本实用新型属于动力供应系统领域，具体而言，本实用新型涉及一种便携式燃料电池供电系统。
背景技术：
燃料电池是一种将氢气和氧气的化学能通过电极反应直接转换成电能的装置。与传统能源相比，燃料电池最大的特点是在反应过程中不涉及燃烧，因而能量转换效率不受卡诺循环的限制，其能量转换效率高达60％-80％，具有高效、清洁的显著特点，被认为是21世纪首选的洁净高效发电技术。燃料电池技术已经日趋成熟，供应链体系也在逐步完善，世界各国及企业在研究和开发燃料电池的应用方面也取得了重大的成果和进展，燃料电池在不久的将来将会得到广泛的应用。
由于锂电池供电系统的储电能力较小，而燃料电池系统在运行的初始阶段，需要外部的其他能源为其提供系统控制电源，因此往往与锂电池构成混合供电系统。如何处理好系统中燃料电池和锂电池之间的配合关系非常重要，直接关系到供电系统的效率和可靠性。
此外，在传统的燃料电池供电系统中，位于燃料电池后级的DC/DC模块一般需要较大的输出滤波电容来提高电能输出质量，这些电容体增加了DC/DC模块的体积，且对负载波动较为敏感，容易触发DC/DC模块的过流保护，而且部分具备电能回收作用的负载，有可能在燃料电池输出端或者DC/DC模块输出端回馈并积累大量电荷，从而使该点电位急剧升高烧毁燃料电池系统硬件或者DC/DC模块硬件。而在现有技术中的燃料电池供电系统中，对单个锂电池容量要求相对较高，这势必会增加供电系统的成本。
技术实现要素：
本实用新型的一个目的在于提供一种便携式燃料电池供电系统，所述便携式燃料电池供电系统结构简单，操作方便。
本实用新型的一个目的在于提供一种便携式燃料电池供电系统，所述便携式燃料电池供电系统能够根据负载的用电情况选择为其供电的系统。
本实用新型的一个目的在于提供一种便携式燃料电池供电系统，所述便携式燃料电池供电系统采用硬件电路控制对于燃料电池系统的防反电流，从而确保所述燃料电池系统不会被损坏。
本实用新型的一个目的在于提供一种便携式燃料电池供电系统，所述便携式燃料电池供电系统通过充电模块对锂电池组进行充电，从而能够防止因充电电流过大而损坏所述锂电池系统的使用寿命。
本实用新型的一个目的在于提供一种便携式燃料电池供电系统，所述便携式燃料电池供电系统通过锂电池系统对负载系统产生的能量进行回收，从而保护所述便携式燃料电池供电系统中的硬件不会被烧毁。
本实用新型的一个目的在于提供一种便携式燃料电池供电系统，所述便携式燃料电池供电系统包括至少一温度传感器，用于检测所述燃料电池系统在工作过程中的温度。
本实用新型的一个目的在于提供一种便携式燃料电池供电系统，所述便携式燃料电池供电系统包括至少一压力传感器，用于监测燃料供给模块在燃料供给过程中的进气压力。
本实用新型的一个目的在于提供一种便携式燃料电池供电系统，所述便携式所述燃料电池供电系统包括至少一燃料电池堆风扇，所述燃料电池堆风扇根据所述温度传感器的信息为燃料电池堆降温，从而使燃料电池堆处于既定的工作温度。
本实用新型的一个目的在于提供一种便携式燃料电池供电系统，所述便携式燃料电池供电系统包括至少一防反模块，通过所述防反模块阻止所述锂电池系统为所述燃料电池系统充电，从而避免所述燃料电池系统的损坏。
本实用新型的一个目的在于提供一种便携式燃料电池供电系统，所述便携式燃料电池供电系统包括至少一微控制单元，通过所述微控制单元控制所述燃料电池系统和/或所述锂电池系统为负载提供动力。
本实用新型的一个目的在于提供一种便携式燃料电池供电系统，所述便携式燃料电池供电系统包括至少一充电模块，能够通过所述充电模块为锂电池系统进行充电。
本实用新型的一个目的在于提供一种便携式燃料电池供电系统，所述便携式燃料电池供电系统不仅能够输出直流电，还能输出交流电，从而提高所述便携式燃料电池供电系统的应用范围。
本实用新型的一个目的在于提供一种便携式燃料电池供电系统，所述便携式燃料电池供电系统包括一无线传输模块，通过所述无线传输模块向所述微控制单元传输开启或关闭指令，从而实现对所述燃料电池系统的开启或关闭。
