一种具有高安全性的氢燃料电池系统的制作方法

本发明涉及氢燃料电池使用安全技术领域，尤其是涉及一种具有高安全性的氢燃料电池系统。

背景技术：

由于现在石油日益减少，环境污染越来越严重，用新能源取代石油是必然的发展趋势，氢燃料电池接近零污染的环保优势，逐渐被各国政府发现，并鼓励使用，氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。

目前氢燃料电池多用于公交车上，氢燃料电池安装在公交车的后备厢内，公交车后备厢内空间有限，如果氢气泄露处理不及时，当其含量达到4％时，会出现燃烧爆炸现象，出现安全危害。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有高安全性的氢燃料电池系统，在氢气发生泄漏时，能及时进行处理，降低危害的发生。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种具有高安全性的氢燃料电池系统，设置于车辆后备厢内，包括氢燃料电池、用于供给氢气的氢气瓶以及设置于氢燃料电池与氢气瓶之间的氢气管道，在所述的氢气管道上设置氢气电磁阀，在所述的氢气管道的上方设置容纳盒，所述的容纳盒下方开口，在所述的容纳盒内设置海绵状钯合金，所述的海绵状钯合金用于吸收泄漏出来的氢气，在所述的氢燃料电池旁设置控制处理器，所述的控制处理器与氢气电磁阀连接。

进一步具体的，在所述的氢气管道上设置氢气传感器，所述的氢气传感器与控制处理器连接，在所述的容纳盒的开口处设置一盖板，在所述的盖板与容纳盒之间设置驱动盖板开启与关闭的盖板驱动组件，所述的驱动组件连接于控制处理器。

进一步具体的，所述的容纳盒的一端设置第一固定座，在所述的第一固定座上设置第一转动轴，所述的盖板固定于第一转动轴上，所述的盖板驱动组件包括第一电机、设置于第一电机轴上的第一主动齿轮、设置于第一转动轴上的第一从动齿轮，所述的第一主动齿轮与第一从动齿轮啮合，所述的第一电机由控制处理器控制。

进一步具体的，在所述的氢燃料电池旁设置氮气瓶，在所述的氮气瓶上设置氮气管道，所述的氮气管道的出口位于氢气管道旁，在所述的氮气管道上设置氮气电磁阀，所述的氮气电磁阀与控制处理器连接。

进一步具体的，在所述的氢燃料电池旁设置一烘箱，所述的烘箱通过回收电磁阀连接有收氢气瓶，所述的烘箱通过充氮电磁阀连接氮气瓶，在所述的烘箱上设置真空泵，所述的回收电磁阀、充氮电磁阀以及真空泵连接于控制处理器。

进一步具体的，在所述的氢气管道上方的车辆后备厢上设置一窗口，在所述的窗口上设置散气板，所述的散气板通过散气驱动组件控制散气板的开启与关闭，所述的散气驱动组件连接于控制处理器。

进一步具体的，在所述的窗口旁设置第二固定座，在所述的第二固定座上设置第二转动轴，所述的散气板固定于第二转动轴上，所述的散气驱动组件包括第二电机、设置于第二电机轴上的第二主动齿轮、设置于第二转动轴上的第二从动齿轮，所述的第二主动齿轮与第二从动齿轮啮合，所述的第二电机由控制处理器控制。

进一步具体的，在所述的氢燃料电池上设有报警指示灯，所述的控制处理器控制报警指示灯的开启与关闭。

本发明的有益效果是：采用了上述系统之后，由于钯合金具有吸收氢气的功能，氢气泄漏后能够及时将氢气集中吸收防止其逸散，进而减少氢气的含量，降低出现爆炸燃烧的风险，提高整体的安全性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明盖板驱动组件与散气驱动组件的结构示意图。

图中：1、车辆后备厢；2、氢燃料电池；3、氢气瓶；4、氢气管道；5、氢气电磁阀；6、容纳盒；7、海绵状钯合金；8、控制处理器；9、氢气传感器；10、氮气瓶；11、氮气管道；12、氮气电磁阀；13、烘箱；14、回收电磁阀；15、收氢气瓶；16、充氮电磁阀；17、真空泵；18、窗口；61、盖板；62、第一转动轴；63、第一电机；64、第一主动齿轮；65、第一从动齿轮；181、散气板；182、第二转动轴；183、第二电机；184、第二主动齿轮；185、第二从动齿轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示一种具有高安全性的氢燃料电池系统，设置于车辆后备厢1内，主要应用于有轨电车、公交车以及新能源汽车上，该系统包括用于提供动力的氢燃料电池2、用于向氢燃料电池2内供给氢气的氢气瓶3以及设置于氢燃料电池2与氢气瓶3之间的氢气管道4，在所述的氢气管道4上设置氢气电磁阀5，在所述的氢气管道4的上方设置容纳盒6，尤其是氢气管道4的接口处容易发生氢气的泄漏，由于氢气泄漏之后向上运动，故所述的容纳盒6下方开口，在所述的容纳盒6内设置海绵状钯合金7，所述的海绵状钯合金7用于吸收泄漏出来的氢气，钯合金具有吸收氢气的功能，在所述的氢燃料电池2旁设置控制处理器8，所述的控制处理器8与氢气电磁阀5连接；当氢燃料电池2开始工作时，控制处理器8控制氢气电磁阀5开启，氢气瓶3内的氢气通过氢气管道4进入氢燃料电池2内，若有氢气发生泄漏时，氢气迅速上升进入容纳盒6被容纳盒6内的海绵状钯合金7吸收。

