CN208955119U - 一种模块化发电*** - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种模块化发电***，所述模块化发电***包括壳体、富氢制备装置、高纯氢提纯装置、氢燃料电池、超级电容、主控装置；所述富氢制备装置、高纯氢提纯装置、氢燃料电池、超级电容、主控装置设置于壳体内；所述主控装置分别连接富氢制备装置、高纯氢提纯装置、氢燃料电池、超级电容；富氢制备装置、高纯氢提纯装置、氢燃料电池、超级电容依次连接；所述壳体内分为若干区域，第一区域设置制氢原料，第二区域设置富氢制备装置、高纯氢提纯装置，第三区域设置氢燃料电池，第四区域设置超级电容及主控装置。本实用新型提出的模块化发电***，可加快发电***的启动时间，且能克服氢气源不稳定带来的浪费，提高发电转化率。

Description

一种模块化发电***

技术领域

本实用新型属于氢燃料电池发电技术领域，涉及一种发电***，尤其涉及一种模块化发电***。

背景技术

随着各国政府和人民对能源可持续发展的逐步重视，近几年来，清洁能源收到了着重关注，氢能源便是其中之一。

对氢能源的利用，目前发展还不太成熟，氢燃料电池车目前的供氢方式是通过氢罐的方式提供氢气。其缺陷是成本高，氢气从出厂，到压缩至大型氢气罐，到运输到加氢站，到解压输送至用户氢气罐，到在用户氢气罐增压，使得这种氢气供应方式需要较高的成本。此外，加氢站的建设成本也十分昂贵。

据相关报道，国内正在运行的加氢站仅有不足10座，分布在北京、上海、广东、江苏等地。数据显示，目前，建成一座加氢能力大于200公斤的加氢站需要1000多万元，如此高昂的建设成本显然是加氢站快速发展的最大障碍。要想实现加氢站大规模建设，加快产业布局，大幅度降低成本是当务之急。因成本高，加氢站建设的相关技术还有待进一步研发，否则难以促进市场化大规模推广。

日本是全球最早实现氢燃料电池汽车推广的国家，但其也面临加氢站建设方面的问题。在日本有91座已经在运行的加氢站，还有9座正在建设的加氢站，但还远远不够。

除了建设成本高昂，加氢站建设还有不少难题，如在技术上存在一定争议，全球范围内也没有统一的标准。我国在质子交换膜组、储氢罐等核心设备的技术储备上还比较薄弱，尚有许多技术难点需要攻关，尤其是在加氢站建设过程中的氢气压缩机、加氢站不锈钢材料、加氢站温度等问题上还存在一定争议。

比成本高、技术待提升、标准建设滞后更值得关注的是氢气的储运安全问题。目前，这方面还处于试验验证阶段，而安全问题能否彻底解决是决定包括加氢站建设在内的氢燃料电池汽车发展的关键。

此外，如今有部分公司研发出便携式制氢发电设备，但便携式制氢发电设备需要的冷启动时间通常是30分钟以上(部分能做到10分钟左右)，无法满足用户的期望。

再者，由于氢气制备的量与用电需求可能存在不一致的情况，制氢量无法跟随用电设备的用电情况做及时调整制氢量，在用电设备突然降低用电负荷时，会造成氢气的浪费，而在用户设备突然增加用电负荷时，则无法满足用电设备的供电需求；这样会限制便携式制氢发电设备的效率及商业化。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的发电方式，以便克服现有发电方式存在的上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种模块化发电***，可加快发电***的启动时间，且能克服氢气源不稳定带来的浪费，提高发电转化率，同时提高供电的稳定性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种模块化发电***，所述模块化发电***包括：壳体、富氢制备装置、高纯氢提纯装置、氢燃料电池、超级电容、主控装置；

所述富氢制备装置、高纯氢提纯装置、氢燃料电池、超级电容、主控装置设置于壳体内；所述主控装置分别连接富氢制备装置、高纯氢提纯装置、氢燃料电池、超级电容；富氢制备装置、高纯氢提纯装置、氢燃料电池、超级电容依次连接；

所述壳体内分为若干区域，第一区域设置制氢原料，第二区域设置富氢制备装置、高纯氢提纯装置，第三区域设置氢燃料电池，第四区域设置超级电容及主控装置；

各区域之间通过镂空的隔离机构隔开，第一区域与第二区域之间连有原料输送管路，原料输送管路连接有液体输送泵；第二区域与第三区域之间连有氢气输送管路，氢气输送管路设有电磁阀，该电磁阀连接主控装置；第四区域与第一区域、第二区域、第三区域之间分别设有电缆；

所述壳体外部设有控制按键、显示屏、用电接口，所述控制按键、显示屏分别连接主控装置，控制按键向主控装置发送控制信号，显示屏用以展示设定信息；所述用电接口连接超级电容，能将超级电容存储的电能输送给用电终端；

所述富氢制备装置包括保温壳体、气化机构、重整室、燃烧室，气化机构、重整室、燃烧室设置于所述保温壳体内；气化机构、重整室、燃烧室、高纯氢提纯装置内分别设有温度传感器，各温度传感器分别连接主控装置；

所述气化机构包括气化管路，重整室通过一中空筒体实现，中空部分作为燃烧室，中空筒体包括筒体外壁、筒体内壁，筒体外壁与筒体内壁之间设有催化剂，筒体外壁与筒体内壁之间作为重整室；

所述气化管路缠绕于筒体内壁内或/和缠绕于筒体外壁外或/和设置于筒体外壁与筒体内壁之间；所述高纯氢提纯装置的主体设置于中空筒体内，借助中空筒体的中空部分在燃烧室燃烧实现加热；

所述气化管路包括气化管路入口、气化管路出口，所述重整室包括重整室入口、重整室出口，所述高纯氢提纯装置设有富氢入口、高纯氢出口、余气出口；

所述气化管路入口连接原料输送管路，所述气化管路出口连接重整室入口，重整室出口连接富氢入口；所述高纯氢出口连接氢燃料电池，所述余气出口接入燃烧室燃烧；所述燃烧室设有第一含氧气体入口、尾气排放口；

所述富氢制备装置包括启动装置，启动装置连接原料输送管路，原料输送管路分别通过管路连接启动装置及气化管路；原料输送管路与启动装置之间设有电磁阀，原料输送管路与气化管路之间设有电磁阀；

所述启动装置将甲醇水液体原料输送至燃烧室底部的点火机构点火燃烧，点火机构通过蓄电装置供电；

所述氢燃料电池包括氢燃料电池本体、DC-DC电路，氢燃料电池本体设有氢气入口、第二含氧气体入口，氢气入口连接所述高纯氢出口；所述氢燃料电池本体利用接收的氢气及含氧气体发生电化学反应发出直流电；所述氢燃料电池本体连接所述DC-DC电路，DC-DC电路将氢燃料电池本体发出的直流电进行电压转换；

所述超级电容连接所述DC-DC电路，将氢燃料电池通过DC-DC电路输送的电能存储起来，在用电终端需要用电时输出电能；

所述主控装置包括氢制备控制电路、氢燃料电池控制电路、超级电容充放电控制电路，所述氢制备控制电路连接富氢制备装置、高纯氢提纯装置，所述氢燃料电池控制电路连接氢燃料电池，所述超级电容充放电控制电路连接所述超级电容；

所述富氢制备装置内设有至少一温度传感器、至少一压力传感器，高纯氢提纯装置内设有至少一温度传感器、至少一压力传感器；

所述氢制备控制电路分别连接富氢制备装置及高纯氢提纯装置的各个传感器、各个电磁阀、液体输送泵，接收各个传感器的数据，并控制各个电磁阀、液体输送泵的动作；

所述氢燃料电池内设有至少一温度传感器、至少一压力传感器，所述氢燃料电池控制电路分别连接氢燃料电池的各个传感器、各个电磁阀、DC-DC电路，接收各个传感器的数据，并控制各个电磁阀的动作，同时控制DC-DC电路的工作；

