专利名称：燃料电池系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电池系统，特别是一种燃料电池系统。
背景技术：
现有的以液氢为原料的燃料电池系统包括液氢罐、膨胀装置、空气压缩装置、燃料电池、蓄电池。液氢经膨胀装置变为气态氢，空气压缩装置产生压缩空气，液态氢与压缩空气在燃料电池内混合发电，由蓄电池对电能进行储存。这种结构的燃料电池系统发电效率低，运行过程中没有热交换过程，原料消耗大，成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种在发电过程中可进热量交换、提高发电效率、原料利用率高、节省能源、成本低的燃料电池系统，克服现有技术的不足。本发明的燃料电池系统，包括液氢罐、膨胀装置、空气压缩装置、燃料电池、蓄电池；所述的膨胀装置包括一级动力涡轮机构、二级动力涡轮机构、位于一级动力涡轮机构与二级动力涡轮机构之间的发电机构；所述的空气压缩装置包括一级涡轮压缩机构、二级涡轮压缩机构、位于一级涡轮压缩机构与二级涡轮压缩机构之间的电动机；所述的液氢罐的出口依次与一级动力涡轮机构、二级动力涡轮机构、第一热交换器、第二热交换器、燃料电池相连通，燃料电池与蓄电池相接；所述的第一热交换器上有空气进口和空气出口，空气出口依次与一级涡轮压缩机构、二级涡轮压缩机构、第二热交换器、燃料电池相连通；所述的蓄电池与所述的电动机相接；所述的发电机与所述的蓄电池相接。本发明的燃料电池系统，其中所述的液氢罐的出口与发电机构的冷却介质入口相接，发电机构的冷却介质出口与二级动力涡轮机构的介质出口相连通。本发明与现有技术相比，在运行过程中可进行两次热量交换，能源利用充分，效率高，成本低。
图1是本发明具体实施方式
的结构示意图。
具体实施例方式如图1所示1为液氢罐，10为燃料电池，9为蓄电池。本系统中包括膨胀装置，膨胀装置组成如下包括一级动力涡轮机构2、二级动力涡轮机构4、位于一级动力涡轮机构2与二级动力涡轮机构4之间的发电机构3，事实上本膨胀装置为二级涡轮式发电机。本装置中还包括空气压缩装置，空气压缩装置组成如下包括一级涡轮压缩机构 5、二级涡轮压缩机构7、位于一级涡轮压缩机构5与二级涡轮压缩机构7之间的电动机6， 事实上本空气压缩机为二级涡轮式压缩机。
液氢罐1的出口通过第一阀门13依次与一级动力涡轮机构2、二级动力涡轮机构
4、第一热交换器11、第二热交换器8、燃料电池10相连通，燃料电池10与蓄电池9相接。第一热交换器11上有空气进口和空气出口，空气出口依次与一级涡轮压缩机构
5、二级涡轮压缩机构7、第二热交换器8、燃料电池10相连通。蓄电池9与电动机6相接；发电机3与蓄电池9相接。为了具有良好的冷却效果，液氢罐1的出口通过第二阀门12与发电机构3的冷却介质入口相接，发电机构3的冷却介质出口与二级动力涡轮机构4的介质出口相连通。运行时，液态氢经第一阀门13和一级动力涡轮机构2的入口进入一级动力涡轮机构2内，作功膨胀后再经一级动力涡轮机构2的出口和二级动力涡轮机构4的入口进入二级动力涡轮机构4内二次作功，使发电机3运行，发电后进入蓄电池9内。自二级动力涡轮机构4的出口出来的氢气进入第一热交换器11内，与第一热交换器11内的空气进行充分的热量交换。自第一热效换器11出来的氢气进入第二热交换器8内，自第一热交换器11 出来的空气进入一级涡轮压缩机构5内进行一级压缩，然后进入二级涡轮压缩机构7内进行二次压缩，再进入第二热交换器8内与氢气进行第二次热量交换。自第二热交换器8出来的氢气和空气进入燃料电池10内充分反应产生电能，电能由蓄电池9储存。其中电动机 6的动力来源于蓄电池9。
权利要求
1.一种燃料电池系统，包括液氢罐(1)、膨胀装置、空气压缩装置、燃料电池(10)、蓄电池(9)；其特征在于所述的膨胀装置包括一级动力涡轮机构(2)、二级动力涡轮机构(4)、位于一级动力涡轮机构(2 )与二级动力涡轮机构(4)之间的发电机构(3 )；所述的空气压缩装置包括一级涡轮压缩机构(5)、二级涡轮压缩机构(7)、位于一级涡轮压缩机构(5 )与二级涡轮压缩机构(7 )之间的电动机(6 )；所述的液氢罐(1)的出口依次与一级动力涡轮机构(2)、二级动力涡轮机构(4)、第一热交换器(11)、第二热交换器(8)、燃料电池(10)相连通，燃料电池(10)与蓄电池(9)相接；所述的第一热交换器(11)上有空气进口和空气出口，空气出口依次与一级涡轮压缩机构(5)、二级涡轮压缩机构(7)、第二热交换器(8)、燃料电池(10)相连通； 所述的蓄电池(9 )与所述的电动机(6 )相接； 所述的发电机(3 )与所述的蓄电池(9 )相接。
2.根据权利要求1所述燃料电池系统，其特征在于所述的液氢罐(1)的出口与发电机构(3)的冷却介质入口相接，发电机构(3)的冷却介质出口与二级动力涡轮机构(4)的介质出口相连通。
全文摘要
燃料电池系统，包括液氢罐、膨胀装置、空气压缩装置、燃料电池、蓄电池；膨胀装置包括一级动力涡轮机构、二级动力涡轮机构、位于一级动力涡轮机构与二级动力涡轮机构之间的发电机构；空气压缩装置包括一级涡轮压缩机构、二级涡轮压缩机构、位于一级涡轮压缩机构与二级涡轮压缩机构之间的电动机；液氢罐的出口依次与一级动力涡轮机构、二级动力涡轮机构、第一热交换器、第二热交换器、燃料电池相连通，燃料电池与蓄电池相接；第一热交换器上有空气进口和空气出口，空气出口依次与一级涡轮压缩机构、二级涡轮压缩机构、第二热交换器、燃料电池相连通；蓄电池与所述的电动机相接；发电机与所述的蓄电池相接。具有节能，效率高，成本低的优点。
文档编号H01M8/04GK102201586SQ201110101678
公开日2011年9月28日 申请日期2011年4月22日 优先权日2011年4月22日
发明者金庆镐 申请人:爱科腾博(大连)科技有限公司