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控制燃料電池連續(xù)工作的原理及解決方案

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  • 公司名稱北京世紀長秋科技有限公司
  • 品       牌
  • 型       號
  • 所  在  地北京市
  • 廠商性質(zhì)其他
  • 更新時間2025/11/13 8:38:09
  • 訪問次數(shù)68
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  北京世紀長秋科技有限公司是從事工業(yè)自動化軟件研發(fā)的,提供軟件開發(fā)、銷售、服務(wù)及工業(yè)自動化系統(tǒng)集成等整套服務(wù),以創(chuàng)新為本的理念,為用戶提供量身定做的解決方案。   我們的團隊由充滿創(chuàng)新活力、綜合素質(zhì)高的業(yè)內(nèi)精英組成,擁有經(jīng)驗豐富的高級編程人員和現(xiàn)場工程技術(shù)人員,公司現(xiàn)分設(shè)工控工程部、軟件工程部、產(chǎn)品研發(fā)部、銷售部和技術(shù)支持部,致力于將整合的服務(wù)帶給用戶。    我們的自主產(chǎn)權(quán)軟件產(chǎn)品《世紀星通用工業(yè)自動化監(jiān)控組態(tài)軟件》為國內(nèi)優(yōu)秀自動化主流品牌軟件之一,本產(chǎn)品自1999年正式進入市場,十年內(nèi)已有四萬多套軟件應(yīng)用于相關(guān)行業(yè),其中包括電力變電配電自動化、電廠監(jiān)控、石油、化工、冶金、礦山、工業(yè)民用水處理、環(huán)保污水處理、儲備糧庫、鐵路隧道信號監(jiān)控、交通信號監(jiān)控、食品及飲料自動化監(jiān)控等。    作為自動化軟件領(lǐng)域的廠商,我們自成立以來專心從事自動化軟件平臺的開發(fā)、銷售及技術(shù)服務(wù),與國內(nèi)外眾多硬件廠商和系統(tǒng)集成商保持長期、穩(wěn)定的合作關(guān)系。我們?yōu)橛脩籼峁┎煌瑢哟巍⒉煌问杰浻布惑w化的解決方案,在前進的同時不斷審視*,整合全線產(chǎn)品,打造優(yōu)質(zhì)、精準的自動化軟件,以滿足日益增長的多樣化用戶需求。   我們始終堅持新理念、新科技,走進用戶,貼近用戶,將用戶最重要的需求植入軟件研發(fā)服務(wù)的每個過程,為國內(nèi)工業(yè)自動化市場提供、、的工業(yè)自動化產(chǎn)品。   “創(chuàng)新科技,服務(wù)至上”是我們的企業(yè)理念,打造自動化軟件領(lǐng)域中真正的民族品牌是我們的目標,在經(jīng)濟化不可阻擋的發(fā)展趨勢面前,我們會做得更好,成為您信息化道路上值得信賴的伙伴!
燃料電池(FC)是一種等溫進行、直接將儲存在燃料和氧化劑中的化學能高效(50-70%),環(huán)境友好地轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置[1]
控制燃料電池連續(xù)工作的原理及解決方案 產(chǎn)品信息
  燃料電池(FC)是一種等溫進行、直接將儲存在燃料和氧化劑中的化學能高效(50-70%),環(huán)境友好地轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置[1]。它的發(fā)電原理與化學電源一樣,電極提供電子轉(zhuǎn)移的場所,陽極催化燃料如氫的氧化過程,陰極催化氧化劑如氧等的還原過程;導(dǎo)電離子在將陰陽極分開的電解質(zhì)內(nèi)遷移,電子通過外電路作功并構(gòu)成電的回路。但是FC的工作方式又與常規(guī)的化學電源不同,而更類似于汽油、柴油發(fā)電機。它的燃料和氧化劑不是儲存在電池內(nèi),而是儲存在電池外的儲罐中。當電池發(fā)電時,要連續(xù)不斷的向電池內(nèi)送入燃料和氧化劑,排出反應(yīng)產(chǎn)物,同時也要排除一定的廢熱,以維持電池工作溫度的恒定。FC本身只決定輸出功率的大小其儲存能量則由儲存在儲罐內(nèi)的燃料與氧化劑的量決定。

圖1為石棉膜型氫氧燃料電池單池的結(jié)構(gòu)和工作原理圖

  氫氣在陽極與堿中的OH 在電催化劑的作用下,發(fā)生氧化反應(yīng)生成水和電子:

  H2 + 2 OH H2O + 2e- 0= -0.828V

  電子通過外電路到達陰極,在陰極電催化劑的作用下,參與氧的還原反應(yīng):

  O2 + H2O +2e- 2OH 0= 0.401V

  生成的OH 通過飽浸堿液的多孔石棉膜遷移到氫電極。

2.用BL系列板卡控制器控制燃料電池連續(xù)工作的方案

  為保持電池連續(xù)工作,除需與電池消耗氫、氧氣等速地供應(yīng)氫、氧氣外,還需連續(xù)、等速地從陽極(氫極)排出電池反應(yīng)生成的水,以維持電解液堿濃度的恒定;排除電池反應(yīng)的廢熱以維持電池工作溫度的恒定。

  一個單池,工作電壓僅0.6~1.0伏,為滿足用戶的需要,需將多節(jié)單池組合起來,構(gòu)成一個電池組(stack)。首先依據(jù)用戶對電池工作電壓的需求,確定電池組單池的節(jié)數(shù),再依據(jù)用戶對電池組功率的要求,和對電池組效率及電池組重量與體積比功率的綜合考慮,確定電池的工作面積。

  以燃料電池組為核心,構(gòu)建燃料(如氫)供給的分系統(tǒng),氧化劑(如氧)供應(yīng)的分系統(tǒng),水熱管理分系統(tǒng)和輸出直流電升壓、穩(wěn)壓分系統(tǒng)。如果用戶需要交流電,還需加入直流交流逆變部分構(gòu)成總的燃料電池系統(tǒng)。因此一臺燃料電池系統(tǒng)相當于一個小型自動運行的發(fā)電廠,它高效、環(huán)境友好地將貯存在燃料與氧化劑中的化學能轉(zhuǎn)化為電能。

  闡明各分系統(tǒng)間關(guān)系的電池系統(tǒng)的方塊圖如圖3所示。

圖3

  BL系列板卡控制器最多有11路模擬量輸入,4路模擬量的輸出,24路的數(shù)字量的輸入,16路的數(shù)字量的輸出??捎媚M量的輸入輸出及數(shù)字量的輸入輸出來控制和電池組關(guān)聯(lián)的各系統(tǒng)。

  3.如何用BL系列板卡控制器循環(huán)采集多個電池組的電壓

  一個電池組(stack)是由多節(jié)單池(工作電壓僅0.6~1.0伏)組合起來,用一個BL系列的板卡控制器可輪巡采集幾十個電池組(最多可采集的電池組個數(shù)由BL系列板卡控制器的數(shù)字量的輸出的個數(shù)決定),用BL系列的板卡控制器的數(shù)字量輸出來選擇所要采集的電池組的各單池的電壓。由于各單池的電壓不是共地的,而BL系列的板卡控制器的11路的模擬量輸入是共地的,所以各單池通過信號調(diào)理板進行差動運放隔離后再接到BL系列的板卡控制器上,進行各單池的電壓的采集。信號調(diào)理板中的12V供電是分別給各單池的電壓的差動放大供電的。如下圖所示:

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