專利名稱：微型燃料電池電源充放電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及供電系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于3C電子產(chǎn)品的微型燃料電池電源充放電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
燃料電池因其能量密度高、污染少等優(yōu)點被認(rèn)為是下一代能量轉(zhuǎn)換裝置。一般而言，燃料電池不能充電，而是采用直接提供燃料的方式(氫氣、甲醇等)發(fā)電，因此，燃料的加注或更換便成為使用燃料電池的一般要求。在未來3C電子產(chǎn)品中使用燃料電池正在成為一個熱點，而使用燃料電池就意味著需要購買和更換燃料包。當(dāng)前的3C電子產(chǎn)品，如筆記本電腦、手機等均采用蓄電池供電，如鋰電池，鋰電池雖然能量密度較高，但仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法和燃料電池相比。依目前的燃料電池在3C電子產(chǎn)品上的應(yīng)用情況來看，燃料電池只是作為儲能裝置，向普通蓄電池(如鋰電池)充電；或者雖然直接作為電源向電子產(chǎn)品供電，但需要不斷更換燃料包。此兩種情況均存在使用不方便的問題。在未來的3C電子產(chǎn)品電源應(yīng)用中，直接將燃料電池嵌入到3C電子產(chǎn)品中取代鋰電池將是一個基本方向，如何解決現(xiàn)有燃料電池需要不斷更換燃料包的問題，實現(xiàn)燃料電池與市電直接相連，由市電直接給燃料電池充電同時向電子產(chǎn)品供電的目的是未來燃料電池發(fā)展的一個重要課題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種微型燃料電池電源充放電系統(tǒng)，其可以由市電直接對內(nèi)置于3C電子產(chǎn)品的燃料電池充電，燃料電池再對電子產(chǎn)品供電；或者為由市電邊向燃料電池充電，邊向3C電子產(chǎn)品供電，省去購買、頻繁更換燃料包的麻煩。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種微型燃料電池電源充放電系統(tǒng)，包括一充電裝置及一燃料電池，該充電裝置包括電解槽、儲存于電解槽內(nèi)的水、連接電解槽的控制開關(guān)及連接電解槽的第一壓力傳感器，所述電解槽內(nèi)設(shè)有一電解水裝置，該燃料電池包括燃料電池主體、電連接燃料電池主體的主控制器、管道連接燃料電池主體的貯氫器及設(shè)于貯氫器與燃料電池主體之間的連接管道內(nèi)的第二壓力傳感器，所述第一壓力傳感器電連接所述控制開關(guān)，所述主控制器電連接充電裝置的控制開關(guān)，所述第二壓力傳感器電連接所述主控制器，所述貯氫器管道連接電解槽。所述第二壓力傳感器設(shè)于貯氫器的氫氣輸出口處，用于監(jiān)控貯氫器的放氣壓力。所述第一壓力傳感器設(shè)于所述電解槽的氫氣輸出口處或所述貯氫器的氫氣輸入口處，該第一壓力傳感器用于監(jiān)控貯氫器的充氣壓力。所述電解水裝置包括正電極、負(fù)電極及質(zhì)子交換膜。所述貯氫器為金屬合金、碳納米管或氫氣罐中的一種。 所述燃料電池主體為質(zhì)子交換膜燃料電池。[0012]所述燃料電池還包括管道連接電解槽的備用貯氫器，該備用貯氫器管道連接所述燃料電池主體。所述備用貯氫器與燃料電池主體之間的連接管道內(nèi)設(shè)有第三壓力傳感器，該第三壓力傳感器設(shè)于備用貯氫器的氫氣輸出口處，用于監(jiān)控備用貯氫器的放氣壓力，該備用貯氫器與貯氫器管道連接。所述燃料電池還包括一連接電解槽與燃料電池主體的管道。所述第二壓力傳感器附近設(shè)有一閥門，用于控制貯氫器與燃料電池主體之間氫氣輸送的通斷。