所述超级电容充放电控制电路包括充电电路、放电欠压保护电路；

所述充电电路包括充电控制电路、PWM驱动电路、恒压充电取样电路、恒功率取样电路、电流取样电路；充电控制电路分别连接PWM驱动电路、恒压充电取样电路、恒功率取样电路、电流取样电路；

所述放电欠压保护电路包括放电控制电路、基准电压产生电路、电压取样电路、开关管；放电控制电路分别连接基准电压产生电路、电压取样电路、开关管；

所述储电装置为超级电容，储电装置充放电控制电路为超级电容充放电控制电路；超级电容充放电控制电路包括充电电路、放电欠压保护电路；

第一DC-DC变换电路用以将第一电源电压——24V直流电压变换为第二电源电压——5V 直流电压；第一DC-DC变换电路包括第二芯片U2、第一电容C1、第二电容C2、第四电容C4、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电感L1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第八电阻R8；第二芯片U2为开关电源转换芯片；所述第二芯片U2的第一管脚连接第一电容C1 的第一端，第一电容C1的第二端连接第二芯片U2的第八管脚、第一电感L1的第一端、第一二极管D1的负极；所述第一二极管D1的正极接地；所述第二芯片U2的第六管脚接地，第二芯片U2的第七管脚连接第一电源电压——24V直流电压、第四电容C4的第一端，第四电容C4的第二端接地；第一电感L1的第二端连接第二电源电压——5V直流电压、第二电容C2的第一端、第二电阻R2的第一端、第一电阻R1的第一端、第三电阻R3的第一端；第二电容C2 的第二端接地，第二芯片U2的第四管连接第二电阻R2的第二端、第八电阻R8的第一端，第三电阻R3的第二端连接第二二极管D2的正极，第八电阻R8的第二端、第二二极管D2的负极接地；

第二DC-DC变换电路用以将第二电源电压——5V直流电压变换为第三电源电压——3.3V 直流电压；第二DC-DC变换电路包括第一芯片U1、第五电容C5、第三电容C3、第六电容C6、第七电容C7、第三二极管D3、第五电阻R5、第六电阻R6；第一芯片U1为降压芯片；第二电源电压——5V直流电压连接第一芯片U1的第三管脚、第五电容C5的第一端、第三电容C3的第一端；第三电源电压——3.3V直流电压连接第六电容C6的第一端、第七电容C7的第一端、第五电阻R5的第一端、第六电阻R6的第一端，第六电阻R6的第二端连接第三二极管D3的正极；第五电容C5的第二端、第三电容C3的第二端、第一芯片U1的第一管脚、第六电容C6 的第二端、第七电容C7的第二端、第三二极管D3的负极接地；

第三DC-DC变换电路用以将第一电源电压——24V直流电压变换为第四电源电压——12V 直流电压；第三DC-DC变换电路包括第四芯片U4、第八电容C8、第十电容C10、第九电容C9；第一电源电压连接第四芯片U4的第一管脚、第八电容C8的第一端；第四电源电压连接第四芯片U4的第三管脚、第十电容C10的第一端、第九电容C9的第一端；第八电容C8的第二端、第四芯片U4的第二管脚、第十电容C10的第二端、第九电容C9的第二端接地。

一种模块化发电***，所述模块化发电***包括：壳体、富氢制备装置、高纯氢提纯装置、氢燃料电池、储电装置、主控装置；

所述富氢制备装置、高纯氢提纯装置、氢燃料电池、储电装置、主控装置设置于壳体内；所述主控装置分别连接富氢制备装置、高纯氢提纯装置、氢燃料电池、储电装置；富氢制备装置、高纯氢提纯装置、氢燃料电池、储电装置依次连接；

所述富氢制备装置包括保温壳体、气化机构、重整室、燃烧室，气化机构、重整室、燃烧室设置于所述保温壳体内；气化机构、重整室、燃烧室、高纯氢提纯装置内分别设有温度传感器，各温度传感器分别连接主控装置；

所述气化机构包括气化管路，重整室通过一中空筒体实现，中空部分作为燃烧室，中空筒体包括筒体外壁、筒体内壁，筒体外壁与筒体内壁之间设有催化剂，筒体外壁与筒体内壁之间作为重整室；

所述气化管路缠绕于筒体内壁内或/和缠绕于筒体外壁外或/和设置于筒体外壁与筒体内壁之间；所述高纯氢提纯装置的主体设置于中空筒体内，借助中空筒体的中空部分在燃烧室燃烧实现加热；

所述气化管路包括气化管路入口、气化管路出口，所述重整室包括重整室入口、重整室出口，所述高纯氢提纯装置设有富氢入口、高纯氢出口、余气出口；

所述气化管路入口连接原料输送管路，所述气化管路出口连接重整室入口，重整室出口连接富氢入口；所述高纯氢出口连接氢燃料电池，所述余气出口接入燃烧室燃烧；所述燃烧室设有第一含氧气体入口、尾气排放口；

所述氢燃料电池包括氢燃料电池本体、DC-DC电路，氢燃料电池本体设有氢气入口、第二含氧气体入口，氢气入口连接所述高纯氢出口；所述氢燃料电池本体利用接收的氢气及含氧气体发生电化学反应发出直流电；所述氢燃料电池本体连接所述DC-DC电路，DC-DC电路将氢燃料电池本体发出的直流电进行电压转换；

所述储电装置连接所述DC-DC电路，将氢燃料电池通过DC-DC电路输送的电能存储起来，在用电终端需要用电时输出电能；

所述主控装置包括氢制备控制电路、氢燃料电池控制电路、储电装置充放电控制电路，所述氢制备控制电路连接富氢制备装置、高纯氢提纯装置，所述氢燃料电池控制电路连接氢燃料电池，所述储电装置充放电控制电路连接所述储电装置。

作为本实用新型的一种优选方案，所述壳体内分为若干区域，第一区域设置制氢原料，第二区域设置富氢制备装置、高纯氢提纯装置，第三区域设置氢燃料电池，第四区域设置储电装置及主控装置；

各区域之间通过镂空的隔离机构隔开，第一区域与第二区域之间连有原料输送管路，原料输送管路连接有液体输送泵；第二区域与第三区域之间连有氢气输送管路，氢气输送管路设有电磁阀，该电磁阀连接主控装置；第四区域与第一区域、第二区域、第三区域之间分别设有电缆。

作为本实用新型的一种优选方案，所述壳体外部设有控制按键、显示屏、用电接口，所述控制按键、显示屏分别连接主控装置，控制按键向主控装置发送控制信号，显示屏用以展示设定信息；所述用电接口连接储电装置，能将储电装置存储的电能输送给用电终端。

作为本实用新型的一种优选方案，所述富氢制备装置包括启动装置，启动装置连接原料输送管路，原料输送管路分别通过管路连接启动装置及气化管路；原料输送管路与启动装置之间设有电磁阀，原料输送管路与气化管路之间设有电磁阀；

所述启动装置将甲醇水液体原料输送至燃烧室底部的点火机构点火燃烧，点火机构通过蓄电装置供电。

作为本实用新型的一种优选方案，所述富氢制备装置内设有至少一温度传感器、至少一压力传感器，高纯氢提纯装置内设有至少一温度传感器、至少一压力传感器；

所述氢制备控制电路分别连接富氢制备装置及高纯氢提纯装置的各个传感器、各个电磁阀、液体输送泵，接收各个传感器的数据，并控制各个电磁阀、液体输送泵的动作。

作为本实用新型的一种优选方案，所述氢燃料电池内设有至少一温度传感器、至少一压力传感器，所述氢燃料电池控制电路分别连接氢燃料电池的各个传感器、各个电磁阀、DC-DC 电路，接收各个传感器的数据，并控制各个电磁阀的动作，同时控制DC-DC电路的工作。

