氢能专利库

本发明公开了一种MW级离网光伏制氢系统电解自适应调节方法。本发明运用动态规划算法开发的电解自适应控制，可根据当前光伏发电量合理匹配制氢系统的预热、运行及热备情况，提高光伏利用效率与制氢产量。相比电解装置统一控制，本发明分组控制方式实现了制氢工况与光伏发电的跟随，提高了电解装置的波动适应性。

本发明公开了一种燃料电池低气压性能预测模型的构建及性能分析的方法，应用于质子交换膜氢空燃料电池技术领域，包括：基于经验公式建立随海拔高度变化的空气压力和密度模型；根据能斯特方程和燃料电池极化方程得到燃料电池单体电压；利用质量守恒原理、电化学特性建立电堆阴极、阳极反应模型；建立基于MAP图的空压机模型和基于非线性喷嘴方程阴极出口管路模型。基于上述模型利用Simulink完成仿真环境，得到仿真结果数据，用于低气压环境下燃料电池性能的预测。本发明避免了盲目开展低气压试验造成的人力物力浪费以及对燃料电池系统可能造成的不可逆的损伤，为后续试验研究提供理论指导和预测分析依据，为燃料电池的低气压性能分析和设计提供有力支持。

本发明公开了一种液氢电加热气化系统，包括液氢储罐、电加热装置和排气管路。液氢储罐内部设置竖直放置的隔离板，将储液罐内腔分为储液区和沸腾气化区；隔离板顶部和底部设有开有孔洞或槽道，使得储液区和沸腾气化区的液相联通、气相联通。电加热装置设置于沸腾气化区，自动跟随沸腾气化区内液氢液面升降，上表面始终低于液面。排气管路设置于液氢储罐内腔，用于将氢气排出液氢储罐。本发明可实现液氢局部快速升温、沸腾气化，达到快速供应气氢目的。

本发明公开一种实现流场分配区的双极板结构及PEM燃料电池。所提供的极板包括氢气流场、空气流场以及冷却水流场，在各流场的进出口区域均设有流场分配区，形成流体在流场分配区结构干预下的流动路径。将双极板流场进气分配区分为三部分，分别是进气区、过渡区以及分配区。进气区流道垂直于大通道边缘且流道长度逐渐增大，过渡区流道与其相邻密封槽内槽保持平行。分配区内含一分多流道，其中的脊背经过规律性布局。氢/空气电化学活性区内脊背宽度设计大于流道的宽度。本发明提供的双极板分配区设计能够解决因气体分配不均产生的局部热点问题，并实现极板面积利用率最大化，防止板子因为长期的应力集中而出现破损，提高燃料电池的使用寿命。

一种液氢液氧发动机故障诊断故障码设计及应用方法，包括两部分，一部分为故障码设计，一部分为故障码应用控制，设计32位变量故障码，设计高字节为报警标志信息，报警标志信息包括总报警标志及历史报警标志，历史报警标志记录近6次报警情况，根据不同迭代判断方式，判断总报警标志是否有效；次高字节为报警类别信息，报警类别信息包括故障大类信息及故障小类信息，故障大类表示某种故障有不同递进分支，故障小类表示某种判断分支有不同递进判断分支；低两字节为具体故障信息，表明在某次判断节点中，具体条件判断情况。

本发明公开了一种液氢输送离心泵，包括：转子组件、内壳体组件和外壳体组件；转子组件套装在内壳体组件内，构成芯子；芯子套装在外壳体组件内。采用多级离心泵结构进行液氢介质的输送，采用带有“长叶片+中叶片+短叶片”的三级离心轮，径向进的环形进口壳体，“径向导叶+反导叶”的组合级间过流结构，“静密封+端面密封”并带吹除隔离密封的组合密封结构，采用结构紧凑、便于拆卸的安装方式，可实现液氢介质从海上运输船到贮箱、从贮箱到贮箱、从贮箱到槽车等的转运；整体结构简单，便于拆装、分解、更换；填补了技术空白。

本发明属于液氢燃料电池领域，涉及一种利用液氢冷量提高空压机工作效率的液氢与空气供应系统，包括液氢储罐、供氢阀、气液换热器、缓冲罐、压力调节阀、开关阀、空气过滤器、空压机、加湿器和燃料电池；其中，液氢储罐的出口与供氢阀的一端连通；供氢阀的另一端与气液换热器的液氢入口连通；空气过滤器的入口用于接收外部空气；空气过滤器的出口与气液换热器的空气入口连通；气液换热器的氢气出口依次与缓冲罐、压力调节阀、开关阀连通后，与燃料电池连通；气液换热器的空气出口依次与空压机、加湿器连通后，与燃料电池连通。本发明减化了系统配置的同时通过液氢为空压机入口空气降温，降低了空压机的能耗。

