燃料電池系統(tǒng)用作車庫(kù)應(yīng)急電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種新能源技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)急電源，尤其涉及一種燃料電池系統(tǒng) 用作車庫(kù)應(yīng)急電源。
【背景技術(shù)】
[0002] 應(yīng)急電源作為備用電源在許多場(chǎng)合發(fā)揮了非常重要的作用，工業(yè)控制和數(shù)據(jù)中 心、通訊系統(tǒng)、應(yīng)急照明、辦公設(shè)備等，在市電停電的情況下，應(yīng)急電源能提供可靠的恒壓恒 頻電源。應(yīng)急電源包括EPS應(yīng)急電源、UPS不間斷電源、自備應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組、有自動(dòng)投 入裝置的獨(dú)立于正常電源的專用饋電線路、自備應(yīng)急燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組等等。
[0003] 專利201010557222公開了一種基于磷酸亞鐵鋰離子電池組的變電站直流電源應(yīng) 急系統(tǒng)，其特征是電源由若干便攜式分體結(jié)構(gòu)單元組成，且便攜式分體結(jié)構(gòu)單元之間采用 快速插接方式連接，包括鐵鋰電池組單元；配電控制開關(guān)單元；逆變器單元；充電控制單元 等等。
[0004] 專利201310113823報(bào)道了一種太陽(yáng)能充電式應(yīng)急電源系統(tǒng)，包含有太陽(yáng)能光伏 電池板、蓄電池、充放電控制電路、電氣功能構(gòu)件、電源箱體、AC220V充電器、太陽(yáng)能充電連 接線和LED照明燈等。光伏電池板的采光面積可以按需擴(kuò)展，有利于電源箱體的小型化及 提高應(yīng)急電源的輸出功率，允許遠(yuǎn)距離充電，使應(yīng)急電源的應(yīng)用不受環(huán)境制約。
[0005] 專利CN2190366公開了一種全自動(dòng)應(yīng)急電源，由市電-逆變檢測(cè)及轉(zhuǎn)換控制電路、 逆變電路、自動(dòng)充電電路、自鎖保護(hù)電路、過(guò)載檢測(cè)及延時(shí)電路、過(guò)放電檢測(cè)電路等組成。該 應(yīng)急電源的過(guò)載檢測(cè)及延時(shí)電路中采用了光電耦合器將檢測(cè)電路與延時(shí)電路連接起來(lái)，自 動(dòng)充電電路中加有用于控制充電時(shí)間的延時(shí)器，電路簡(jiǎn)單、體積小、工作穩(wěn)定，蓄電池在任 何情況下都能充足電，可用于臨時(shí)停電且需應(yīng)急供電的場(chǎng)合。
[0006] 專利201210156988是關(guān)于一種家用應(yīng)急電源。該應(yīng)急電源由6V直流電源、變壓 器耦合LC振蕩電路及其振蕩頻率調(diào)節(jié)電路、升壓電路和220V電源插座CZ組成。供電線路 突然停電，用蓄電池作為電源利用逆變技術(shù)制作的家用應(yīng)急電源。所述的家用應(yīng)急電源適 合配用日光燈、節(jié)能燈、筆記本電腦、21時(shí)彩電等小功率家用電器，可以滿足供電線路短時(shí) 間停電后的應(yīng)急照明要求，亦適用于各種小型公共場(chǎng)所的應(yīng)急照明或消防應(yīng)急電源，該應(yīng) 急電源滿負(fù)荷照明時(shí)間大于半小時(shí)。
[0007]CN201210329168. 8公開了一種智能節(jié)能型消防應(yīng)急燈具專用應(yīng)急電源系統(tǒng)，包 括供電控制單元和適配器，適配器的輸入分別與外部市電和蓄電池組連接，適配器的輸出 與供電控制單元連接，適配器為供電控制單元提供多種所需工作電壓；供電控制單元包括 CPU、充電控制模塊、蓄電池組、電源轉(zhuǎn)換模塊、輸入輸出檢測(cè)模塊和輸出回路；適配器包括 濾波整流電路、開關(guān)振蕩電路、震蕩和與脈寬調(diào)制控制電路、多路整流濾波電路、DC取樣電 路、以及DC輸出電路組。
[0008]質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC)是一種直接利用氫能的發(fā)電裝置，它把貯存在氫燃 料和氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，能量密度高、連續(xù)供電時(shí)間長(zhǎng)（取決于氫氣存儲(chǔ) 量），能量轉(zhuǎn)化效率高，環(huán)境友好，唯一排放物是水；傳統(tǒng)的蓄電池在服役完成后容易形成 再次污染，而燃料電池沒有這個(gè)問(wèn)題。因此，燃料電池技術(shù)被認(rèn)為是21世紀(jì)首選的潔凈、高 效的發(fā)電技術(shù)，作為電源在乘用車、叉車、家用熱電聯(lián)供系統(tǒng)、分布式發(fā)電系統(tǒng)、通信基站備 用電源獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
