎn)、處置過程會增加環(huán)境污染、資源消耗，因此迫切需要尋找替代后備電源方案。燃料電池就是一種具有前景的方案，而采取以甲醇作為燃料的方案，是對氫燃料電池方案的一種改進。目前，一般是將整個后備電源放在室外，造成設(shè)備體積過大，占用過多室外綠地面積、影響景觀，甚至可能會遭到周圍居民投訴。如果將后備電源進行適當(dāng)拆分，并分別放置于室內(nèi)和室外，不僅可減小室外占地面積，還可減小室外氣溫對電池模塊的影響，具有很好的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是提供一種使用甲醇燃料電池，并具有較強環(huán)境適應(yīng)能力的通信基站用后備電源。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案是:
[0005]一種分體式甲醇燃料電池后備電源，包括室內(nèi)機和室外機，所述室內(nèi)機包括氫燃料電池模塊，并經(jīng)與之相連的直流供電單元后連接直流負(fù)載，使來自電池模塊的電壓經(jīng)過變換后輸出給直流負(fù)載；該直流供電單元的輸出端還經(jīng)交流供電單元后連接交流負(fù)載，將直流電變換成交流電后輸出給交流負(fù)載；所述室外機包括依次連接的甲醇制氫重整器、甲醇儲料罐和氫緩存單元，該氫緩存單元的輸出端經(jīng)過管道連接到所述室內(nèi)機中的氫燃料電池模塊。
[0006]所述直流供電單元包括DC-DC變換器和輔助電池組，該DC-DC變換器的輸入端連接氫燃料電池模塊，輸出端連接所述輔助電池組后，共同連接直流負(fù)載。
[0007]所述交流供電單元包括DC-AC變換器和自動切換開關(guān)I，其中，DC-AC變換器的輸入端連接所述DC-DC變換器的輸出端；所述自動切換開關(guān)I的一個輸入端與DC-AC變換器的輸出端相連，另一個輸入端連接220V市電，該自動切換開關(guān)I的輸出端連接交流負(fù)載。
[0008]所述室內(nèi)機還包括為室外機供電單元，該室外機供電單元包括AC-DC變換器和自動切換開關(guān)2 ;所述AC-DC變換器的輸入端與220V市電相連；所述自動切換開關(guān)2的一個輸入端與AC-DC變換器的輸出端相連，另一個輸入端連接DC-DC變換器的輸出端和輔助電池組；該自動切換開關(guān)2的輸出端連接到室外機中的甲醇制氫重整器。
[0009]所述室外機中還包括檢測氫氣泄漏的氫氣檢測探頭，該氫氣檢測探頭與設(shè)置于室內(nèi)機中的氫氣泄漏指示相連。
[0010]所述室內(nèi)機還包括與甲醇儲料罐相連的燃料量指示。
[0011]所述室內(nèi)機和室外機之間設(shè)有綜合管道，該綜合管道內(nèi)設(shè)有連接氫燃料電池模塊的排水管和排氣管及其他連接室內(nèi)機和室外機的管線，所述排水管和排氣管均開口于室外機上。
[0012]所述室內(nèi)機還設(shè)有供氫燃料電池模塊換風(fēng)之用的進風(fēng)口和出風(fēng)口。
[0013]所述室外機還設(shè)有供甲醇制氫重整器排氣的排氣口 I。
[0014]本實用新型的有益效果:
[0015]本實用新型思路新穎、設(shè)計合理，采用分體式安裝方式，一方面避免了室外部分設(shè)備體積過大、影響景觀，另一方面將燃料電池模塊移于室內(nèi)，冬天避免結(jié)冰、夏天避免太陽直曬過熱，可以降低能耗并極大地延長燃料電池模塊的壽命。本實用新型不僅可用于通信基站，還可適用于其他電力配電應(yīng)用場合。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0018]如圖1所示，本實用新型包括室內(nèi)機和室外機，所述室內(nèi)機包括型號為SXFC-FEE5KW1的氫燃料電池模塊，并經(jīng)與之相連的直流供電單元后連接直流負(fù)載，使來自電池模塊的電壓經(jīng)過變換后輸出給直流負(fù)載。