本實用新型的有益效果本實用新型提供的微型燃料電池電源充放電系統(tǒng)，通過在充電裝置內(nèi)設(shè)置電解水裝置提供氫氣，在燃料電池內(nèi)設(shè)置貯氫器貯存氫氣，其可以由市電直接對內(nèi)置于3C電子產(chǎn)品的燃料電池充電，再由燃料電池向電子產(chǎn)品供電，或者由市電直接給電子產(chǎn)品供電，同時給燃料電池充電，省去了燃料電池需購買、頻繁更換燃料包的麻煩，使用方便。為了能更進(jìn)一步了解本實用新型的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本實用新型的詳細(xì)說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本實用新型加以限制。
以下結(jié)合附圖，通過對本實用新型的具體實施方式
詳細(xì)描述，將使本實用新型的技術(shù)方案及其它有益效果顯而易見。附圖中，

圖1為本實用 新型微型燃料電池電源充放電系統(tǒng)第一實施例的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實用新型微型燃料電池電源充放電系統(tǒng)第二實施例的結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本實用新型微型燃料電池電源充放電系統(tǒng)第三實施例的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
為更進(jìn)一步闡述本實用新型所采取的技術(shù)手段及其效果，以下結(jié)合本實用新型的優(yōu)選實施例及其附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。請參閱圖1，本實用新型提供一種微型燃料電池電源充放電系統(tǒng)，包括一充電裝置2及一燃料電池4。該充電裝置2包括電解槽22、儲存于電解槽22內(nèi)的水24、連接電解槽22的控制開關(guān)26及連接電解槽22的第一壓力傳感器28，所述第一壓力傳感器28電連接所述控制開關(guān)26。所述電解槽22內(nèi)設(shè)有一電解水裝置(未圖示)，該電解水裝置包括正電極、負(fù)電極及質(zhì)子交換膜。通電時，該電解水裝置工作電解電解槽22內(nèi)的水24產(chǎn)生氫氣。所述控制開關(guān)26用于控制電解水裝置的電解速率，可通過不同方法實現(xiàn)，如所述控制開關(guān)26采用關(guān)閉電解槽22的方法降低電解速率，或者所述控制開關(guān)26為一種裝置，通過控制水面與正、負(fù)電極的接觸面積大小來控制電解速率，此處接觸面積的大小可通過控制電極的升降來實現(xiàn)。所述燃料電池4包括燃料電池主體42、電連接燃料電池主體42的主控制器44、管道連接燃料電池主體42的貯氫器45及設(shè)于貯氫器45與燃料電池主體42之間的連接管道內(nèi)的第二壓力傳感器46,該第二壓力傳感器46可設(shè)于忙氫器45的氫氣輸出口處，用于監(jiān)控貯氫器45的放氣壓力，所述主控制器44電連接充電裝置2的控制開關(guān)26，所述第二壓力傳感器46電連接所述主控制器44，所述貯氫器45管道連接電解槽22，所述第一壓力傳感器28設(shè)于所述電解槽22的氫氣輸出口處或所述忙氫器45的氫氣輸入口處，該第一壓力傳感器28用于監(jiān)控貯氫器45的充氣壓力。所述貯氫器45為金屬合金、碳納米管或氫氣罐中的一種。所述燃料電池主體42為質(zhì)子交換膜燃料電池，氫氣在其內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生電流，給外部用電設(shè)備供電。所述燃料電池4內(nèi)嵌于電子產(chǎn)品中，該電子產(chǎn)品可外接所述充電裝置2，所述燃料電池4連接充電裝置2，所述充電裝置2連接市電，則可使本實用新型微型燃料電池電源充放電系統(tǒng)工作。