本实用新型的一个目的在于提供一种便携式燃料电池供电系统，所述便携式燃料电池供电系统将燃料模块、燃料电池堆、控制系统、界面系统、辅助供电的锂电池组和电压变换模块全部包含，能够直接对外输出稳定的直流电和交流电。
本实用新型的一个目的在于提供一种便携式燃料电池供电系统，所述便携式燃料电池供电系统能够通过多种启动途径进行启动，既可以实现所述便携式燃料电池供电系统本地一键启动，又可以通过界面系统远程操控，从而增加了本实用新型所述的便携式燃料电池供电系统的灵活性和便捷性。
换言之，本实用新型提供一便携式燃料电池供电系统，所述便携式燃料电池供电系统包括至少一燃料电池系统、至少一第一防反模块、至少一电源变换模块、至少一锂电池系统、至少一微控制单元以及至少一负载系统，其中所述燃料电池系统的输出端与所述第一防反模块电性连接，所述第一防反模块的输出端与所述电源变换模块电性连接，所述电源变换模块的输出端与所述负载系统电性连接，所述微控制单元与所述燃料电池系统的电压电流采样点及锂电池系统的电压电流采样点通信连接以采集所述燃料电池的电压电流信号和所述锂电池系统的电压电流信号，所述锂电池系统与所述电源转换模块电性并联于所述第一防反模块的输出端，所述微控制单元电性连接于所述锂电池系统与所述电源变换模块。
在其中一些实施例中，其中锂电池系统包括至少一充电模块、至少一锂电池组和至少一第二防反模块，其中所述充电模块电性连接于所述第一防反模块的输出端，所述锂电池组电性连接于所述充电模块的输出端，所述第二防反模块的一端电性连接于所述锂电池组的输出端，另一端电性连接于所述第一防反模块与所述电源变换模块之间。
在其中一些实施例中，其中所述锂电池系统进一步包括一开关，所述开关连接于所述锂电池组与所述第二防反模块之间，以接通或断开所述锂电池组与所述第二防反模块之间的电路通路。
在其中一些实施例中，其中所述电源变换模块包括至少一第一DC/DC模块和至少一DC/AC模块，所述辅助系统包括至少一直流负载和至少一交流负载，其中所述第一DC/DC模块和所述DC/AC模块并联于所述第一防反模块的输出端，所述直流负载电性连接于所述第一DC/DC模块的输出端，所述交流负载电性连接于所述DC/AC的输出端。
在其中一些实施例中，其中所述燃料电池系统包括至少一燃料电池堆、至少一燃料供给模块、至少一燃料进气通道以及至少一空气进气通道，所述燃料供给模块通过所述燃料进气通道与所述燃料电池堆连接，所述空气进气通道与所述燃料电池堆连接，以分别为所述燃料电池堆供应燃料和空气，所述燃料电池堆的输出端与所述第一防反模块连接，其中所述微控制单元与所述燃料进气通道通信连接。
在其中一些实施例中，其中所述燃料电池系统进一步包括一压力传感器，所述压力传感器设置于所述燃料进气通道且与所述微控制单元电气连接，以采集所述燃料进气通道的压力并传送至所述微控制单元。
在其中一些实施例中，其中所述燃料电池系统进一步包括一排气通道，所述排气通道的一端与所述燃料电池堆连接，另一端对外连接，且所述排气通道的控制端与所述微控制单元通信连接，以使所述微控制单元能够控制所述排气通道对所述燃料电池堆进行排气。
在其中一些实施例中，其中所述燃料电池系统进一步包括一燃料电池堆风扇和一温度传感器，所述温度传感器通信设置于所述燃料电池堆且与所述微控制单元通信连接，以使所述微控制单元能够通过所述温度传感器采集所述燃料电池堆的温度，所述燃料电池堆风扇的PWM与反馈信号与所述微控制单元通信连接，以使所述微控制单元能够通过调节所述燃料电池堆风扇的信号来控制所述燃料电池堆风扇的转速。
在其中一些实施例中，包括至少一第二DC/DC模块，所述第二DC/DC模块的一端电性连接于所述第一防反模块的输出端，另一端电性连接至所述燃料电池堆风扇，以为所述燃料电池堆风扇供电。
在其中一些实施例中，包括一无线传输模块，所述无线传输模块的信号端与所述微控制单元通信连接，能够通过所述无线控制模块向所述微控制单元传送控制信号。
