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(shí)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(jī)和室外機(jī)，所述室內(nèi)機(jī)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(jī)包括依次連接的甲醇制氫重整器、甲醇儲(chǔ)料罐和氫緩存單元，該氫緩存單元的輸出端經(jīng)過(guò)管道連接到所述室內(nèi)機(jī)中的氫燃料電池模塊。本實(shí)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(zhǎng)氫燃料電池模塊的壽命。本實(shí)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(chǎng)合。
【專利說(shuō)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(shí)用新型涉及一種通信機(jī)房配電設(shè)備，尤其是一種通信基站用電源，具體的說(shuō)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(dòng)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(guò)程會(huì)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(duì)氫燃料電池方案的一種改進(jìn)。目前，一般是將整個(gè)后備電源放在室外，造成設(shè)備體積過(guò)大，占用過(guò)多室外綠地面積、影響景觀，甚至可能會(huì)遭到周圍居民投訴。如果將后備電源進(jìn)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(duì)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(shí)用新型的目的是提供一種使用甲醇燃料電池，并具有較強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)能力的通信基站用后備電源。
[0004]本實(shí)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(jī)和室外機(jī)，所述室內(nèi)機(jī)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(lái)自電池模塊的電壓經(jīng)過(guò)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(jī)包括依次連接的甲醇制氫重整器、甲醇儲(chǔ)料罐和氫緩存單元，該氫緩存單元的輸出端經(jīng)過(guò)管道連接到所述室內(nèi)機(jī)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(dòng)切換開(kāi)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(dòng)切換開(kāi)關(guān)I的一個(gè)輸入端與DC-AC變換器的輸出端相連，另一個(gè)輸入端連接220V市電，該自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)I的輸出端連接交流負(fù)載。
[0008]所述室內(nèi)機(jī)還包括為室外機(jī)供電單元，該室外機(jī)供電單元包括AC-DC變換器和自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)2 ;所述AC-DC變換器的輸入端與220V市電相連；所述自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)2的一個(gè)輸入端與AC-DC變換器的輸出端相連，另一個(gè)輸入端連接DC-DC變換器的輸出端和輔助電池組；該自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)2的輸出端連接到室外機(jī)中的甲醇制氫重整器。
[0009]所述室外機(jī)中還包括檢測(cè)氫氣泄漏的氫氣檢測(cè)探頭，該氫氣檢測(cè)探頭與設(shè)置于室內(nèi)機(jī)中的氫氣泄漏指示相連。
[0010]所述室內(nèi)機(jī)還包括與甲醇儲(chǔ)料罐相連的燃料量指示。
[0011]所述室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)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(jī)和室外機(jī)的管線，所述排水管和排氣管均開(kāi)口于室外機(jī)上。
[0012]所述室內(nèi)機(jī)還設(shè)有供氫燃料電池模塊換風(fēng)之用的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口。
[0013]所述室外機(jī)還設(shè)有供甲醇制氫重整器排氣的排氣口 I。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果:
[0015]本實(shí)用新型思路新穎、設(shè)計(jì)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(guò)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(yáng)直曬過(guò)熱，可以降低能耗并極大地延長(zhǎng)燃料電池模塊的壽命。本實(shí)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(chǎng)合。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0018]如圖1所示，本實(shí)用新型包括室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)，所述室內(nèi)機(jī)包括型號(hào)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(lái)自電池模塊的電壓經(jīng)過(guò)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(jī)包括依次連接的甲醇制氫重整器、甲醇儲(chǔ)料罐和氫緩存單元，該氫緩存單元的輸出端經(jīng)過(guò)管道連接到所述室內(nèi)機(jī)中的氫燃料電池模塊。所述甲醇儲(chǔ)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(guò)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(guò)大時(shí)，進(jìn)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(duì)經(jīng)過(guò)其的電流進(jìn)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(lái)自電池模塊的電壓進(jìn)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(dòng)切換開(kāi)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(lái)自直流供電單元的直流電變化成交流電；所述自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)I的一個(gè)輸入端與DC-AC變換器的輸出端相連,另一個(gè)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(jìn)行切換后輸出給負(fù)載。