作为本实用新型的一种优选方案，所述储电装置为超级电容，储电装置充放电控制电路为超级电容充放电控制电路；超级电容充放电控制电路包括充电电路、放电欠压保护电路；

所述充电电路包括充电控制电路、PWM驱动电路、恒压充电取样电路、恒功率取样电路、电流取样电路；充电控制电路分别连接PWM驱动电路、恒压充电取样电路、恒功率取样电路、电流取样电路；

所述放电欠压保护电路包括放电控制电路、基准电压产生电路、电压取样电路、开关管；放电控制电路分别连接基准电压产生电路、电压取样电路、开关管。

作为本实用新型的一种优选方案，所述DC-DC电路包括第一DC-DC变换电路、第二DC-DC 变换电路、第三DC-DC变换电路；

第一DC-DC变换电路用以将第一电源电压——24V直流电压变换为第二电源电压——5V 直流电压；第一DC-DC变换电路包括第二芯片U2、第一电容C1、第二电容C2、第四电容C4、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电感L1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第八电阻R8；第二芯片U2为开关电源转换芯片；所述第二芯片U2的第一管脚连接第一电容C1 的第一端，第一电容C1的第二端连接第二芯片U2的第八管脚、第一电感L1的第一端、第一二极管D1的负极；所述第一二极管D1的正极接地；所述第二芯片U2的第六管脚接地，第二芯片U2的第七管脚连接第一电源电压——24V直流电压、第四电容C4的第一端，第四电容C4的第二端接地；第一电感L1的第二端连接第二电源电压——5V直流电压、第二电容C2的第一端、第二电阻R2的第一端、第一电阻R1的第一端、第三电阻R3的第一端；第二电容C2 的第二端接地，第二芯片U2的第四管连接第二电阻R2的第二端、第八电阻R8的第一端，第三电阻R3的第二端连接第二二极管D2的正极，第八电阻R8的第二端、第二二极管D2的负极接地；

第二DC-DC变换电路用以将第二电源电压——5V直流电压变换为第三电源电压——3.3V 直流电压；第二DC-DC变换电路包括第一芯片U1、第五电容C5、第三电容C3、第六电容C6、第七电容C7、第三二极管D3、第五电阻R5、第六电阻R6；第一芯片U1为降压芯片；第二电源电压——5V直流电压连接第一芯片U1的第三管脚、第五电容C5的第一端、第三电容C3的第一端；第三电源电压——3.3V直流电压连接第六电容C6的第一端、第七电容C7的第一端、第五电阻R5的第一端、第六电阻R6的第一端，第六电阻R6的第二端连接第三二极管D3的正极；第五电容C5的第二端、第三电容C3的第二端、第一芯片U1的第一管脚、第六电容C6 的第二端、第七电容C7的第二端、第三二极管D3的负极接地；

第三DC-DC变换电路用以将第一电源电压——24V直流电压变换为第四电源电压——12V 直流电压；第三DC-DC变换电路包括第四芯片U4、第八电容C8、第十电容C10、第九电容C9；第一电源电压连接第四芯片U4的第一管脚、第八电容C8的第一端；第四电源电压连接第四芯片U4的第三管脚、第十电容C10的第一端、第九电容C9的第一端；第八电容C8的第二端、第四芯片U4的第二管脚、第十电容C10的第二端、第九电容C9的第二端接地。

作为本实用新型的一种优选方案，所述重整室设有重整室压力传感器，重整室、高纯氢提纯装置、氢燃料电池内的设定位置设有温度传感器；所述主控装置包括重整室压力监测电路、温度监测电路；

所述重整室压力监测电路包括重整室压力传感器及重整室压力传感匹配电路，重整室压力传感匹配电路与重整室压力传感器连接，用以监测重整室内的压力数据；

所述重整室压力传感匹配电路包括第二十九电阻R29、第二十八电阻R28、第三十电阻R30、第十九电容C19、第二十电容C20；第二十九电阻R29的第一端连接第四接口电路P4，第四接口电路P4连接重整室压力传感器；第二十九电阻R29的第二端连接第二十八电阻R28的第一端、第三十电阻R30的第一端；第二十八电阻R28的第二端连接第十九电容C19的第一端、第二十电容C20的第一端及主控制电路，第三十电阻R30的第二端、第十九电容C19的第二端、第二十电容C20的第二端接地；

所述温度监测电路包括温度传感器及温度传感匹配电路，温度传感匹配电路与温度传感器连接，用以监测温度数据；

所述温度传感匹配电路包括第八芯片U8、第二十二电容C22、第二十三电容C23、第二十四电容C24；第三电源电压连接第二十二电容C22的第一端、第二十三电容C23的第一端、第八芯片U8的第四引脚；第二十二电容C22的第二端、第二十三电容C23的第二端、第八芯片 U8的第一引脚及第二引脚接地；第八芯片U8的第二引脚连接第四接口电路P4，第八芯片U8 的第三引脚连接第四接口电路P4、第二十四电容C24的第一端，第二十四电容C24的第二端接地；第四接口电路P4连接设定点温度传感器。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提出的模块化发电***，可加快发电***的启动时间，且能克服氢气源不稳定带来的浪费，提高发电转化率，同时提高供电的稳定性。

本实用新型模块化发电***可以为用电设备进行实时供电，克服了现有甲醇水制氢发电***启动时间长的缺陷。此外，本实用新型***可以在供电过程中不浪费氢气，充电和供电分开进行；现有实时制氢发电***无法根据用电设备的用电需求调整制氢量，在用电设备突然降低用电负荷时，会造成氢气的浪费，而在用户设备突然增加用电负荷时，则无法满足用电设备的供电需求。

本实用新型模块化发电***体积小、成本低、能耗低、寿命长、便利性强、对环境友好，且原料为可再生能源，为全球的能源可持续发展寻求一条道路。

附图说明

图1为本实用新型模块化发电***的组成示意图。

图2为本实用新型模块化发电***的结构示意图。

图3为本实用新型模块化发电***中制氢部分的结构示意图。

图4为本实用新型模块化发电***中制氢部分的剖视图。

图5为图4中A区域的放大示意图。

图6为本实用新型模块化发电***中超级电容充放电控制电路的电路示意图。

图7为本实用新型模块化发电***中第一DC-DC变换电路的电路示意图。

图8为本实用新型模块化发电***中第二DC-DC变换电路的电路示意图。

图9为本实用新型模块化发电***中第三DC-DC变换电路的电路示意图。

图10为本实用新型***中重整室压力监测电路的电路示意图。

图11为本实用新型***中特定点温度传感匹配电路的电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。

实施例一

请参阅图1、图2，本实用新型揭示了一种模块化发电***，所述模块化发电***包括：壳体6、富氢制备装置1、高纯氢提纯装置2、氢燃料电池3、超级电容4、主控装置5。所述富氢制备装置1、高纯氢提纯装置2、氢燃料电池3、超级电容4、主控装置5设置于壳体6 内；所述主控装置5分别连接富氢制备装置1、高纯氢提纯装置2、氢燃料电池3、超级电容 4；富氢制备装置1、高纯氢提纯装置2、氢燃料电池3、超级电容4依次连接。

如图1所示，所述壳体6内可分为若干区域，第一区域通过设置甲醇水原料存储容器7 存储制氢原料——摩尔比为1:1的甲醇水混合溶液，第二区域设置富氢制备装置1、高纯氢提纯装置2，第三区域设置氢燃料电池3，第四区域设置超级电容4及主控装置5。