在其中一些实施例中，包括一智能终端，所述智能终端与所述无线传输模块的信号端通信连接，以通过所述无线传输模块发送控制信号至所述微控制单元。
在其中一些实施例中，其中所述智能终端为PC端或智能手机。
附图说明
图1为本实用新型所述的便携式燃料电池供电系统的第一实施例的结构示意图。
图2为图1中的便携式燃料电池供电系统的一优选实施方式的结构示意图。
图3为图2中所述的便携式燃料电池供电系统的进一步优选实施方式的结构示意图。
图4为图3中所述的便携式燃料电池供电系统的进一步优选实施方式的结构示意图。
图5为图4中所述的便携式燃料电池供电系统的进一步优选实施方式的结构示意图。
图6为图5中所述的便携式燃料电池供电系统的进一步优选实施方式的结构示意图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。
本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。
如图1所示，本实用新型主要提供一种便携式燃料电池供电系统，所述便携式燃料电池供电系统包括至少一燃料电池系统10、至少一第一防反模块60、至少一电源变换模块40、至少一锂电池系统20、至少一微控制单元30以及至少一负载系统50，其中所述燃料电池系统10的输出端与所述第一防反模块60电性连接，所述第一防反模块60的输出端与所述电源变换模块40电性连接，所述电源变换模块40的输出端与所述负载系统50电性连接，所述微控制单元30的两端分别与所述燃料电池系统10的电压电流采样点及所述锂电池系统20的电压电流采样点通信连接以采集所述燃料电池系统10的电压电流信号和所述锂电池系统20的电压电流信号，所述锂电池系统20与所述电源转换模块40电性并联于所述第一防反模块60的输出端，所述微控制单元30电性连接于所述锂电池系统20与所述电源变换模块40之间。
详细而言，由于所述微控制单元30分别与所述燃料电池系统10的输出端及所述锂电池系统20的输出端电性连接，因此所述微控制单元30由所述燃料电池系统10和/或所述锂电池系统20进行供电。
由于所述燃料电池系统10的输出端和所述锂电池系统20的输出端分别与所述负载系统50电性连接，所以所述负载系统50的供电由所述燃料系统10和/或所述锂电池系统20进行完成。
所述燃料电池系统10能够通过所述第一防反模块60为所述电源变换模块40和所述负载系统50供电，所述锂电池系统20也能够为所述电源变换模块40和所述负载系统50供电。由于所述第一防反模块60的设置，因此所述负载系统50和所述锂电池系统20无法向所述燃料电池系统10放电，从而避免所述燃料电池系统10被损坏。
在本实用新型中，对于所述燃料电池系统10的防反电流，是通过所述第一防反模块60这一硬件电路进行实施，相对于传统的二极管防反方法,不仅能提高电路的响应速度，而且能够降低损耗，提高所述便携式燃料电池供电系统的效率。此外，还能降低热处理的难度。
作为本发明的进一步优选，如图2所示，在所述便携式燃料电池供电系统中，所述锂电池系统20包括至少一充电模块22、至少一锂电池组21和至少一第二防反模块23，其中所述充电模块22电性连接于所述第一防反模块60的输出端，所述锂电池组21电性连接于所述充电模块22的输出端，所述第二防反模块23的一端电性连接于所述锂电池组21的输出端，另一端电性连接于所述第一防反模块60与所述电源变换模块40之间。
所述充电模块22的设置能够控制所述燃料电池系统10为所述锂电池组21进行充电，当所述燃料电池系统10的电压大于所述锂电池组21的电压时，所述锂电池组21开始充电，当所述锂电池组21充满电之后停止充电。
所述锂电池组21通过所述第二防反模块23为所述电源变换模块40充电，并且由于所述第二防反模块23的作用，所述燃料电池系统10只能通过所述充电模块22为所述锂电池组21充电。