对海绵状钯合金7的体积进行计算，车辆后备厢1的空间大概为1125l，而海绵状钯合金7吸收氢气的比值为1：850，故当氢气完全充满车辆后备厢1时，海绵状钯合金7的体积需要1.32立方分米，在本方案中选择1.5立方分米。

为了保护海绵状钯合金7以及在泄漏时使用，在所述的氢气管道4上设置氢气传感器9，所述的氢气传感器9与控制处理器8连接，在所述的容纳盒6的开口处设置一盖板61，在所述的盖板61与容纳盒6之间设置驱动盖板61开启与关闭的盖板驱动组件，所述的驱动组件连接于控制处理器8；如图2所示所述的容纳盒6的一端设置第一固定座，在所述的第一固定座上设置第一转动轴62，所述的盖板61固定于第一转动轴62上，所述的盖板驱动组件包括第一电机63、设置于第一电机63轴上的第一主动齿轮64、设置于第一转动轴62上的第一从动齿轮65，所述的第一主动齿轮64与第一从动齿轮65啮合，所述的第一电机63由控制处理器8控制，该氢气传感器9的灵敏度为2％，当车辆后备厢1内的氢气浓度达到了2％，氢气传感器9将泄漏信号传输至控制处理器8，控制处理器8控制第一电机63开始工作，第一电机63驱动第一主动齿轮64带动第一从动齿轮65以及第一转动轴62运动，而第一转动轴62驱动盖板61围绕第一转动轴62旋转打开容纳盒6，泄漏的氢气进入至容纳盒6并被海绵状钯合金7吸收。

进一步为了能够迅速减少氢气的浓度，在所述的氢燃料电池2旁设置氮气瓶10，在所述的氮气瓶10上设置氮气管道11，所述的氮气管道11的出口位于氢气管道4旁，设置于氢气管道4接口处，在所述的氮气管道11上设置氮气电磁阀12，所述的氮气电磁阀12与控制处理器8连接，控制处理器8接收到氢气传感器9的泄漏信号，迅速控制氮气电磁阀12打开，使得氮气进入车辆后备厢1内对氢气进行稀释，同时配合海绵状钯合金7的使用，进一步降低爆照燃烧的风险。

当有大量氢气泄漏时，防止海绵状钯合金7因为吸收氢气饱和后不再吸收氢气而产生风险，同时为了提高车辆后备厢1的通风并将泄漏的氢气迅速排出，在所述的氢气管道4上方的车辆后备厢1上设置一窗口18，在所述的窗口18上设置散气板181，所述的散气板181通过散气驱动组件控制散气板181的开启与关闭，所述的散气驱动组件连接于控制处理器8；如图2所示在所述的窗口18旁设置第二固定座，在所述的第二固定座上设置第二转动轴182，所述的散气板181固定于第二转动轴182上，所述的散气驱动组件包括第二电机183、设置于第二电机183轴上的第二主动齿轮184、设置于第二转动轴182上的第二从动齿轮185，所述的第二主动齿轮184与第二从动齿轮185啮合，所述的第二电机183由控制处理器8控制；在氢气传感器9检测氢气泄漏后，通过海绵状钯合金7吸收氢气，此时氢气浓度降低，氢气传感器9不再报警，而当海绵状钯合金7饱和后，氢气传感器9再次检测到氢气泄漏信号传输至控制处理器8，控制处理器8控制第二电机183开始工作，第二电机183驱动第二主动齿轮184带动第二从动齿轮185以及第二转动轴182运动，而第二转动轴182驱动散气板181围绕第二转动轴182旋转打开窗口18，氢气从窗口18快速排出分散到大气中，可配合通入氮气将氢气快速排出，提高安全性。

在上述系统基础上，增加报警指示灯，控制处理器8控制报警指示灯的开启与关闭，根据报警指示灯的指示，可以将乘客先转移到安全地点，防止对乘客造成伤害。

基于上述系统，为了能够使得海绵状钯合金7循环使用，在所述的氢燃料电池2旁设置一烘箱13，所述的烘箱13通过回收电磁阀14连接有收氢气瓶15，所述的烘箱13通过充氮电磁阀16连接氮气瓶10，在所述的烘箱13上设置真空泵17，所述的回收电磁阀14、充氮电磁阀16以及真空泵17连接于控制处理器8，将饱和的海绵状钯合金7放入烘箱13内，控制真空泵17抽取烘箱13内气体，然后充入氮气，再次抽取真空，之后控制处理器8对烘箱13进行加热，海绵状钯合金7由于加热的原因其吸收的氢气排出，通过回收电磁阀14后回收在收氢气瓶15进行保存，方便后续继续使用氢气。

综上，通过海绵状钯合金7的使用，能够实现对氢气的吸收，对泄漏的氢气及时处理，降低车辆后备厢内氢气的浓度，通入氮气能够尽快对氢气浓度的稀释，通过烘箱13既可以回收氢气，也能够对海绵状钯合金7重复使用，节约资源；通过窗口的设置能够快速将泄漏的氢气排出，从而进一步降低氢气浓度，防止爆炸燃烧的风险发生，提高车辆的安全性能。

需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。