各区域之间通过镂空的隔离机构(如隔板，图未示，该结构应该是本领域技术人员的惯用手段，隔板可以是镂空的，也可以不是镂空的，为了需要还可以加设隔热层)隔开，第一区域与第二区域之间连有原料输送管路61，原料输送管路61连接有液体输送泵15；第二区域与第三区域之间连有氢气输送管路62，氢气输送管路62设有电磁阀，该电磁阀连接主控装置5；第四区域与第一区域、第二区域、第三区域之间分别设有电缆。当然，壳体也可以设置其他数量的区域，分别放置各个部分。

所述壳体6外部设有控制按键63、显示屏64、用电接口65(可设置于第四区域外部)，所述控制按键、显示屏分别连接主控装置5，控制按键向主控装置5发送控制信号，显示屏用以展示设定信息；所述用电接口连接超级电容4，能将超级电容存储的电能输送给用电终端。

【富氢制备装置】

请参阅图2至图5，所述富氢制备装置1包括保温壳体11、气化机构12、重整室13、燃烧室14，气化机构12、重整室13、燃烧室14设置于所述保温壳体11内；气化机构12、重整室13、燃烧室14、高纯氢提纯装置2内分别设有温度传感器，各温度传感器分别连接主控装置5。

所述气化机构12包括气化管路120，重整室13通过一中空筒体130实现，中空部分作为燃烧室14，中空筒体130包括筒体外壁131、筒体内壁132，筒体外壁131与筒体内壁132之间设有催化剂，筒体外壁131与筒体内壁132之间作为重整室13。

所述气化管路12缠绕于筒体内壁132内或/和缠绕于筒体外壁131外或/和设置于筒体外壁131与筒体内壁132之间；所述高纯氢提纯装置2的主体设置于中空筒体130内，借助中空筒体130的中空部分在燃烧室14燃烧实现加热。所述气化管路120包括气化管路入口121、气化管路出口122，所述重整室13包括重整室入口133、重整室出口134，所述高纯氢提纯装置2设有富氢入口21、高纯氢出口22、余气出口23。所述气化管路入口121连接原料输送管路61，所述气化管路出口122连接重整室入口133，重整室出口134连接富氢入口21；所述高纯氢出口22连接氢燃料电池3，所述余气出口23接入燃烧室14燃烧(可通入燃烧室的下部设定位置，通入后即可被点燃立即燃烧)；所述燃烧室14设有第一含氧气体入口141、尾气排放口142。

所述富氢制备装置1包括启动装置16，启动装置16连接原料输送管路61，原料输送管路61分别通过管路连接启动装置16及气化管路120；原料输送管路61与启动装置16之间设有电磁阀，原料输送管路61与气化管路120之间设有电磁阀。所述启动装置16将甲醇水液体原料输送至燃烧室14底部的点火机构161点火燃烧，点火机构161可通过蓄电装置供电。

富氢制备装置及高纯氢提纯装置在一些公开文献中能基本实现，如中国授权发明专利 CN201510476342.5、中国授权发明专利CN201410311217.4。为了进一步保证本申请公开充分，本申请也略做介绍。

富氢制备装置1及高纯氢提纯装置2可以小型化制备，形成便携式装置(结构可做成高 0.5米以内，直径10cm以内的筒体结构)。具体结构可参阅图2至图6。

气化机构12的气化管路120可以缠绕在形成重整室13的中空筒体130，具体地，气化管路120的主要部分可以缠绕于筒体内壁131内，也可以缠绕于筒体外壁132外，也可以设置于筒体外壁131与筒体内壁132之间(设置于筒体外壁131与筒体内壁132之间的催化剂内的方式，可以使得气化机构12免于被燃烧室14的火焰燃烧过度，从而容易损坏)。

中空筒体130内的中空部分作为燃烧室14，燃烧室14的燃烧气体来源为来自高纯氢提纯装置2的余气出口23排出的余气，由于余气中含有CO及部分氢气残余，通过燃烧余气可供富氢制备装置1及高纯氢提纯装置2所需的热量。当然，如果通过温度传感器感应到燃烧室 14内的温度低于设定值，可通过向燃烧室输送部分氢气的方式或向启动装置16通入甲醇水液体原料的方式补充燃烧(通常不需要)。

高纯氢提纯装置2由于需要的温度高于重整室13(重整室13内所需温度为350℃～409℃，高纯氢提纯装置2的分离室所需温度为400℃～570℃)，高纯氢提纯装置2的主体设置于中空筒体130内(设置于中空筒体130的上部)，借助中空筒体130的中空部分在燃烧室燃烧实现加热。此时，由于燃烧室14内火焰的焰心在中空筒体130的上部，高纯氢提纯装置2的温度高于重整室13(位于中空筒体130的筒体内壁131与筒体外壁132之间)的温度，从而使得一个燃烧室，便可以满足重整及分离所需的不同温度。

高纯氢提纯装置2为在多孔陶瓷表面真空镀钯银合金的膜分离装置，镀膜层为钯银合金，钯银合金的质量百分比钯占75％～78％，银占22％～25％。

为了提高***的智能化，重整室设有压力传感器，重整室、高纯氢提纯装置、氢燃料电池内的设定位置设有温度传感器；所述主控装置包括重整室压力监测电路、特定点温度监测电路。

重整室压力监测电路包括重整室压力传感器及重整室压力传感匹配电路，重整室压力传感匹配电路与重整室压力传感器连接，用以监测重整室内的压力数据。

请参阅图10，重整室压力传感匹配电路包括第二十九电阻R29、第二十八电阻R28、第三十电阻R30、第十九电容C19、第二十电容C20。第二十九电阻R29的第一端连接第四接口电路P4，第四接口电路P4连接重整室压力传感器；第二十九电阻R29的第二端连接第二十八电阻R28的第一端、第三十电阻R30的第一端；第二十八电阻R28的第二端连接第十九电容C19 的第一端、第二十电容C20的第一端及主控制电路，第三十电阻R30的第二端、第十九电容 C19的第二端、第二十电容C20的第二端接地。

特定点温度监测电路包括特定点温度传感器及特定点温度传感匹配电路，特定点温度传感匹配电路与特定点温度传感器连接，用以监测特定点的温度数据。

请参阅图11，特定点温度传感匹配电路包括第八芯片U8、第二十二电容C22、第二十三电容C23、第二十四电容C24。第三电源电压连接第二十二电容C22的第一端、第二十三电容 C23的第一端、第八芯片U8的第四引脚；第二十二电容C22的第二端、第二十三电容C23的第二端、第八芯片U8的第一引脚及第二引脚接地；第八芯片U8的第二引脚连接第四接口电路P4，第八芯片U8的第三引脚连接第四接口电路P4、第二十四电容C24的第一端，第二十四电容C24的第二端接地；第四接口电路P4连接特定点温度传感器。

富氢制备装置1及高纯氢提纯装置2的工作过程为：原料输送泵15将甲醇水液体原料输送至启动装置16点火启动，提升燃烧室14的温度。当重整室13、高纯氢提纯装置2内的温度传感器感应到温度达到设定值，启动装置16对应的电磁阀关闭，同时原料输送泵将甲醇水液体原料输送至气化室气化，经过气化后的甲醇水蒸气被输送至重整室13重整，制得富氢(氢气的含量大致为70％)；富氢气体经过输送管路进入高纯氢提纯装置2，从而制得纯度为99.9999％的高纯氢。高纯氢可以输送至氢燃料电池3发出稳定的直流电。

