[发明专利]电场-膜电极燃料电池堆及其智能均衡电场管理系统

权利要求书

1. 一种电场-膜电极燃料电池堆，包括若干电场-膜电极组合结构的燃料电池，所述每个电场-膜电极组合结构的燃料电池包括第一电极、第二电极以及第一电极和第二电极之间的电解质，其特征在于，所述第一电极和第二电极至少一个电极外面设有与该电极绝缘的网栅电场电极膜，所述网栅电场电极膜的膜面是采用均部多数量通气微型孔的聚四氟乙烯绝缘膜，聚四氟乙烯绝缘膜设有中间夹层，中间夹层内设有导电金属膜，所述导电金属膜在四氟乙烯绝缘膜一端设有引出导电接线的端面。

2. 根据权利要求1所述的电场-膜电极燃料电池堆，其特征在于，所述电场-膜电极燃料电池堆为电场-膜电极五合一“电场极-阳极-电解质-阴极-电场极”或四合一“电场极-阳极-电解质-阴极”组合结构的E-MEA燃料电池；其中，所述电场-膜电极五合一燃料电池的阳极外面设有与该阳极绝缘的网栅电场正极膜，阴极的外面设有与该阴极绝缘的网栅电场负极膜，所述网栅电场正极膜和网栅电场负极膜分别引出电场正极端子及电场负极端子，电场正极端子及电场负极端子与直流电源连接；所述电场-膜电极四合一燃料电池的阳极外面设有与该阳极绝缘的网栅电场正极膜，所述网栅电场正极膜引出电场正极端子，电场正极端子及电池负极与直流电源连接。

3. 根据权利要求1所述的电场-膜电极燃料电池堆，其特征在于，所述的电池装置为碱性燃料电池、或质子交换膜燃料电池、或甲醇燃料电池；所述电场-膜电极燃料电池堆由若干电场-膜电极组合结构的燃料电池串联组成。

4. 根据权利要求2所述的电场-膜电极燃料电池堆，其特征在于，所述电场-膜电极五合一组合结构的燃料电池包括电解质、阳极、阴极、绝缘网栅电场正极膜、绝缘网栅电场负极膜、电场正极端子、电场负极端子、阳极导流板槽、负极导流板槽；

所述电场-膜电极四合一组合结构的燃料电池包括电解质、阳极、阴极、绝缘网栅电场正极膜、电场正极端子、阳极导流板槽、负极导流板槽。

5. 一种权利要求1所述的电场-膜电极燃料电池堆智能均衡电场管理系统，其特征在于，所述系统包括若干分别与电场-膜电极组合结构的燃料电池相连的单元电场电源以及与所述单元电场电源相连的智能均衡电场主控制电路。

6. 根据权利要求5所述的智能均衡电场管理系统，其特征在于，所述每个单元电场电源电路完全相同，且每个单元电场电源电路有12路相互电隔离的电场电压源，所述电压源的电压大于2V。

7. 根据权利要求5所述的智能均衡电场管理系统，其特征在于，所述单元电场电源的电路包括第一电路、第二电路、第三电路，其中：

第一电路包括TOPSwitch电路芯片UL1、可调分流基准源芯片TL1，控制光耦合器GL1，开关隔离变压器L1，三端可调稳压电路E1…E6，整流二极管D1…D6，各路电压检测光耦合器G1…G6，二极管DL1-1…DL1-3，电感LU1，电阻RL1-1…RL1-4，电阻(R1-1…R1-4)、(R2-1…R2-4)、(R3-1…R3-4)…(R6-1…R6-4)，电容CL1-1…CL1-5，电容(C1-1、C1-2)、(C2-1、C2-2)、(C3-1、C3-2)…(C6-1、C6-2)；

第二电路包括TOPSwitch电路芯片UL2，可调分流基准源芯片TL2，控制光耦合器GL2，开关隔离变压器L2，三端可调稳压电路E7…E12，整流二极管D7…D12，各路电压检测光耦合器G7…G12，二极管DL2-1…DL2-3，电感LU2，电阻RL2-1…RL2-4，电阻(R7-1…R7-4)、(R8-1…R8-4)、(R9-1…R9-4)…(R12-1…R12-4)，电容CL2-1…CL2-5，电容(C7-1、C7-2)、(C8-1、C8-2)、(C9-1、C9-2)…(C12-1、C12-2)；

第三电路包括微处理器IC1，复位电路IC2，I2C总线隔离器IC3，EV电源开关控制管T1，耦合器D1，DC/DC转换稳压器，电容C1…C8，电阻R1…R6，电感LD，晶振Z1。