本发明公开了一种空间用被动氢氧燃料电池系统及主动加湿方法，该系统包括氢氧燃料电池电堆、氢气供应子系统、氧气供应子系统、水管理子系统。所述氢氧燃料电池电堆包括氢气腔、膜电极组件、氧气腔、排水腔，氢气腔内的氢气与氧气腔内的氧气产生氢氧化学反应后生成的水流入排水腔中，所述排水腔内放置高分子亲水膜。所述水管理子系统用于在航天器开机前将存储的水压至排水腔，湿润高分子亲水膜，并在开机后排出所述排水腔内氢氧化学反应生成的水。本发明实现空间被动氢氧燃料电池系统在干燥状态下长期保存、充分润湿后开始运行，提高了被动氢氧燃料电池空间应用的工程可实现性。

本发明公开了一种抑制氢氧火箭发动机推力室点火冲击的方法，包括：确定氧主阀的打开时间T；确定采用氦气进行吹除时的吹除流量Q；确定燃料贮箱的压力P；进行点火：打开燃料主阀，控制燃料贮箱以压力P注入液氢；液氢经燃料主阀、冷却夹套、燃料头腔后进入推力室内腔；经过时间T‑0.1s后，推力室点火器点火；再经过0.1s后打开氧主阀，液氧经氧入口、氧主阀、氧化剂头腔后进入推力室内腔；当推力室内腔内燃料与氧化剂达到着火混合比时，在推力室点火器的作用下，推力室完成点火；吹除阀在燃料主阀打开时打开、在氧主阀打开时关闭，氦气流量控制为Q。本发明旨在减小氢氧发动机推力室点火瞬间产生的压力峰值，确保推力室和发动机结构的安全。

本申请涉及制氢储能热电联供领域，具体公开了一种用于水电解器、燃料电池的热电联供系统及其控制方法。热电联供系统包括水电解器及其换热器、燃料电池及其换热器、金属储氢器及其换热器和散热器；当水电解器工作时，换热液体能够经水电解换热器流向金属储氢换热器，并回流至水电解换热器；当燃料电池工作时，换热液体能够经燃料电池换热器流向金属储氢换热器，并回流至燃料电池换热器；散热器设置于金属储氢换热器的入口侧，用于对待输入至金属储氢换热器的换热液体降温。由此有利于提高水电解制氢‑金属储氢‑燃料电池发电集成系统的能源利用效率，同时满足三个子系统所需冷却液温度平台需求，简化水热管理系统的设计方案。

本申请涉及燃料电池领域，具体公开了一种多堆并联燃料电池系统，包括：目标燃料电池、氢气、氮气和空气输入管路、氢气和空气开关阀；系统还包括连接在氢气和氮气输入管路之间的第一控制开关阀，第一控制开关阀位于氢气开关阀和目标燃料电池之间；连接在氮气和空气输入管路之间的第二控制开关阀，第二控制开关阀位于空气开关阀和目标燃料电池之间；在目标燃料电池故障后，氢气开关阀和空气开关阀关闭，在目标燃料电池泄压完成后，第一控制开关阀和第二控制开关阀开启，以将氮气通过氢气输入管路和空气输入管路输入至目标燃料电池。本申请的方案有利于实现该燃料电池拆卸、安装后直接进行电力输出，且全过程不影响其他燃料电池系统正常输出。

本申请涉及燃料电池领域，具体公开了一种气体供应循环系统，包括：燃料电池、目标气源、压力调节阀、引射器、开关阀；其中，压力调节阀和引射器并联连接在燃料电池和目标气源之间，开关阀连接在目标气源和引射器之间，当燃料电池的电堆消耗量大于引射器的工作流量时，开关阀开启，燃料电池排出的目标气体通过引射入口进入引射器，并与工作入口输入的目标气体混合，混合后的目标气体通过引射器出口输出至燃料电池。本申请提供的方案可以在相对大范围的运行工况内保证气体循环量不小于电堆需求的过量循环用氢。

本申请涉及引射器领域，具体公开了一种引射器，引射器应用的气体供应循环系统包括：燃料电池、目标气源、压力调节阀、引射器、开关阀；压力调节阀和引射器并联连接在燃料电池和目标气源之间；引射器的工作入口与目标气源连接，燃料电池排出的目标气体通过引射入口进入引射器，并与工作入口输入的目标气体混合，混合后的目标气体通过引射器出口输出至燃料电池；引射器应用于N个工况，N个工况与N个可达到引射系数一一对应，在N个工况中的每个工况下，引射器的设计引射系数小于每个工况对应的可达到引射系数。本申请提供的引射器可以为燃料电池在全工况内提供恒定的工作流量，以及满足燃料电池需求的氢气循环量。