有关本申请中富氢制备装置1及高纯氢提纯装置2是否能够实现小巧、是否能输出稳定的氢气、氢气纯度、输出直流电的功率，申请人已分别委托华东国家计量测试中心(中国上海测试中心、上海市计量测试技术研究院)、华南国家计量测试中心(广东省计量科学研究院) 做检测。

华南国家计量测试中心检测了能量转换率，以下是报告截图(证书编号：NYB201601536，检测日期2016年10月24日)：

一、外观检查：完好。

二、测试结果：

表1测试结果

三、测试结果判断：

表2测试结果判断

项目	企业技术要求	实测结果	结论
				制氢气量(输入纯甲醇为3.0kg)/Nm3	≥4.0	4.060	符合技术指标
发电量(输入纯甲醇为3.0kg)/kWh	≥5.0	5.078	符合技术指标

华东国家计量测试中心检测经过高纯氢提纯装置后的气体物质分布，得到的测试结果如表3所示(检测报告编号为：2017|30-30-1189333002-01，检测日期2017年7月17日)：

表3高纯氢物质含量表

检测项目	检测结果
		H<sub>2</sub>	＞99.999×10<sup>-2</sup>(v/v)
O<sub>2</sub>	1.0×10<sup>-6</sup>(v/v)
		N<sub>2</sub>	1.7×10<sup>-6</sup>(v/v)
CO	＜0.1×10<sup>-6</sup>(v/v)
		CO<sub>2</sub>	＜0.1×10<sup>-6</sup>(v/v)
CH<sub>4</sub>	＜0.1×10<sup>-6</sup>(v/v)
		H<sub>2</sub>O	2.8×10<sup>-6</sup>(v/v)
杂质总含量	＜5.9×10<sup>-6</sup>(v/v)

【氢燃料电池】

所述氢燃料电池3包括氢燃料电池本体、DC-DC电路，氢燃料电池本体设有氢气入口、第二含氧气体入口，氢气入口连接所述高纯氢出口；所述氢燃料电池本体利用接收的氢气及含氧气体发生电化学反应发出直流电；所述氢燃料电池本体连接所述DC-DC电路，DC-DC电路将氢燃料电池本体发出的直流电进行电压转换。

氢燃料电池已经是100年左右的成熟技术，国内外有比较成熟的产品，可以从市面上购买，如加拿大巴拉德公司。向氢燃料电池输送稳定的氢气流后，可以获得设定电压的电能(如 24V)。

请参阅图7至图9，本实施例中，DC-DC电路可以包括第一DC-DC变换电路、第二DC-DC 变换电路、第三DC-DC变换电路。

第一DC-DC变换电路用以将第一电源电压——24V直流电压变换为第二电源电压——5V 直流电压。图7为本实用新型模块化发电***中第一DC-DC变换电路的电路示意图；如图7 所示，第一DC-DC变换电路包括第二芯片U2、第一电容C1、第二电容C2、第四电容C4、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电感L1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第八电阻R8；第二芯片U2为开关电源转换芯片。所述第二芯片U2的第一管脚连接第一电容C1的第一端，第一电容C1的第二端连接第二芯片U2的第八管脚、第一电感L1的第一端、第一二极管D1的负极。所述第一二极管D1的正极接地；所述第二芯片U2的第六管脚接地，第二芯片U2的第七管脚连接第一电源电压——24V直流电压、第四电容C4的第一端，第四电容C4 的第二端接地。第一电感L1的第二端连接第二电源电压——5V直流电压、第二电容C2的第一端、第二电阻R2的第一端、第一电阻R1的第一端、第三电阻R3的第一端；第二电容C2 的第二端接地，第二芯片U2的第四管连接第二电阻R2的第二端、第八电阻R8的第一端，第三电阻R3的第二端连接第二二极管D2的正极，第八电阻R8的第二端、第二二极管D2的负极接地。

第二DC-DC变换电路用以将第二电源电压——5V直流电压变换为第三电源电压——3.3V 直流电压。图8为本实用新型模块化发电***中第二DC-DC变换电路的电路示意图；如图8 所示，第二DC-DC变换电路包括第一芯片U1、第五电容C5、第三电容C3、第六电容C6、第七电容C7、第三二极管D3、第五电阻R5、第六电阻R6；第一芯片U1为降压芯片。第二电源电压——5V直流电压连接第一芯片U1的第三管脚、第五电容C5的第一端、第三电容C3的第一端。第三电源电压——3.3V直流电压连接第六电容C6的第一端、第七电容C7的第一端、第五电阻R5的第一端、第六电阻R6的第一端，第六电阻R6的第二端连接第三二极管D3的正极。第五电容C5的第二端、第三电容C3的第二端、第一芯片U1的第一管脚、第六电容C6 的第二端、第七电容C7的第二端、第三二极管D3的负极接地。

第三DC-DC变换电路用以将第一电源电压——24V直流电压变换为第四电源电压——12V 直流电压。图9为本实用新型模块化发电***中第三DC-DC变换电路的电路示意图；如图9 所示，第三DC-DC变换电路包括第四芯片U4、第八电容C8、第十电容C10、第九电容C9；第一电源电压连接第四芯片U4的第一管脚、第八电容C8的第一端；第四电源电压连接第四芯片U4的第三管脚、第十电容C10的第一端、第九电容C9的第一端。第八电容C8的第二端、第四芯片U4的第二管脚、第十电容C10的第二端、第九电容C9的第二端接地。

本申请中，氢燃料电池不直接连接用电设备，而是通过超级电容连接用电设备。高纯氢提纯装置制得的高纯氢进入氢燃料电池后，氢燃料电池发出稳定的直流电。这里不需要考虑用电设备的用电需求，只有要稳定的氢气即可完成发电，发出的电能通过超级电容存储。这里，发电***可以包括两个以上的超级电容，一个超级电容供电，一个超级电容被氢燃料电池充电。

【超级电容】

所述超级电容连接所述DC-DC电路，将氢燃料电池通过DC-DC电路输送的电能存储起来，在用电终端需要用电时输出电能。

超级电容的技术也较为成熟，其是一种储电装置，本申请利用超级电容为其他用电设备供电，而不直接通过氢燃料电池供电，从而提升供电的稳定性。

【主控装置】

所述主控装置包括氢制备控制电路、氢燃料电池控制电路、超级电容充放电控制电路，所述氢制备控制电路连接富氢制备装置、高纯氢提纯装置，所述氢燃料电池控制电路连接氢燃料电池，所述超级电容充放电控制电路连接所述超级电容。

所述富氢制备装置内设有至少一温度传感器、至少一压力传感器，高纯氢提纯装置内设有至少一温度传感器、至少一压力传感器。

所述氢制备控制电路分别连接富氢制备装置及高纯氢提纯装置的各个传感器、各个电磁阀、液体输送泵，接收各个传感器的数据，并控制各个电磁阀、液体输送泵的动作。

所述氢燃料电池内设有至少一温度传感器、至少一压力传感器，所述氢燃料电池控制电路分别连接氢燃料电池的各个传感器、各个电磁阀、DC-DC电路，接收各个传感器的数据，并控制各个电磁阀的动作，同时控制DC-DC电路的工作。

请参阅图6，所述超级电容充放电控制电路包括充电电路、放电欠压保护电路。

所述充电电路包括充电控制电路、PWM驱动电路、恒压充电取样电路、恒功率取样电路、电流取样电路；充电控制电路分别连接PWM驱动电路、恒压充电取样电路、恒功率取样电路、电流取样电路。