該直流供電單元的輸出端還經(jīng)交流供電單元后連接交流負(fù)載，將直流電變換成交流電后輸出給交流負(fù)載；所述室外機包括依次連接的甲醇制氫重整器、甲醇儲料罐和氫緩存單元，該氫緩存單元的輸出端經(jīng)過管道連接到所述室內(nèi)機中的氫燃料電池模塊。所述甲醇儲料罐提供甲醇原料給甲醇制氫重整器生產(chǎn)氫氣，然后經(jīng)氫緩存單元緩存后通過連接氫燃料電池模塊的管道給氫燃料電池模塊輸送氫氣，使該氫燃料電池模塊生產(chǎn)電力。所述氫緩存單元的輸出端還設(shè)有安全閥，可當(dāng)其內(nèi)壓力過大時，進行放氣泄壓，以保證安全。所述直流供電單元包括DC-DC變換器和輔助電池組，該DC-DC變換器可對經(jīng)過其的電流進行電壓變換，其輸入端連接氫燃料電池模塊，輸出端連接所述輔助電池組后，共同連接到直流負(fù)載，將來自電池模塊的電壓進行變換后，輸出給負(fù)載。所述交流供電單元包括DC-AC變換器和自動切換開關(guān)I，其中，DC-AC變換器的輸入端連接所述直流供電單元的DC-DC變換器的輸出端，可將來自直流供電單元的直流電變化成交流電；所述自動切換開關(guān)I的一個輸入端與DC-AC變換器的輸出端相連,另一個輸入端連接220V市電，其輸出端連接到交流負(fù)載，使其可在市電和電池供電之間進行切換后輸出給負(fù)載。所述室內(nèi)機還包括為室外機供電單元，該室外機供電單元包括AC-DC變換器和自動切換開關(guān)2 ;所述AC-DC變換器的輸入端與220V市電相連；所述自動切換開關(guān)2的一個輸入端與AC-DC變換器的輸出端相連，另一個輸入端連接DC-DC變換器的輸出端和輔助電池組，其輸出端連接到室外機中的甲醇制氫重整器，使其可在市電和電池供電之間進行切換，保證該室外機供電單元可在市電來電或斷電的情況下，為室外機提供電力。所述室外機中還包括檢測氫氣泄漏的氫氣檢測探頭，該氫氣檢測探頭與設(shè)置于室內(nèi)機中的氫氣泄漏指示相連。使得在室內(nèi)即可監(jiān)測室外機中的氫氣泄漏情況。所述室內(nèi)機還包括與甲醇儲料罐相連的燃料量指示，使得在室內(nèi)即可了解甲醇燃料的使用和剩余情況。所述室內(nèi)機和室外機之間設(shè)有綜合管道，該綜合管道內(nèi)設(shè)有連接氫燃料電池模塊的排水管和排氣管及其他連接室內(nèi)機和室外機的管線，不僅便于安裝和維護，而且美觀整潔。所述排水管和排氣管均開口于室外機上，利于室內(nèi)機中的氫燃料電池模塊在生產(chǎn)電力時的排氣和排水，且可保持室內(nèi)機的整潔。所述室內(nèi)機還設(shè)有供氫燃料電池模塊換風(fēng)之用的進風(fēng)口和出風(fēng)口，對其進行換熱，同時亦可改善室內(nèi)機的空氣環(huán)境，滿足其生產(chǎn)電力需要。所述室外機還設(shè)有供甲醇制氫重整器排氣的排氣口 1，及時排除在制氫過程中產(chǎn)生的廢氣。
[0019]本實用新型的工作原理為:在正常情況下，通信基站由市電提供電源，通過220VAC轉(zhuǎn)換為54V直流電源，通過直流供電單元為基站設(shè)備供電，甲醇燃料電池后備電源啟動后進入備用狀態(tài)。
[0020]甲醇燃料電池后備電源的啟動，首先要進行對甲醇制氫重整器進行加電預(yù)熱約10小時，以使甲醇制氫重整器進入制氫待命狀態(tài)，加熱和保溫工作是由室內(nèi)機部分的室外機供電單元來完成。市電來電時，經(jīng)過AC-DC變換器變換為54V電源，再經(jīng)過自動切換開關(guān)2給室外機的甲醇制氫重整器供電。當(dāng)市電斷電時，自動切換開關(guān)2將輸入端連接到輔助電池的輸出端，由輔助電池繼續(xù)供電，同時啟動氫燃料電池模塊、甲醇制氫重整器。氫燃料電池模塊將在3分鐘內(nèi)完全接管供電任務(wù)，輔助電池停止供電。
[0021]室內(nèi)機的交流供電單元包含一個自動切換開關(guān)1，當(dāng)市電來電時，將交流負(fù)載切換至IJ直接由市電供電，當(dāng)市電斷電時，由DC-AC變換器輸出220VAC對負(fù)載供電。
