[发明专利]一种模块式的燃料电池备用电源

说明书

一种模块式的燃料电池备用电源，属于燃料电池技术领域。本发明包括：发电柜，利用燃料电池进行发电；控制柜，控制发电柜进行工作，并将发电柜输出的电能整合输出至配电柜；配电柜，将控制柜输入的直流电逆变为交流电，并辅助平衡负载；发电柜包括多个独立的发电子模块。本发明能够满足大负荷设备运行，且运行稳定持久，同时便于后期容量补充。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种模块式的燃料电池备用电源。

背景技术

目前，备用电源多以铅酸蓄电池为基础进行设计，其特点是系统的设计、运行与维护较为简单且成本较低，但是，铅酸电池的功率密度较小，目前大多数备用电源出于场地限制考虑，整体容量设计较小，这就造成备用电源只能供部分应急设备和控制室计算机等主要设备运行，且运行时间往往较短，后期补充容量需要长达几个小时的充电时间。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种模块式的燃料电池备用电源，其能够满足大负荷设备运行，且运行稳定持久，同时便于后期容量补充。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种模块式的燃料电池备用电源，包括：

发电柜，利用燃料电池进行发电；

控制柜，控制发电柜进行工作，并将发电柜输出的电能整合输出至配电柜；

配电柜，将控制柜输入的直流电逆变为交流电，并辅助平衡负载；

所述发电柜包括多个独立的发电子模块。

本发明通过多个独立的发电子模块进行发电，可根据外部负载需求分别开启，一方面能够满足大负荷设备运行的用电需求，另一方面由于多个发电子模块是独立的，即当某个发电子模块故障时，可切换成其他的发电子模块，在不影响的正常供电的情况下进行维护，整体供电稳定性高。同时，由于发电子模块采用的是燃料电池发电，即无需消耗时间进行充电，仅需补充燃料（氢气）即可，方便且高效。

作为本发明优选，所述发电柜还包括：

氢气供应模块，用于给所述发电子模块提供发电所需的氢气；

环境管理模块，用于调节发电柜各模块的工作模式，确保发电柜在不同环境下快速启动并正常运行。

作为本发明优选，所述发电子模块包括：

燃料电池电堆单元，利用氢气和空气进行发电；

控制单元，控制发电子模块的各单元正常运行；

氢气管路单元，为燃料电池电堆单元提供氢气；

电能单元，将燃料电池电堆单元输出的电能转换为所需的电压并输出。

作为本发明优选，所述燃料电池电堆单元包括MEA组件、双极板、端板和催化剂。

作为本发明优选，所述控制单元包括燃料电池控制板、风扇、活化电阻、传感器和执行器件。

作为本发明优选，所述氢气管路单元包括阀组、管道、电磁阀和循环泵。

作为本发明优选，所述电能单元包括DC/DC和输出接口。

作为本发明优选，所述控制柜包括：直流母线控制模块、系统控制模块、系统供电模块、BMS模块和启动电源模块。

作为本发明优选，所述配电柜包括逆变器模块、锂电池模块和交流母线控制模块。

本发明的优点是：

1、多个发电子模块可按需开启，满足大负荷设备运行的用电需求。

2、多个发电子模块独立运行，便于在线维修和更换。