[发明专利]封闭环境燃料电池系统防漏氢及安全保障方法和装置

说明书

本发明提出一种封闭环境燃料电池系统防漏氢及安全保障方法和装置，装置包括密封可拆卸外壳、控制单元、显示单元、气瓶、排气泵、传感器、阀门等部件。在具体实现方式中，将燃料电池系统置于密封可拆卸外壳中，利用传感器检测装置状态，利用控制单元进行控制，使装置充满一定压力的惰性气体，采用排气泵、电磁阀控制惰性气体进出，根据内部氢泄漏量、外部氢泄漏量、单位时间氢泄漏量及相关设定阈值，采取更换惰性气体、停机、报警等措施。有效保证装置不会大量漏氢，防止爆炸，提高了安全性，适用于水下、矿道等封闭环境。

技术领域

本发明涉及质子交换膜燃料电池技术领域，尤其涉及一种封闭环境燃料电池系统防漏氢及安全保障方法和装置。

背景技术

质子交换膜燃料电池系统能将氢气化学能直接转化为电能，其较高的能量转换效率、无污染等优点使其备受关注，在各种领域有着广阔的应用前景。在水下、矿道、潜艇、山洞等较封闭环境中，空间狭隘、密闭，空气流通不畅，不易检修，对燃料电池系统可靠性要求高。商用燃料电池系统功率要求大，需要大流量的氢气、空气，燃料电池的供气管路密封不严易发生气体泄漏，泄漏的氢气与空气混合易发生爆炸，造成严重的安全问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种封闭环境燃料电池系统防漏氢及安全保障装置，以实现有效保证装置不会大量漏氢，防止爆炸，提高了安全性，适用于水下、矿道等封闭环境。

本发明的第二个目的在于提出一种封闭环境燃料电池系统防漏氢及安全保障方法。

为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种封闭环境燃料电池系统防漏氢及安全保障装置，包括：系统管路(1)、系统管路(2)、系统管路(3)、系统管路(4)、系统管路(5)、电磁阀(9)、密封可拆卸外壳(10)、系统管路(6)、排气泵(11)、电磁阀(12)、控制单元(14)、显示单元(15)、氢气传感器(16)、氢气传感器(17)、压力传感器(18)、燃料电池系统(19)，其中，

所述系统管路(2)为进气控制管路，连接控制单元(14)和电磁阀(9)，根据需要控制进气口开闭；

所述系统管路(3)为显示单元控制管路，连接控制单元(14)和显示单元(15)，显示相应系统状态参数和传感器参数，向控制单元输入一定的控制信息；

所述系统管路(4)为排气控制管路，连接控制单元(14)、排气泵(11)和电磁阀(12)，根据需要控制惰性气体排出；

所述系统管路(5)连接控制单元(14)、氢气传感器(16)、氢气传感器(17)和压力传感器(18)，检测装置内部与外部的氢气泄漏量和装置内部压力；

所述系统管路(6)连接控制单元(14)和燃料电池系统(19)，其中燃料电池系统(19)置于密封可拆卸外壳(10)内部，控制单元(14)控制燃料电池系统的运行与关闭。

为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种封闭环境燃料电池系统防漏氢及安全保障方法，所述方法应用在如上述实施例所述的封闭环境燃料电池系统防漏氢及安全保障装置中，所述方法包括以下步骤：

将燃料电池系统置于密封可拆卸外壳(10)内部进行固定、密封，并通过控制单元(14)监测传感器状态；

通过所述控制单元(14)关闭低压气瓶阀门(12)，打开前端减压阀(8)和电磁阀(9)，向所述密封可拆卸外壳(10)中充入惰性气体；

通过所述控制单元(14)判断内部氢气传感器(17)是否超过第一氢气泄漏阈值a，如没有超过所述第一氢气泄漏阈值a，则监测、计算单位时间氢气泄漏量，