[0022]室內(nèi)機中的燃料量指示和氫氣泄漏指示使得本設(shè)備在室內(nèi)即可監(jiān)控室外機的燃料量、氫氣泄漏等情況。
[0023]本實用新型未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種分體式甲醇燃料電池后備電源，包括室內(nèi)機和室外機，其特征是所述室內(nèi)機包括氫燃料電池模塊，并經(jīng)與之相連的直流供電單元后連接直流負(fù)載，使來自電池模塊的電壓經(jīng)過變換后輸出給直流負(fù)載；該直流供電單元的輸出端還經(jīng)交流供電單元后連接交流負(fù)載，將直流電變換成交流電后輸出給交流負(fù)載；所述室外機包括依次連接的甲醇制氫重整器、甲醇儲料罐和氫緩存單元，該氫緩存單元的輸出端經(jīng)過管道連接到所述室內(nèi)機中的氫燃料電池模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述分體式甲醇燃料電池后備電源，其特征是所述直流供電單元包括DC-DC變換器和輔助電池組，該DC-DC變換器的輸入端連接氫燃料電池模塊，輸出端連接所述輔助電池組后，共同連接直流負(fù)載。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述分體式甲醇燃料電池后備電源，其特征是所述交流供電單元包括DC-AC變換器和自動切換開關(guān)I，其中，DC-AC變換器的輸入端連接所述DC-DC變換器的輸出端；所述自動切換開關(guān)I的一個輸入端與DC-AC變換器的輸出端相連,另一個輸入端連接220V市電，該自動切換開關(guān)I的輸出端連接交流負(fù)載。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述分體式甲醇燃料電池后備電源，其特征是所述室內(nèi)機還包括為室外機供電單元，該室外機供電單元包括AC-DC變換器和自動切換開關(guān)2 ;所述AC-DC變換器的輸入端與220V市電相連；所述自動切換開關(guān)2的一個輸入端與AC-DC變換器的輸出端相連，另一個輸入端連接DC-DC變換器的輸出端和輔助電池組；該自動切換開關(guān)2的輸出端連接到室外機中的甲醇制氫重整器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述分體式甲醇燃料電池后備電源，其特征是所述室外機中還包括檢測氫氣泄漏的氫氣檢測探頭，該氫氣檢測探頭與設(shè)置于室內(nèi)機中的氫氣泄漏指示相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述分體式甲醇燃料電池后備電源，其特征是所述室內(nèi)機還包括與甲醇儲料罐相連的燃料量指示。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述分體式甲醇燃料電池后備電源，其特征是所述室內(nèi)機和室外機之間設(shè)有綜合管道，該綜合管道內(nèi)設(shè)有連接氫燃料電池模塊的排水管和排氣管及其他連接室內(nèi)機和室外機的管線，所述排水管和排氣管分別連接到室外機上的排水口和排氣口 2。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述分體式甲醇燃料電池后備電源，其特征是所述室內(nèi)機還設(shè)有供氫燃料電池模塊換風(fēng)之用的進風(fēng)口和出風(fēng)口。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述分體式甲醇燃料電池后備電源，其特征是所述室外機還設(shè)有供甲醇制氫重整器排氣的排氣口 I。
【文檔編號】H02J9/06GK203674787SQ201320810673
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】呂冬陽, 李飛, 王世崗, 孫蘭 申請人:中通服節(jié)能技術(shù)服務(wù)有限公司