所述放电欠压保护电路包括放电控制电路、基准电压产生电路、电压取样电路、开关管；放电控制电路分别连接基准电压产生电路、电压取样电路、开关管。

本实用新型模块化发电***的发电过程如下：

(1)当用电设备接入模块化发电***时，通过超级电容为用电设备供电；如果供电时间或供电量大于设定值，则启动富氢制备装置；

(2)富氢制备装置1接收到需要启动的信号，主控装置5控制原料输送泵15将甲醇水液体原料输送至启动装置16点火启动，提升燃烧室14的温度。当重整室13、高纯氢提纯装置2内的温度传感器感应到温度达到设定值，启动装置16对应的电磁阀关闭，同时原料输送泵将甲醇水液体原料输送至气化室气化，经过气化后的甲醇水蒸气被输送至重整室13重整，制得富氢(氢气的含量大致为70％)；富氢气体经过输送管路进入高纯氢提纯装置2，从而制得纯度为99.9999％的高纯氢。

(3)高纯氢可以输送至氢燃料电池3，氢燃料电池3利用接收的氢气，结合空气泵泵入的空气中的氧气，发生氧化还原反应，发出稳定的直流电(具有设定电压的直流电)。

(4)氢燃料电池3的多个DC-DC电路根据设定将氢燃料电池3发出的直流电进行不同转换，得到所需电能。

(5)氢燃料电池3发出的直流电为不工作的超级电容4充电。

(6)当某一或某些超级电容放电完成，则控制其他超级电容为用电设备供电，放电完成的超级电容则排队等待氢燃料电池3的充电。

(7)待用电设备用电结束，主控装置5根据设定的条件控制富氢制备装置1停止制氢工作，模块化发电***处于休息状态。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中，可以通过其他储电装置替代超级电容，如可通过锂电池、氢镍电池等等。

实施例三

一种模块化发电***，所述模块化发电***包括：壳体、富氢制备装置、高纯氢提纯装置、氢燃料电池、储电装置、主控装置；

所述富氢制备装置、高纯氢提纯装置、氢燃料电池、储电装置、主控装置设置于壳体内；所述主控装置分别连接富氢制备装置、高纯氢提纯装置、氢燃料电池、储电装置；富氢制备装置、高纯氢提纯装置、氢燃料电池、储电装置依次连接；

所述壳体内分为若干区域，第一区域设置制氢原料，第二区域设置富氢制备装置、高纯氢提纯装置，第三区域设置氢燃料电池，第四区域设置储电装置及主控装置；

各区域之间通过镂空的隔离机构隔开，第一区域与第二区域之间连有原料输送管路，原料输送管路连接有液体输送泵；第二区域与第三区域之间连有氢气输送管路，氢气输送管路设有电磁阀，该电磁阀连接主控装置；第四区域与第一区域、第二区域、第三区域之间分别设有电缆；

所述壳体外部设有控制按键、显示屏、用电接口，所述控制按键、显示屏分别连接主控装置，控制按键向主控装置发送控制信号，显示屏用以展示设定信息；所述用电接口连接储电装置，能将储电装置存储的电能输送给用电终端；

所述富氢制备装置包括保温壳体、气化机构、重整室、燃烧室，气化机构、重整室、燃烧室设置于所述保温壳体内；气化机构、重整室、燃烧室、高纯氢提纯装置内分别设有温度传感器，各温度传感器分别连接主控装置；

所述气化机构包括气化管路，重整室通过一中空筒体实现，中空部分作为燃烧室，中空筒体包括筒体外壁、筒体内壁，筒体外壁与筒体内壁之间设有催化剂，筒体外壁与筒体内壁之间作为重整室；

所述气化管路缠绕于筒体内壁内或/和缠绕于筒体外壁外或/和设置于筒体外壁与筒体内壁之间；所述高纯氢提纯装置的主体设置于中空筒体内，借助中空筒体的中空部分在燃烧室燃烧实现加热；

所述气化管路包括气化管路入口、气化管路出口，所述重整室包括重整室入口、重整室出口，所述高纯氢提纯装置设有富氢入口、高纯氢出口、余气出口；

所述气化管路入口连接原料输送管路，所述气化管路出口连接重整室入口，重整室出口连接富氢入口；所述高纯氢出口连接氢燃料电池，所述余气出口接入燃烧室燃烧；所述燃烧室设有第一含氧气体入口、尾气排放口；

所述氢燃料电池包括氢燃料电池本体、DC-DC电路，氢燃料电池本体设有氢气入口、第二含氧气体入口，氢气入口连接所述高纯氢出口；所述氢燃料电池本体利用接收的氢气及含氧气体发生电化学反应发出直流电；所述氢燃料电池本体连接所述DC-DC电路，DC-DC电路将氢燃料电池本体发出的直流电进行电压转换；

所述储电装置连接所述DC-DC电路，将氢燃料电池通过DC-DC电路输送的电能存储起来，在用电终端需要用电时输出电能；

所述主控装置包括氢制备控制电路、氢燃料电池控制电路、储电装置充放电控制电路，所述氢制备控制电路连接富氢制备装置、高纯氢提纯装置，所述氢燃料电池控制电路连接氢燃料电池，所述储电装置充放电控制电路连接所述储电装置。

综上所述，本实用新型提出的模块化发电***，可加快发电***的启动时间，且能克服氢气源不稳定带来的浪费，提高发电转化率。

本实用新型模块化发电***可以为用电设备进行实时供电，克服了现有甲醇水制氢发电***启动时间长的缺陷。此外，本实用新型***可以在供电过程中不浪费氢气，充电和供电分开进行；现有实时制氢发电***无法根据用电设备的用电需求调整制氢量，在用电设备突然降低用电负荷时，会造成氢气的浪费，而在用户设备突然增加用电负荷时，则无法满足用电设备的供电需求。

本实用新型模块化发电***体积小、成本低、能耗低、寿命长、便利性强、对环境友好，且原料为可再生能源，为全球的能源可持续发展寻求一条道路。

这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (10)

1.一种模块化发电***，其特征在于，所述模块化发电***包括：壳体、富氢制备装置、高纯氢提纯装置、氢燃料电池、超级电容、主控装置；

所述富氢制备装置、高纯氢提纯装置、氢燃料电池、超级电容、主控装置设置于壳体内；所述主控装置分别连接富氢制备装置、高纯氢提纯装置、氢燃料电池、超级电容；富氢制备装置、高纯氢提纯装置、氢燃料电池、超级电容依次连接；

所述壳体内分为若干区域，第一区域设置制氢原料，第二区域设置富氢制备装置、高纯氢提纯装置，第三区域设置氢燃料电池，第四区域设置超级电容及主控装置；

各区域之间通过镂空的隔离机构隔开，第一区域与第二区域之间连有原料输送管路，原料输送管路连接有液体输送泵；第二区域与第三区域之间连有氢气输送管路，氢气输送管路设有电磁阀，该电磁阀连接主控装置；第四区域与第一区域、第二区域、第三区域之间分别设有电缆；

所述壳体外部设有控制按键、显示屏、用电接口，所述控制按键、显示屏分别连接主控装置，控制按键向主控装置发送控制信号，显示屏用以展示设定信息；所述用电接口连接超级电容，能将超级电容存储的电能输送给用电终端；

所述富氢制备装置包括保温壳体、气化机构、重整室、燃烧室，气化机构、重整室、燃烧室设置于所述保温壳体内；气化机构、重整室、燃烧室、高纯氢提纯装置内分别设有温度传感器，各温度传感器分别连接主控装置；

所述气化机构包括气化管路，重整室通过一中空筒体实现，中空部分作为燃烧室，中空筒体包括筒体外壁、筒体内壁，筒体外壁与筒体内壁之间设有催化剂，筒体外壁与筒体内壁之间作为重整室；

所述气化管路缠绕于筒体内壁内或/和缠绕于筒体外壁外或/和设置于筒体外壁与筒体内壁之间；所述高纯氢提纯装置的主体设置于中空筒体内，借助中空筒体的中空部分在燃烧室燃烧实现加热；

