[实用新型]氢燃料电池及其供电时间估计系统

说明书

本实用新型提供一种氢燃料电池及其供电时间估计系统，其包括氢燃料电池堆、适用于向所述氢燃料电池堆供应氢的储氢装置、用于实时检测所述储氢装置内气压的压力传感器、用于实时检测所述氢燃料电池堆的输出电流的电流传感器、用于实时检测所述储氢装置内温度的温度传感器和数据处理器，其中所述数据处理器分别与所述压力传感器、所述温度传感器和所述电流传感器可通电地相连接。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池，尤其涉及一种氢燃料电池供电时间估计系统，以估计氢燃料电池的供电时间或续航时间。

背景技术

在燃料电池(如氢燃料电池)被用于供电时，准确估计其供电时间具有重要意义。例如，在氢燃料电池用于无人机供电和飞行动力时，氢燃料电池的供电时间(或续航时间)需要被提前预知或准确估计，以合理规划飞行航线和作为返航和降落时间的参考依据。如果氢燃料电池的实际供电时间小于估计供电时间，则可能导致无人机在飞行过程中即耗尽燃料和无人机飞行事故。然而，如果氢燃料电池的实际供电时间远大于估计供电时间，则可能导致无人机的提前降落和无法完成无人机飞行目的。因此，当无人机采用氢燃料电池作为动力源时，准确估计其供电时间对无人机的安全飞行，甚至对燃料电池供电系统本身的安全运行具有重要意义。

现有的氢燃料电池(或氢燃料电池供电系统)一般包括用于存储氢气的储氢装置，如气瓶等。该储氢装置的容量、内部氢气压力、环境温度等因素决定了储氢装置当前氢气储量的大小。现有氢燃料电池中，多通过检测储气装置内部氢气压力，结合经验估算氢燃料电池的正常供电时间(或剩余运行时间)。然而，无人机高空飞行时，其所在环境往往存在较大噪音。在利用传感器对储氢装置中的氢气压力进行检测时，环境噪音对氢气压力的检测结果带来很大干扰，往往导致氢气压力检测结果出现很大波动，其有可能导致无人机因错误认为燃料即将耗尽而降落，或因错误以为燃料充足而在应该降落时，继续飞行，从而导致飞行事故的发生。此外，现有剩余氢气压力估值法未考虑环境温度的变化对该储氢装置中剩余氢气量检测结果的影响。该储氢装置在充气和飞行过程中的环境温度存在差别，且氢气在释放过程中也会带走热量，会导致储氢装置的温度逐渐变低。最后，现有剩余氢气压力估值法还未考虑氢燃料电池对氢气的利用率。实际上，当储氢装置内氢气压力过低时，燃料电池将很难利用低压力(或压强)氢气。因此，现有依据当前储氢装置内部剩余氢气压力来估计(估计)氢燃料电池的供电时间的方法误差较大，不适用氢燃料电池无人机等对供电时间要求严苛的应用。