一种阴极闭式空冷氢燃料电池及无人机

    技术2025-02-02  52


    本发明涉及燃料电池,尤其涉及一种阴极闭式空冷氢燃料电池及无人机。


    背景技术:

    1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息,不必然构成在先技术。

    2、对于高寒或高海拔低氧地区,要求无人机具备耐高寒和抗低氧能力。当前无人机大多采用锂电池或阴极开放式空冷质子交换膜燃料电池,作为动力源。

    3、而受限锂电池在低温条件下容量衰减等缺点,锂电池无人机在高寒环境下,面临续航时间严重缩短的问题。虽然阴极开放式空冷质子交换膜燃料电池可以提高常规环境下无人机的续航能力,但是无人机动力系统在高寒或高海拔低氧疆域场景中面临着需要提升耐高寒或抗低氧环境的能力,以及延长续航时间的多重需求。


    技术实现思路

    1、本发明为了解决上述问题,提出了一种阴极闭式空冷氢燃料电池及无人机,所述电池具备较高的耐低温和抗低氧能力。

    2、为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

    3、第一方面,提出了一种阴极闭式空冷氢燃料电池,包括电池电堆和热空气回收管道;

    4、热空气回收管道的空气入口与电池电堆的散热通道连通,热空气回收管道的空气出口与电池电堆的阴极流场连通;

    5、热空气回收管道上连通空气压缩机;

    6、电池电堆的阴极流场还与排气管连通,排气管上设置背压阀。

    7、进一步的,热空气回收管道的空气入口设置为喇叭口,且喇叭口的大端朝向散热通道。

    8、进一步的,热空气回收管道上设置第一空气过滤器。

    9、进一步的,排气管上设置气液分离单元。

    10、进一步的,还包括散热风扇,散热风扇与散热通道相对设置。

    11、进一步的,在散热风扇处设置第二空气过滤器,排气管的排气口能够放置于第二空气过滤器的进气口前方。

    12、进一步的,还包括控制器,空气压缩机和背压阀均与控制器通信连接。

    13、进一步的,电池电堆的阳极流场与氢气源连通。

    14、进一步的,阳极流场与氢气源的连通管道上设置减压阀。

    15、第二方面,提出了一种无人机,包括第一方面提出的一种阴极闭式空冷氢燃料电池。

    16、与现有技术相比,本发明的有益效果为:

    17、本发明提出的一种阴极闭式空冷氢燃料电池及无人机,所述电池通过热空气回收管道,将电池电堆散热通道中的热空气回收至电堆的阴极流场中,从而在不降低空气氧气含量的基础上,提高参与阴极反应空气的温度,提高电池的耐低温性能,保障电池在寒冷环境下正常工作;所述电池还在热空气回收管道上设置空气压缩机,在排气管上设置背压阀,通过空气压缩机和背压阀,来调整通入阴极流场中气体的流量及阴极流场中反应空气的压力,从而提高电池的抗低氧性能。

    18、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。



    技术特征:

    1.一种阴极闭式空冷氢燃料电池,其特征在于,包括电池电堆和热空气回收管道;

    2.如权利要求1所述的一种阴极闭式空冷氢燃料电池,其特征在于,热空气回收管道的空气入口设置为喇叭口,且喇叭口的大端朝向散热通道。

    3.如权利要求1所述的一种阴极闭式空冷氢燃料电池,其特征在于,热空气回收管道上设置第一空气过滤器。

    4.如权利要求1所述的一种阴极闭式空冷氢燃料电池,其特征在于,排气管上设置气液分离单元。

    5.如权利要求1所述的一种阴极闭式空冷氢燃料电池,其特征在于,还包括散热风扇,散热风扇与散热通道相对设置。

    6.如权利要求5所述的一种阴极闭式空冷氢燃料电池,其特征在于,在散热风扇处设置第二空气过滤器,排气管的排气口能够放置于第二空气过滤器的进气口前方。

    7.如权利要求1所述的一种阴极闭式空冷氢燃料电池,其特征在于,还包括控制器,空气压缩机和背压阀均与控制器通信连接。

    8.如权利要求1所述的一种阴极闭式空冷氢燃料电池,其特征在于,电池电堆的阳极流场与氢气源连通。

    9.如权利要求1所述的一种阴极闭式空冷氢燃料电池,其特征在于,阳极流场与氢气源的连通管道上设置减压阀。

    10.一种无人机,包括权利要求1-9任一项所述的一种阴极闭式空冷氢燃料电池。


    技术总结
    本发明公开的一种阴极闭式空冷氢燃料电池及无人机,包括电池电堆和热空气回收管道;热空气回收管道的空气入口与电池电堆的散热通道连通,热空气回收管道的空气出口与电池电堆的阴极流场连通;热空气回收管道上连通空气压缩机;电池电堆的阴极流场还与排气管连通,排气管上设置背压阀。所述电池具备较高的耐低温和抗低氧能力。

    技术研发人员:韩留圆,郭振,石文荣,刘阳,张丽,冯海,夏中峰
    受保护的技术使用者:中国科学院青岛生物能源与过程研究所
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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