所述微型燃料電池電源充放電系統(tǒng)的工作原理通電時,燃料電池4發(fā)生氫氣貯存過程，該過程為靜態(tài)或動態(tài)過程，所述靜態(tài)過程是指用電設(shè)備處于關(guān)閉狀態(tài)，而燃料電池4正在被充電的過程。該過程中充電裝置2可穩(wěn)定地向燃料電池4的貯氫器45輸送氫氣，使忙氫器45處于充氣狀態(tài),第一壓力傳感器28監(jiān)控充氣壓力變化,若忙氫器45內(nèi)氫氣充滿，則控制控制開關(guān)26關(guān)閉，暫停電解；若貯氫器45內(nèi)氫氣沒有充滿，則控制控制開關(guān)26打開，繼續(xù)電解并向貯氫器45輸送氫氣。所述動態(tài)過程是指用電設(shè)備處于使用狀態(tài)，所述忙氫器45對燃料電池主體42釋放氫氣，同時由充電裝置2向忙氫器45輸送氫氣的過程。該過程中，所述電解槽22向忙氫器45提供氫氣，同時忙氫器45向燃料電池主體42提供氫氣，因而為了達(dá)到動態(tài)平衡，所述第一、第二壓力傳感器28、46將貯氫器45的充氣壓力和放氣壓力轉(zhuǎn)換成電信號，送由主控制器44判斷，主控制器44通過控制開關(guān)26控制充電裝置2的電解速率，以便調(diào)整其輸出的氫氣壓力。請參閱圖2，為本實用新型微型燃料電池電源充放電系統(tǒng)第二實施例的結(jié)構(gòu)框圖，本實施例中，所述燃料電池4還包括管道連接電解槽22的備用貯氫器47，該備用貯氫器47管道連接所述燃料電池主體42，該備用貯氫器47與燃料電池主體42之間的連接管道內(nèi)設(shè)有第三壓力傳感器48,該第三壓力傳感器48可設(shè)于備用忙氫器47的氫氣輸出口處，用于監(jiān)控備用貯氫器47的放氣壓力，該備用貯氫器47與貯氫器45管道連接，使兩者之間的氣體可相互輸送，所述第一壓力傳感器28還負(fù)責(zé)監(jiān)控備用貯氫器47的充氣壓力。通電時，所述電解槽22向貯氫器45提供氫氣，同時貯氫器45向燃料電池主體42提供氫氣，因而為了達(dá)到動態(tài)平衡，所述第一、第二壓力傳感器28、46將貯氫器45的充氣壓力和放氣壓力轉(zhuǎn)換成電信號，送由主控制器44判斷，主控制器44通過控制開關(guān)26控制充電裝置2的電解速率，以便調(diào)整其輸出的氫氣壓力。當(dāng)貯氫器45無法向燃料電池主體42提供足夠的氫氣或貯氫器45以外關(guān)閉時，經(jīng)主控制器44判斷，由備用貯氫器47向燃料電池4提供氫氣。請參閱圖3，為本實用新型微型燃料電池電源充放電系統(tǒng)第三實施例的結(jié)構(gòu)框圖，本實施例中，所述燃料電池4還包括一連接電解槽22與燃料電池主體42的管道49，通電時，電解槽22釋放的氫氣直接輸送到燃料電池主體42內(nèi)給燃料電池主體42提供燃料。進(jìn)一步的，所述第二壓力傳感器46附近設(shè)有一閥門(未圖示)，用于控制貯氫器45與燃料電池主體42之間氫氣輸送的通斷。當(dāng)燃料電池4與充電裝置2連接，同時充電裝置2與市電連接時，所述電解槽22直接向燃料電池主體42輸送氫氣，主控制器44控制所述閥門關(guān)閉，使貯氫器45無法向燃料電池主體42輸送氫氣；當(dāng)燃料電池4與充電裝置2斷開時，電解槽22停止向燃料電池主體42輸送氫氣，由主控制器44負(fù)責(zé)控制所述閥門打開，自動切換到由貯氫器45向燃料電池主體42輸送氫氣。綜上所述，本實用新型提供的微型燃料電池電源充放電系統(tǒng)，通過在充電裝置內(nèi)設(shè)置電解水裝置提供氫氣，在燃料電池內(nèi)設(shè)置貯氫器貯存氫氣，其可以由市電直接對內(nèi)置于3C電子產(chǎn)品的燃料電池充電，再由燃料電池向電子產(chǎn)品供電，或者由市電直接給電子產(chǎn)品供電，同時給燃料電池充電，省去了燃料電池需購買、頻繁更換燃料包的麻煩，使用方便。以上所述，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思作出其他各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形都應(yīng)屬于本實用新型權(quán)利要求的保護范圍 。