所述气化管路包括气化管路入口、气化管路出口，所述重整室包括重整室入口、重整室出口，所述高纯氢提纯装置设有富氢入口、高纯氢出口、余气出口；

所述气化管路入口连接原料输送管路，所述气化管路出口连接重整室入口，重整室出口连接富氢入口；所述高纯氢出口连接氢燃料电池，所述余气出口接入燃烧室燃烧；所述燃烧室设有第一含氧气体入口、尾气排放口；

所述富氢制备装置包括启动装置，启动装置连接原料输送管路，原料输送管路分别通过管路连接启动装置及气化管路；原料输送管路与启动装置之间设有电磁阀，原料输送管路与气化管路之间设有电磁阀；

所述启动装置将甲醇水液体原料输送至燃烧室底部的点火机构点火燃烧，点火机构通过蓄电装置供电；

所述氢燃料电池包括氢燃料电池本体、DC-DC电路，氢燃料电池本体设有氢气入口、第二含氧气体入口，氢气入口连接所述高纯氢出口；所述氢燃料电池本体利用接收的氢气及含氧气体发生电化学反应发出直流电；所述氢燃料电池本体连接所述DC-DC电路，DC-DC电路将氢燃料电池本体发出的直流电进行电压转换；

所述超级电容连接所述DC-DC电路，将氢燃料电池通过DC-DC电路输送的电能存储起来，在用电终端需要用电时输出电能；

所述主控装置包括氢制备控制电路、氢燃料电池控制电路、超级电容充放电控制电路，所述氢制备控制电路连接富氢制备装置、高纯氢提纯装置，所述氢燃料电池控制电路连接氢燃料电池，所述超级电容充放电控制电路连接所述超级电容；

所述富氢制备装置内设有至少一温度传感器、至少一压力传感器，高纯氢提纯装置内设有至少一温度传感器、至少一压力传感器；

所述氢制备控制电路分别连接富氢制备装置及高纯氢提纯装置的各个传感器、各个电磁阀、液体输送泵，接收各个传感器的数据，并控制各个电磁阀、液体输送泵的动作；

所述氢燃料电池内设有至少一温度传感器、至少一压力传感器，所述氢燃料电池控制电路分别连接氢燃料电池的各个传感器、各个电磁阀、DC-DC电路，接收各个传感器的数据，并控制各个电磁阀的动作，同时控制DC-DC电路的工作；

所述超级电容充放电控制电路包括充电电路、放电欠压保护电路；

所述充电电路包括充电控制电路、PWM驱动电路、恒压充电取样电路、恒功率取样电路、电流取样电路；充电控制电路分别连接PWM驱动电路、恒压充电取样电路、恒功率取样电路、电流取样电路；

所述放电欠压保护电路包括放电控制电路、基准电压产生电路、电压取样电路、开关管；放电控制电路分别连接基准电压产生电路、电压取样电路、开关管；

所述DC-DC电路包括第一DC-DC变换电路、第二DC-DC变换电路、第三DC-DC变换电路；

第一DC-DC变换电路，用以将第一电源电压——24V直流电压变换为第二电源电压——5V直流电压；

第一DC-DC变换电路包括第二芯片U2、第一电容C1、第二电容C2、第四电容C4、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电感L1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第八电阻R8；第二芯片U2为开关电源转换芯片；

所述第二芯片U2的第一管脚连接第一电容C1的第一端，第一电容C1的第二端连接第二芯片U2的第八管脚、第一电感L1的第一端、第一二极管D1的负极；

所述第一二极管D1的正极接地；所述第二芯片U2的第六管脚接地，第二芯片U2的第七管脚连接第一电源电压——24V直流电压、第四电容C4的第一端，第四电容C4的第二端接地；

第一电感L1的第二端连接第二电源电压——5V直流电压、第二电容C2的第一端、第二电阻R2的第一端、第一电阻R1的第一端、第三电阻R3的第一端；第二电容C2的第二端接地，第二芯片U2的第四管连接第二电阻R2的第二端、第八电阻R8的第一端，第三电阻R3的第二端连接第二二极管D2的正极，第八电阻R8的第二端、第二二极管D2的负极接地；

第二DC-DC变换电路，用以将第二电源电压——5V直流电压变换为第三电源电压——3.3V直流电压；

第二DC-DC变换电路包括第一芯片U1、第五电容C5、第三电容C3、第六电容C6、第七电容C7、第三二极管D3、第五电阻R5、第六电阻R6；第一芯片U1为降压芯片；

第二电源电压——5V直流电压连接第一芯片U1的第三管脚、第五电容C5的第一端、第三电容C3的第一端；

第三电源电压——3.3V直流电压连接第六电容C6的第一端、第七电容C7的第一端、第五电阻R5的第一端、第六电阻R6的第一端，第六电阻R6的第二端连接第三二极管D3的正极；

第五电容C5的第二端、第三电容C3的第二端、第一芯片U1的第一管脚、第六电容C6的第二端、第七电容C7的第二端、第三二极管D3的负极接地；

第三DC-DC变换电路，用以将第一电源电压——24V直流电压变换为第四电源电压——12V直流电压；

第三DC-DC变换电路包括第四芯片U4、第八电容C8、第十电容C10、第九电容C9；第一电源电压连接第四芯片U4的第一管脚、第八电容C8的第一端；第四电源电压连接第四芯片U4的第三管脚、第十电容C10的第一端、第九电容C9的第一端；

第八电容C8的第二端、第四芯片U4的第二管脚、第十电容C10的第二端、第九电容C9的第二端接地。

2.一种模块化发电***，其特征在于，所述模块化发电***包括：壳体、富氢制备装置、高纯氢提纯装置、氢燃料电池、储电装置、主控装置；

所述富氢制备装置、高纯氢提纯装置、氢燃料电池、储电装置、主控装置设置于壳体内；所述主控装置分别连接富氢制备装置、高纯氢提纯装置、氢燃料电池、储电装置；富氢制备装置、高纯氢提纯装置、氢燃料电池、储电装置依次连接；

所述富氢制备装置包括保温壳体、气化机构、重整室、燃烧室，气化机构、重整室、燃烧室设置于所述保温壳体内；气化机构、重整室、燃烧室、高纯氢提纯装置内分别设有温度传感器，各温度传感器分别连接主控装置；

所述气化机构包括气化管路，重整室通过一中空筒体实现，中空部分作为燃烧室，中空筒体包括筒体外壁、筒体内壁，筒体外壁与筒体内壁之间设有催化剂，筒体外壁与筒体内壁之间作为重整室；

所述气化管路缠绕于筒体内壁内或/和缠绕于筒体外壁外或/和设置于筒体外壁与筒体内壁之间；所述高纯氢提纯装置的主体设置于中空筒体内，借助中空筒体的中空部分在燃烧室燃烧实现加热；

所述气化管路包括气化管路入口、气化管路出口，所述重整室包括重整室入口、重整室出口，所述高纯氢提纯装置设有富氢入口、高纯氢出口、余气出口；

所述气化管路入口连接原料输送管路，所述气化管路出口连接重整室入口，重整室出口连接富氢入口；所述高纯氢出口连接氢燃料电池，所述余气出口接入燃烧室燃烧；所述燃烧室设有第一含氧气体入口、尾气排放口；

所述氢燃料电池包括氢燃料电池本体、DC-DC电路，氢燃料电池本体设有氢气入口、第二含氧气体入口，氢气入口连接所述高纯氢出口；所述氢燃料电池本体利用接收的氢气及含氧气体发生电化学反应发出直流电；所述氢燃料电池本体连接所述DC-DC电路，DC-DC电路将氢燃料电池本体发出的直流电进行电压转换；