所述锂电池系统20进一步包括一开关24，所述开关24连接于所述第二防反模块23与所述锂电池组21之间，以接通或断开所述锂电池组21与所述第二防反模块23之间的电路通路。
因此，所述燃料电池系统10通过所述第一防反模块60和所述充电模块22对所述锂电池组21进行充电，当所述开关24接通后，所述锂电池组21能够参与对所述负载系统50进行供电，当所述开关24断开之后，所述负载系统50的供电只能由所述燃料电池系统10完成。通过硬件逻辑实现所述锂电池组21的充放电，不仅响应速度更快，而且采用系统自备电源，无需停机充电。
当所述开关24接通后，所述锂电池组21为所述微控制单元30供电，所述微控制单元30默认启动所述燃料电池系统10的进程，所述燃料电池系统10完全启动后经过后级的所述电源变换模块40转换为相应电压，从而完成所述燃料电池系统10的一键启动功能。
如图3所示，作为本实用新型的一种优选实施方式，所述电源变换模块40包括至少一第一DC/DC模块41和至少一DC/AC模块42，所述负载系统50包括至少一直流负载51和至少一交流负载52，其中所述第一DC/DC模块41和所述DC/AC模块42并联于所述第一防反模块60的输出端，所述直流负载51电性连接于所述第一DC/DC模块41的输出端，所述交流负载52电性连接于所述DC/AC42的输出端。因此，本实用新型所述的便携式燃料电池供电系统能够输出稳定的直流电和交流电，从而能够为直流负载51供电和交流负载52进行供电，因此提高了本实用新型所述的便携式燃料电池供电系统的适用面。
此外，在所述锂电池系统20中，分别包括了一充电回路和一放电回路，当为所述锂电池组21充电时，通过所述充电模块22可以控制充电电流，防止充电电流过大而损坏所述锂电池组21的使用寿命；当所述锂电池组21放电时，仅通过所述第二防反电路23能够最大限度地提高所述锂电池组21对所述负载系统50的能量。
更进一步地，如图4所示，在本实用新型的第一实施例中，所述燃料电池系统10包括至少一燃料电池堆11，所述燃料电池堆11用于产生电能，从而为所述负载系统50和/或所述锂电池系统20提供动力，所述燃料电池系统10进一步包括至少一燃料供给模块12、至少一燃料进气通道13以及至少一空气进气通道14，所述燃料电池堆11的输出端与所述第一防反模块60连接，所述燃料进气通道13的输入端与所述燃料供给模块12连接，所述燃料进气通道13的输出端与所述燃料电池堆11连接，且所述燃料进气通道13与所述微控制单元30通信连接，所述燃料供给模块12通过所述燃料进气通道13进入所述燃料电池堆11，空气通过所述空气进气通道14进入所述燃料电池堆11，所述微控制单元30通过所述燃料进气通道13控制所述燃料供给模12块向所述燃料电池堆11输入燃料，所述燃料与所述空气在所述燃料电池堆11内部产生反应后生成能量从而为所述负载系统50和/或所述锂电池系统20供电。
所述便携式燃料电池供电系统进一步包括一压力传感器15，所述压力传感器15通信设置于所述燃料进气通道13且与所述微控制单元30通信连接，因此，所述压力传感器15能够采集所述燃料进气通道13的压力并传送至所述微控制单元30。
所述便携式燃料电池供电系统进一步包括一排气通道16，所述排气通道16的控制端与所述微控制单元30通信连接，所述排气通道16的输入端与所述燃料电池堆11连接，所述排气通道16的输出端对外连接，通过该连接，所述微控制单元30能够控制所述燃料电池堆11的排气。
更进一步地，作为本实用新型更进一步地优选，如图4所示，所述燃料电池系统10进一步包括一燃料电池堆风扇18和一温度传感器17，所述温度传感器17通信设置于所述燃料电池堆11且所述温度传感器17与所述微控制单元30通信连接，所述燃料电池堆风扇18与所述微控制单元30通信连接，所述燃料电池堆风扇18的PWM和反馈信号与所述微控制单元30通信连接。通过该连接，所述微控制单元30通过所述温度传感器17采集所述燃料电池堆11上的温度，再通过所述微控制单元30调节PWM信号来控制所述燃料电池堆风扇18的转速。