權(quán)利要求1.一種微型燃料電池電源充放電系統(tǒng)，其特征在于，包括一充電裝置及一燃料電池， 該充電裝置包括電解槽、儲存于電解槽內(nèi)的水、連接電解槽的控制開關(guān)及連接電解槽的第一壓力傳感器，所述電解槽內(nèi)設(shè)有一電解水裝置，該燃料電池包括燃料電池主體、電連接燃料電池主體的主控制器、管道連接燃料電池主體的貯氫器及設(shè)于貯氫器與燃料電池主體之間的連接管道內(nèi)的第二壓力傳感器，所述第一壓力傳感器電連接所述控制開關(guān)，所述主控制器電連接充電裝置的控制開關(guān)，所述第二壓力傳感器電連接所述主控制器，所述貯氫器管道連接電解槽。
2.如權(quán)利要求1所述的微型燃料電池電源充放電系統(tǒng)，其特征在于，所述第二壓力傳感器設(shè)于貯氫器的氫氣輸出口處，用于監(jiān)控貯氫器的放氣壓力。
3.如權(quán)利要求1所述的微型燃料電池電源充放電系統(tǒng)，其特征在于，所述第一壓力傳感器設(shè)于所述電解槽的氫氣輸出口處或所述忙氫器的氫氣輸入口處，該第一壓力傳感器用于監(jiān)控忙氫器的充氣壓力。
4.如權(quán)利要求1所述的微型燃料電池電源充放電系統(tǒng)，其特征在于，所述電解水裝置包括正電極、負(fù)電極及質(zhì)子交換膜。
5.如權(quán)利要求1所述的微型燃料電池電源充放電系統(tǒng)，其特征在于，所述貯氫器為金屬合金、碳納米管或氫氣罐中的一種。
6.如權(quán)利要求1所述的微型燃料電池電源充放電系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料電池主體為質(zhì)子交換膜燃料電池。
7.如權(quán)利要求1所述的微型燃料電池電源充放電系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料電池還包括管道連接電解槽的備用貯氫器，該備用貯氫器管道連接所述燃料電池主體。
8.如權(quán)利要求7所述的微型燃料電池電源充放電系統(tǒng)，其特征在于，所述備用貯氫器與燃料電池主體之間的連接管道內(nèi)設(shè)有第三壓力傳感器，該第三壓力傳感器設(shè)于備用貯氫器的氫氣輸出口處，用于監(jiān)控備用貯氫器的放氣壓力，該備用貯氫器與貯氫器管道連接。
9.如權(quán)利要求1所述的微型燃料電池電源充放電系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料電池還包括一連接電解槽與燃料電池主體的管道。
10.如權(quán)利要求9所述的微型燃料電池電源充放電系統(tǒng)，其特征在于，所述第二壓力傳感器附近設(shè)有一閥門，用于控制貯氫器與燃料電池主體之間氫氣輸送的通斷。
專利摘要本實用新型提供一種微型燃料電池電源充放電系統(tǒng)，包括一充電裝置及一燃料電池，該充電裝置包括電解槽、儲存于電解槽內(nèi)的水、連接電解槽的控制開關(guān)及連接電解槽的第一壓力傳感器，所述電解槽內(nèi)設(shè)有一電解水裝置，該燃料電池包括燃料電池主體、電連接燃料電池主體的主控制器、管道連接燃料電池主體的貯氫器及設(shè)于貯氫器與燃料電池主體之間的連接管道內(nèi)的第二壓力傳感器，所述第一壓力傳感器電連接所述控制開關(guān)，所述主控制器電連接充電裝置的控制開關(guān)，所述第二壓力傳感器電連接所述主控制器，所述貯氫器管道連接電解槽。
文檔編號H01M8/06GK202888320SQ20122055817
公開日2013年4月17日 申請日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月29日
發(fā)明者于杰 申請人:于杰