本发明公开了一种阴极开式风冷燃料电池的恒压补氧系统，氧气瓶与燃料电池的阴极入口连接，风道一端连接燃料电池的阴极入口，另一端连接燃料电池的阴极出口；风道的最低点设有排水装置。本发明还公开了一种基于上述系统的恒压补氧方法，氧气瓶中的氧气通入燃料电池的阴极入口；剩余气体和水蒸气经燃料电池的阴极出口排入风道；剩余气体和水蒸气在风道中与风道外部的空气进行热交换；热交换后的水蒸气在风道中冷凝，通过排水装置排出冷凝水，剩余气体重新返回阴极入口循环利用。本发明为风冷燃料电池在高空领域应用提供了一种新思路，为其在高空领域使用提供可能性。

本申请涉及制氢领域，具体公开了一种制氢干燥再生系统，包括水电解器、气水分离器、冷却器、干燥塔、储氢瓶和燃料电池；在水电解过程中，水电解器对水电解形成氢气，并向气水分离器输出含有氢气的混合物，气水分离器分离出混合物中的气体，并将分离出来的气体输入至冷却器，冷却器冷却来自汽水分离器的气体，并向干燥塔输出含有水蒸气和氢气的气体，干燥塔吸收水蒸气，并向储氢瓶输出氢气；在发电过程中，储氢瓶向干燥塔输出氢气，干燥塔释放在水电解过程中吸收的水蒸气，干燥塔输出的水蒸气和氢气经冷却器输入至燃料电池，燃料电池利用水蒸气和氢气发电。本申请的目的是提供具备循环再生功能的制氢干燥系统。

本发明涉及一种液氢、液氧环境下的电涡流位移传感器标定装置，属于电涡流位移传感器低温标定领域；包括滑动靶件、2个固定模块、弹簧、陶瓷杆、陶瓷片、电涡流位移传感器、限位螺钉和传感器安装杆；通过陶瓷杆实现对2个固定模块相对位置的固定；滑动靶件穿过其中1个固定模块；弹簧套装在滑动靶件的外壁；传感器安装杆穿过另1个固定模块，且通过限位螺钉固连；滑动靶件与传感器安装杆同轴相对设置；陶瓷片设置在滑动靶件和传感器安装杆之间，在弹簧弹力的作用下实现对陶瓷片的夹紧；电涡流位移传感器固定安装在传感器安装杆上；本发明提高了氢氧涡轮泵转子组件的位移测量准确性，解决了电涡流位移传感器在液氢液氧环境下的低温标定问题。

本发明实施例公开了一种风冷燃料电池方舱及其开启方法。所述方舱包括：舱体、储氢模块、风冷燃料电池系统、散热风扇、储能模块和通风装置，在低温启动所述风冷燃料电池方舱时，控制所述通风装置处于开启状态，以由所述散热风扇的出口的气体通过所述通风装置流向所述储能模块，并回传至所述风冷燃料电池系统的入口处，以使所述风冷燃料电池系统升温至目标温度。本发明实施例可以在低温启动过程时利用热风循环的方式有效提升风冷燃料电池低温启动效率。

本申请涉及液氢储罐汽化增压及对外供气的领域，具体公开了一种液氢储罐汽化增压及对外供气装置、供气方法，装置包括位于液氢储罐内的绝热容器，绝热容器的顶部连通有排气装置，绝热容器的底部连通有进液控制装置，绝热容器的顶部连通有供气管路，供气管路穿出液氢储罐，绝热容器内设置有用于加热液氢的加热机构。方法包括加热机构开启对绝热容器内液氢加热；绝热容器补液和重新建立起工作压力；两个步骤交替进行。达到了增压功耗低，漏热途径少，并能够实现燃料电池系统在正常工作过程中需要长时间停机且液氢储罐减少对外排气泄压需求的特殊要求。

本发明涉及一种用于超低温液氢泵的超高转速测量装置及方法，装置包括泵壳体、诱导轮套、诱导轮、电涡流式转速线圈和密封垫；所述诱导轮通过紧固件直接固定在轴的端部并置于泵壳体内腔，诱导轮套固装在所述的泵壳体内腔且不改变诱导轮流场；所述的诱导轮套相对泵壳体内腔外侧设置盲孔；电涡流式转速线圈放置在所述的盲孔内并与盲孔底部留有间隙，电涡流式转速线圈与泵壳体之间密封固定，所述电涡流式转速线圈位置与诱导轮叶尖相对，通过电涡轮原理获得诱导轮的转速值。

本发明涉及一种超高转速液氢涡轮泵柔性转子，包括螺杆(1)、诱导轮(2)、压紧螺母(3)、轴(4)、一级离心轮(5)、金属橡胶阻尼器(6)、鼠笼式弹性支承(7)、轴承对(8)、级间轴套(9)、二级离心轮(10)、平衡活塞(11)、金属橡胶阻尼器挡板(12)、第一轴套(13)、涡轮盘(14)、大螺母(15)、预载碟簧(16)、第二轴套(17)；本发明的柔性转子的轴系双向外伸，优化连接、传扭结构，减轻转子质量，缩短两侧悬臂和支撑跨距，超临界工作，额定转速达到80000rpm，临界转速裕度20％以上，同时具备60％‑100％变工况和轴向力自适应平衡能力。