所述储电装置连接所述DC-DC电路，将氢燃料电池通过DC-DC电路输送的电能存储起来，在用电终端需要用电时输出电能；

所述主控装置包括氢制备控制电路、氢燃料电池控制电路、储电装置充放电控制电路，所述氢制备控制电路连接富氢制备装置、高纯氢提纯装置，所述氢燃料电池控制电路连接氢燃料电池，所述储电装置充放电控制电路连接所述储电装置。

3.根据权利要求2所述的模块化发电***，其特征在于：

所述壳体内分为若干区域，第一区域设置制氢原料，第二区域设置富氢制备装置、高纯氢提纯装置，第三区域设置氢燃料电池，第四区域设置储电装置及主控装置；

各区域之间通过镂空的隔离机构隔开，第一区域与第二区域之间连有原料输送管路，原料输送管路连接有液体输送泵；第二区域与第三区域之间连有氢气输送管路，氢气输送管路设有电磁阀，该电磁阀连接主控装置；第四区域与第一区域、第二区域、第三区域之间分别设有电缆。

4.根据权利要求2所述的模块化发电***，其特征在于：

所述壳体外部设有控制按键、显示屏、用电接口，所述控制按键、显示屏分别连接主控装置，控制按键向主控装置发送控制信号，显示屏用以展示设定信息；所述用电接口连接储电装置，能将储电装置存储的电能输送给用电终端。

5.根据权利要求2所述的模块化发电***，其特征在于：

所述富氢制备装置包括启动装置，启动装置连接原料输送管路，原料输送管路分别通过管路连接启动装置及气化管路；原料输送管路与启动装置之间设有电磁阀，原料输送管路与气化管路之间设有电磁阀；

所述启动装置将甲醇水液体原料输送至燃烧室底部的点火机构点火燃烧，点火机构通过蓄电装置供电。

6.根据权利要求2所述的模块化发电***，其特征在于：

所述富氢制备装置内设有至少一温度传感器、至少一压力传感器，高纯氢提纯装置内设有至少一温度传感器、至少一压力传感器；

所述氢制备控制电路分别连接富氢制备装置及高纯氢提纯装置的各个传感器、各个电磁阀、液体输送泵，接收各个传感器的数据，并控制各个电磁阀、液体输送泵的动作。

7.根据权利要求2所述的模块化发电***，其特征在于：

所述氢燃料电池内设有至少一温度传感器、至少一压力传感器，所述氢燃料电池控制电路分别连接氢燃料电池的各个传感器、各个电磁阀、DC-DC电路，接收各个传感器的数据，并控制各个电磁阀的动作，同时控制DC-DC电路的工作。

8.根据权利要求2所述的模块化发电***，其特征在于：

所述储电装置为超级电容，储电装置充放电控制电路为超级电容充放电控制电路；超级电容充放电控制电路包括充电电路、放电欠压保护电路；

所述充电电路包括充电控制电路、PWM驱动电路、恒压充电取样电路、恒功率取样电路、电流取样电路；充电控制电路分别连接PWM驱动电路、恒压充电取样电路、恒功率取样电路、电流取样电路；

所述放电欠压保护电路包括放电控制电路、基准电压产生电路、电压取样电路、开关管；放电控制电路分别连接基准电压产生电路、电压取样电路、开关管。

9.根据权利要求2所述的模块化发电***，其特征在于：

所述DC-DC电路包括第一DC-DC变换电路、第二DC-DC变换电路、第三DC-DC变换电路；

第一DC-DC变换电路，用以将第一电源电压——24V直流电压变换为第二电源电压——5V直流电压；

第一DC-DC变换电路包括第二芯片U2、第一电容C1、第二电容C2、第四电容C4、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电感L1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第八电阻R8；第二芯片U2为开关电源转换芯片；

所述第二芯片U2的第一管脚连接第一电容C1的第一端，第一电容C1的第二端连接第二芯片U2的第八管脚、第一电感L1的第一端、第一二极管D1的负极；

所述第一二极管D1的正极接地；所述第二芯片U2的第六管脚接地，第二芯片U2的第七管脚连接第一电源电压——24V直流电压、第四电容C4的第一端，第四电容C4的第二端接地；

第一电感L1的第二端连接第二电源电压——5V直流电压、第二电容C2的第一端、第二电阻R2的第一端、第一电阻R1的第一端、第三电阻R3的第一端；第二电容C2的第二端接地，第二芯片U2的第四管连接第二电阻R2的第二端、第八电阻R8的第一端，第三电阻R3的第二端连接第二二极管D2的正极，第八电阻R8的第二端、第二二极管D2的负极接地；

第二DC-DC变换电路，用以将第二电源电压——5V直流电压变换为第三电源电压——3.3V直流电压；

第二DC-DC变换电路包括第一芯片U1、第五电容C5、第三电容C3、第六电容C6、第七电容C7、第三二极管D3、第五电阻R5、第六电阻R6；第一芯片U1为降压芯片；

第二电源电压——5V直流电压连接第一芯片U1的第三管脚、第五电容C5的第一端、第三电容C3的第一端；

第三电源电压——3.3V直流电压连接第六电容C6的第一端、第七电容C7的第一端、第五电阻R5的第一端、第六电阻R6的第一端，第六电阻R6的第二端连接第三二极管D3的正极；

第五电容C5的第二端、第三电容C3的第二端、第一芯片U1的第一管脚、第六电容C6的第二端、第七电容C7的第二端、第三二极管D3的负极接地；

第三DC-DC变换电路，用以将第一电源电压——24V直流电压变换为第四电源电压——12V直流电压；

第三DC-DC变换电路包括第四芯片U4、第八电容C8、第十电容C10、第九电容C9；第一电源电压连接第四芯片U4的第一管脚、第八电容C8的第一端；第四电源电压连接第四芯片U4的第三管脚、第十电容C10的第一端、第九电容C9的第一端；

第八电容C8的第二端、第四芯片U4的第二管脚、第十电容C10的第二端、第九电容C9的第二端接地。

10.根据权利要求2所述的模块化发电***，其特征在于：

所述重整室设有重整室压力传感器，重整室、高纯氢提纯装置、氢燃料电池内的设定位置设有温度传感器；所述主控装置包括重整室压力监测电路、温度监测电路；

所述重整室压力监测电路包括重整室压力传感器及重整室压力传感匹配电路，重整室压力传感匹配电路与重整室压力传感器连接，用以监测重整室内的压力数据；

所述重整室压力传感匹配电路包括第二十九电阻R29、第二十八电阻R28、第三十电阻R30、第十九电容C19、第二十电容C20；第二十九电阻R29的第一端连接第四接口电路P4，第四接口电路P4连接重整室压力传感器；第二十九电阻R29的第二端连接第二十八电阻R28的第一端、第三十电阻R30的第一端；第二十八电阻R28的第二端连接第十九电容C19的第一端、第二十电容C20的第一端及主控制电路，第三十电阻R30的第二端、第十九电容C19的第二端、第二十电容C20的第二端接地；

所述温度监测电路包括温度传感器及温度传感匹配电路，温度传感匹配电路与温度传感器连接，用以监测设定点的温度数据；

所述温度传感匹配电路包括第八芯片U8、第二十二电容C22、第二十三电容C23、第二十四电容C24；第三电源电压连接第二十二电容C22的第一端、第二十三电容C23的第一端、第八芯片U8的第四引脚；第二十二电容C22的第二端、第二十三电容C23的第二端、第八芯片U8的第一引脚及第二引脚接地；第八芯片U8的第二引脚连接第四接口电路P4，第八芯片U8的第三引脚连接第四接口电路P4、第二十四电容C24的第一端，第二十四电容C24的第二端接地；第四接口电路P4连接温度传感器。