[0009] 隨著城市擴(kuò)張和汽車產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，車庫(kù)特別是地下車庫(kù)成為現(xiàn)代建筑必不可 少的配套建筑之一，在正常供電斷電后必須由應(yīng)急電源供電以保障照明和安全。針對(duì)現(xiàn)有 技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種高效、環(huán)保的地下車庫(kù)應(yīng)急電源系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種燃料電池系統(tǒng)用 作車庫(kù)應(yīng)急電源；能夠供電持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)；運(yùn)行時(shí)無(wú)污染；廢舊電池的處理也不產(chǎn)生污染，應(yīng) 用范圍廣。
[0011] 本實(shí)用新型是通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：
[0012] 燃料電池系統(tǒng)用作車庫(kù)應(yīng)急電源，結(jié)構(gòu)由PEM燃料電池系統(tǒng)、氫氣瓶、DC/DC電源 模塊、DC/AC電源模塊、切換開關(guān)、交流負(fù)載、直流負(fù)載、控制器；其中氫氣瓶通過(guò)管道和減 壓閥與PEM燃料電池系統(tǒng)連接，PEM燃料電池系統(tǒng)的直流輸出通過(guò)電線分別與DC/DC電源 模塊、DC/AC電源模塊連接，DC/DC電源模塊通過(guò)導(dǎo)線與切換開關(guān)、直流負(fù)載連接；DC/AC電 源模塊通過(guò)導(dǎo)線與切換開關(guān)、交流負(fù)載連接；控制器分別與PEM燃料電池系統(tǒng)、DC/DC電源 模塊、DC/AC電源模塊及切換開關(guān)連接。
[0013] 所述的PEM燃料電池系統(tǒng)，其內(nèi)部設(shè)置有PEM電池模塊、鼓風(fēng)機(jī)、為燃料電池系統(tǒng) 啟動(dòng)服務(wù)的蓄電池、燃料電池系統(tǒng)控制器、輸送氫氣管道、輸送空氣管道等。
[0014] 所述的鼓風(fēng)機(jī)，其能夠?yàn)殡姵啬K供應(yīng)作為氧化劑的空氣。
[0015] 所述的PEM電池模塊，包括陰極的集流板、流場(chǎng)板、氣體擴(kuò)散層、催化層，質(zhì)子交換 膜，以及陽(yáng)極的集流板、流場(chǎng)板、氣體擴(kuò)散層、催化層；且所述的PEM電池模塊，由多組電池 堆并聯(lián)構(gòu)成，電池堆數(shù)量根據(jù)不同車庫(kù)、不同負(fù)載功率的需求自行調(diào)節(jié)。
[0016] 所述的電池堆，其均設(shè)置有多個(gè)端口，便于冷或熱插拔，維護(hù)方便同時(shí)不影響電池 系統(tǒng)向外供電。
[0017] 所述的DC/DC電源模塊，其輸出的電壓等級(jí)為12V、24V、36V等。
[0018] 所述的DC/AC電源模塊，其為交流負(fù)載供電。
[0019] 所述的控制器，其能夠監(jiān)測(cè)直流負(fù)載、交流負(fù)責(zé)的供電狀態(tài)，在正常供電、斷電并 經(jīng)過(guò)延遲后，可啟動(dòng)PEM燃料電池系統(tǒng)，并向車庫(kù)應(yīng)急負(fù)載如應(yīng)急照明、門禁、消防等應(yīng)急 設(shè)施供電。
[0020] 所述的切換開關(guān)，其能夠滿足交流至交流、交流至直流的多級(jí)轉(zhuǎn)換，滿足常用車庫(kù) 所有的應(yīng)急直流負(fù)載和交流負(fù)載的用電需求。
[0021] 由于采用了以上技術(shù)，本實(shí)用新型較現(xiàn)有技術(shù)或產(chǎn)品相比，具有的有益效果如 下：
[0022] 1)能夠供電持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)；運(yùn)行時(shí)無(wú)污染。
[0023] 2)廢舊電池的處理也不產(chǎn)生污染，應(yīng)用范圍廣。
[0024] 3)本實(shí)用新型根據(jù)不同用戶的用電需求，通過(guò)任意組合電池堆的數(shù)量，可以獲得 不同的負(fù)載功率，安裝方便。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 圖1、為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
[0026] 圖2、為本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)室模擬負(fù)載狀態(tài)下的電池堆電壓V-電流I曲線