所述室內(nèi)機(jī)還包括為室外機(jī)供電單元，該室外機(jī)供電單元包括AC-DC變換器和自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)2 ;所述AC-DC變換器的輸入端與220V市電相連；所述自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)2的一個(gè)輸入端與AC-DC變換器的輸出端相連，另一個(gè)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(jī)中的甲醇制氫重整器，使其可在市電和電池供電之間進(jìn)行切換，保證該室外機(jī)供電單元可在市電來(lái)電或斷電的情況下，為室外機(jī)提供電力。所述室外機(jī)中還包括檢測(cè)氫氣泄漏的氫氣檢測(cè)探頭，該氫氣檢測(cè)探頭與設(shè)置于室內(nèi)機(jī)中的氫氣泄漏指示相連。使得在室內(nèi)即可監(jiān)測(cè)室外機(jī)中的氫氣泄漏情況。所述室內(nèi)機(jī)還包括與甲醇儲(chǔ)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(jī)和室外機(jī)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(jī)和室外機(jī)的管線，不僅便于安裝和維護(hù)，而且美觀整潔。所述排水管和排氣管均開(kāi)口于室外機(jī)上，利于室內(nèi)機(jī)中的氫燃料電池模塊在生產(chǎn)電力時(shí)的排氣和排水，且可保持室內(nèi)機(jī)的整潔。所述室內(nèi)機(jī)還設(shè)有供氫燃料電池模塊換風(fēng)之用的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，對(duì)其進(jìn)行換熱，同時(shí)亦可改善室內(nèi)機(jī)的空氣環(huán)境，滿足其生產(chǎn)電力需要。所述室外機(jī)還設(shè)有供甲醇制氫重整器排氣的排氣口 1，及時(shí)排除在制氫過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣。
[0019]本實(shí)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(guò)220VAC轉(zhuǎn)換為54V直流電源，通過(guò)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(dòng)后進(jìn)入備用狀態(tài)。
[0020]甲醇燃料電池后備電源的啟動(dòng)，首先要進(jìn)行對(duì)甲醇制氫重整器進(jìn)行加電預(yù)熱約10小時(shí)，以使甲醇制氫重整器進(jìn)入制氫待命狀態(tài)，加熱和保溫工作是由室內(nèi)機(jī)部分的室外機(jī)供電單元來(lái)完成。市電來(lái)電時(shí)，經(jīng)過(guò)AC-DC變換器變換為54V電源，再經(jīng)過(guò)自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)2給室外機(jī)的甲醇制氫重整器供電。當(dāng)市電斷電時(shí)，自動(dòng)切換開(kāi)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(shí)啟動(dòng)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(jī)的交流供電單元包含一個(gè)自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)1，當(dāng)市電來(lái)電時(shí)，將交流負(fù)載切換至IJ直接由市電供電，當(dāng)市電斷電時(shí)，由DC-AC變換器輸出220VAC對(duì)負(fù)載供電。
[0022]室內(nèi)機(jī)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(jī)的燃料量、氫氣泄漏等情況。
[0023]本實(shí)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(shí)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(jī)和室外機(jī)，其特征是所述室內(nèi)機(jī)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(lái)自電池模塊的電壓經(jīng)過(guò)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(jī)包括依次連接的甲醇制氫重整器、甲醇儲(chǔ)料罐和氫緩存單元，該氫緩存單元的輸出端經(jīng)過(guò)管道連接到所述室內(nèi)機(jī)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(dòng)切換開(kāi)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(dòng)切換開(kāi)關(guān)I的一個(gè)輸入端與DC-AC變換器的輸出端相連,另一個(gè)輸入端連接220V市電，該自動(dòng)切換開(kāi)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(jī)還包括為室外機(jī)供電單元，該室外機(jī)供電單元包括AC-DC變換器和自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)2 ;所述AC-DC變換器的輸入端與220V市電相連；所述自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)2的一個(gè)輸入端與AC-DC變換器的輸出端相連，另一個(gè)輸入端連接DC-DC變換器的輸出端和輔助電池組；該自動(dòng)切換開(kāi)關(guān)2的輸出端連接到室外機(jī)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(jī)中還包括檢測(cè)氫氣泄漏的氫氣檢測(cè)探頭，該氫氣檢測(cè)探頭與設(shè)置于室內(nèi)機(jī)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(jī)還包括與甲醇儲(chǔ)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(jī)和室外機(jī)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(jī)和室外機(jī)的管線，所述排水管和排氣管分別連接到室外機(jī)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(jī)還設(shè)有供氫燃料電池模塊換風(fēng)之用的進(jìn)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(jī)還設(shè)有供甲醇制氫重整器排氣的排氣口 I。
【文檔編號(hào)】H02J9/06GK203674787SQ201320810673
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)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(yáng), 李飛, 王世崗, 孫蘭 申請(qǐng)人:中通服節(jié)能技術(shù)服務(wù)有限公司