更进一步地，如图5所示，作为本实用新型的上述第一实施例的进一步优选，所述便携式燃料电池供电系统进一步包括至少一第二DC/DC模块70，所述第二DC/DC模块70的一端电性连接于所述第一防反模块60的输出端，所述第二DC/DC模块70的另一端电性连接至所述燃料电池系统10中的所述燃料电池堆风扇18。
因此，所述第二DC/DC模块70的供电由所述燃料电池堆11和所述锂电池组21共同完成，再通过所述第二DC/DC模块70转换成合适的电压至所述燃料电池堆风扇18，从而为所述燃料电池堆风扇18供电。
在本实用新型所述的燃料供给模块中，所述燃料包括但不限于：硼氢化钠和水、硅酸钠和水、氢化锂和水、氢化镁和水、硼氢化锂和水、氢化锂铝和水、氢化铝、氨硼烷络合物、烃、氢化锂铝、硼氢化镁、硼氢化镁-胺络合物、压缩氢气或液态氢。
本实用新型所述的便携式燃料电池供电系统进一步包括一无线传输模块80，所述无线传输模块80的输出端与所述微控制单元30通信连接，通过所述无线传输模块80可以向所述微控制单元30发送控制信号。
详细而言，可以通过将所述无线传输模块80与一智能终端90进行连接，比如PC端，通过所述智能终端90控制发送一控制信号并通过所述无线传输模块80传送至所述微控制单元30，通过所述微控制单元30控制所述燃料电池系统10的启动和关闭。
除此以外，本领域技术人员可以根据情况对所述智能终端90进行改变，比如选用智能手机作为智能终端90等，只要在本实用新型上述揭露的基础上，采用了与本实用新型相同或近似的技术方案，解决了与本实用新型相同或近似的技术问题，并且达到了与本实用新型相同或近似的技术效果，都属于本实用新型的保护范围之内，本实用新型的具体实施方式并不以此为限。
本实用新型所述的便携式燃料电池供电系统还能够进行远程控制和近程控制的切换。当通过所述开关24启动所述燃料电池系统10后，可以通过所述智能终端90发送关闭信号并通过所述无线传输模块80发送至所述微控制单元30，从而通过所述微控制单元30关闭所述燃料电池系统10。同样地，也可以通过所述智能终端90发送开启信号并通过所述无线传输模块80发送至所述微控制单元30，所述微控制单元30根据开启信号打开所述燃料电池系统10，最后可以通过断开所述开关24，将所述锂电池组21的输出切断。
换句话说，所述燃料电池系统10可以通过所述智能终端90实现开启和关闭，同时，再通过手动对所述开关24进行开启和关闭，从而实现本实用新型所述的便携式燃料电池供电系统的远程控制和近程控制的切换。因此本实用新型所述的便携式燃料电池供电系统能够通过多种启动途径(软件启动，或者开关启动)，因此既可以实现所述便携式燃料电池供电系统的本地一键启动，即插即用，又可以通过界面系统远程操控，增加了本实用新型所述的便携式燃料电池供电系统的灵活性和便捷性。
接下来，对本实用新型所述的便携式燃料电池供电系统的工作原理进行简单的说明。
所述燃料电池系统通过所述第一防反模块60为所述电源变换模块40及所述负载系统50供电，并且通过所述充电模块22为所述锂电池组21充电，所述锂电池组21通过接通所述开关24，并通过所述第二防反模块23为所述电源变换模块40和所述负载系统50充电，所述微控制单元30通过所述燃料电池系统10和所述锂电池系统20的电压和电流来确定所述负载系统50的供电来源。
需要强调的是，可以通过所述无线传输模块80传送一开启或关闭信号至所述微控制单元30，从而开启或关闭所述燃料电池系统10，也可以通过连通或断开所述开关24，从而连接或断开所述锂电池组21的放电通路。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本实用新型的实施例只作为举例而并不限制本实用新型。本实用新型的目的已经完整并有效地实现。本实用新型的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本实用新型的实施方式可以有任何变形或修改。