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一种电动汽车水氢充电装置
审中-实审

申请号:201510736818.4 申请日:2015-11-03
摘要:本发明揭示了一种电动汽车水氢充电装置,所述充电装置包括:充电桩本体、甲醇制氢系统、氢气发电系统,甲醇制氢系统、氢气发电系统、充电桩本体依次连接;所述充电桩本体包括桩体、至少一与桩体连接的延伸部、控制中心、读卡单元、充电计量单元、显示屏,控制中心连接读卡单元、充电计量单元、显示屏,延伸部设有充电插头;所述甲醇制氢系统利用甲醇水蒸气重整制备氢气,氢气通过镀有钯银合金的膜分离装置获得高纯度的氢气,获取的氢气通过氢气发电系统发电,发出的电能供充电桩本体工作。本发明提出的电动汽车水氢充电装置,可利用甲醇制得氢气发电作为充电桩的能源,可以将充电桩用于没有交流电的场所。
申请人: 上海合既得动氢机器有限公司
地址: 201612 上海市松江区新飞路1500弄18号楼
发明(设计)人: 向华
主分类号: H01M8/22(2006.01)I
分类号: H01M8/22(2006.01)I H01M8/04089(2016.01)I C01B3/32(2006.01)I H02J7/00(2006.01)I
  • 法律状态
2016-02-17  实质审查的生效IPC(主分类):H01M 8/22申请日:20151103
2016-01-20  公开
注:本法律状态信息仅供参考,即时准确的法律状态信息须到国家知识产权局办理专利登记簿副本。
  • 其他信息
主权项  一种电动汽车水氢充电装置,其特征在于,所述充电装置包括:充电桩本体、甲醇制氢系统、氢气发电系统,甲醇制氢系统、氢气发电系统、充电桩本体依次连接;所述充电桩本体包括桩体、至少一与桩体连接的延伸部、控制中心、读卡单元、充电计量单元、显示屏,控制中心连接读卡单元、充电计量单元、显示屏,延伸部设有充电插头;充电桩本体设有连接线缆,连接线缆与氢气发电系统连接;所述充电桩本体包括储电装置、电量感应装置;所述储电装置用以将存储氢气发电系统发出的电能;电量感应装置用以根据储电装置存储的电能是否能满足设定时间内正在消耗电能的需求,若不满足,则控制甲醇制氢系统、氢气发电系统开始工作;若储电装置存储的电能达到设定值,则控制甲醇制氢系统、氢气发电系统陆续停止工作;所述甲醇制氢系统包括制氢子系统、气压调节子系统、收集利用子系统,制氢子系统、气压调节子系统、氢气发电系统、收集利用子系统依次连接;所述制氢子系统利用甲醇水制备氢气,所述制氢子系统包括固态氢气储存容器、液体储存容器、原料输送装置、快速启动装置、制氢设备、膜分离装置;所述制氢设备包括换热器、气化室、重整室;膜分离装置设置于分离室内,分离室设置于重整室的里面;所述固态氢气储存容器、液体储存容器分别与制氢设备连接;液体储存容器中储存有液态的甲醇和水;所述快速启动装置为制氢设备提供启动能源;所述快速启动装置包括第一启动装置、第二启动装置;所述第一启动装置包括第一加热机构、第一气化管路,第一气化管路的内径为1~2mm,第一气化管路紧密地缠绕于第一加热机构上;所述第一气化管路的一端连接液体储存容器,通过原料输送装置将甲醇送入第一气化管路中;第一气化管路的另一端输出被气化的甲醇,而后通过点火机构点火燃烧;或者,第一气化管路的另一端输出被气化的甲醇,且输出的甲醇温度达到自燃点,甲醇从第一气化管路输出后直接自燃;所述第二启动装置包括第二气化管路,第二气化管路的主体设置于所述重整室内,第一气化管路或/和第二气化管路输出的甲醇为重整室加热的同时加热第二气化管路,将第二气化管路中的甲醇气化;所述重整室内壁设有加热管路,加热管路内放有催化剂;所述快速启动装置通过加热所述加热管路为重整室加热;所述制氢系统启动后,制氢系统通过制氢设备制得的氢气提供运行所需的能源;所述快速启动装置的初始启动能源为若干太阳能启动模块,太阳能启动模块包括依次连接的太阳能电池板、太阳能电能转换电路、太阳能电池;太阳能启动模块为第一加热机构提供电能;或者,所述快速启动装置的初始启动能源为手动发电机,手动发电机将发出的电能存储于电池中;所述催化剂包括Pt的氧化物、Pd的氧化物、Cu的氧化物、Fe的氧化物、Zn的氧化物、稀土金属氧化物、过渡金属氧化物;其中,贵金属Pt含量占催化剂总质量的0.6%~1.8%,Pd含量占催化剂总质量的1.1%~4%,Cu的氧化物占催化剂总质量的6%~12%,Fe的氧化物占催化剂总质量的3%~8%,Zn的氧化物占催化剂总质量的8%~20%,稀土金属氧化物占催化剂总质量的6%~40%,其余为过渡金属氧化物;或者,所述催化剂为铜基催化剂,包括物质及其质量份数为:3?17份的CuO,3?18份的ZnO,0.5?3份的ZrO,55?80份的Al2O3,1?3份的CeO2,1?3份的La2O3;所述固态氢气储存容器中储存固态氢气,当制氢系统启动时,通过气化模块将固态氢气转换为气态氢气,气态氢气通过燃烧放热,为制氢设备提供启动热能,作为制氢设备的启动能源;所述液体储存容器中的甲醇和水通过原料输送装置输送至换热器换热,换热后进入气化室气化;气化后的甲醇蒸气及水蒸气进入重整室,重整室内设有催化剂,重整室下部及中部温度为300℃~420℃;所述重整室上部的温度为400℃~570℃;重整室与分离室通过连接管路连接,连接管路的全部或部分设置于重整室的上部,能通过重整室上部的高温继续加热从重整室输出的气体;所述连接管路作为重整室与分离室之间的缓冲,使得从重整室输出的气体的温度与分离室的温度相同或接近;所述分离室内的温度设定为350℃~570℃;分离室内设有膜分离器,从膜分离器的产气端得到氢气;所述原料输送装置提供动力,将液体储存容器中的原料输送至制氢设备;所述原料输送装置向原料提供0.15~5MPa的压强,使得制氢设备制得的氢气具有足够的压强;所述制氢设备启动制氢后,制氢设备制得的部分氢气或/和余气通过燃烧维持制氢设备运行;所述制氢设备制得的氢气输送至膜分离装置进行分离,用于分离氢气的膜分离装置的内外压强之差大于等于0.7M?Pa;所述膜分离装置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%;所述制氢子系统将制得的氢气通过传输管路实时传输至氢气发电系统;所述传输管路设有气压调节子系统,用于调整传输管路中的气压;所述氢气发电系统利用制氢子系统制得的氢气发电;所述气压调节子系统包括微处理器、气体压力传感器、阀门控制器、出气阀、出气管路;所述气体压力传感器设置于传输管路中,用以感应传输管路中的气压数据,并将感应的气压数据发送至微处理器;所述微处理器将从气体压力传感器接收的该气压数据与设定阈值区间进行比对;当接收到的压力数据高于设定阈值区间的最大值,微处理器控制阀门控制器打开出气阀设定时间,使得传输管路中气压处于设定范围,同时出气管路的一端连接出气阀,另一端连接所述制氢子系统,通过燃烧为制氢子系统的需加热设备进行加热;当接收到的压力数据低于设定阈值区间的最小值,微处理器控制所述制氢子系统加快原料的输送速度;所述收集利用子系统连接氢气发电系统的排气通道出口,从排出的气体中分别收集氢气、氧气、水,利用收集到的氢气、氧气供制氢子系统或/和氢气发电系统使用,收集到的水作为制氢子系统的原料,从而循环使用;所述收集利用子系统包括氢氧分离器、氢水分离器、氢气止回阀、氧水分离器、氧气止回阀,将氢气与氧气分离,而后分别将氢气与水分离、氧气与水分离;所述制氢设备还包括电能估算模块、氢气制备检测模块、电能存储模块;所述电能估算模块用以估算氢气发电装置实时发出的电能是否能满足重整、分离时需要消耗的电能;如果满足,则关闭快速启动装置;氢气制备检测模块用来检测制氢设备实时制备的氢气是否稳定;若制氢设备制备的氢气不稳定,则控制快速启动装置再次启动,并将得到的电能部分存储于电能存储模块,当电能不足以提供制氢设备的消耗时使用;所述氢气发电系统为燃料电池系统,燃料电池系统包括:气体供给装置、电堆;所述气体供给装置利用压缩的气体作为动力,自动输送至电堆中;所述电堆包括若干子燃料电池模块,各个子燃料电池模块包括至少一个超级电容;所述燃料电池系统还包括空气进气管路、出气管路;所述压缩的气体主要为氧气;空气与氧气在混合容器混合后进入电堆;所述燃料电池系统还包括气体调节系统;所述气体调节系统包括阀门调节控制装置,以及氧气含量传感器或/和压缩气体压缩比传感器;所述氧气含量传感器用以感应混合容器中混合的空气与氧气中氧气的含量,并将感应到的数据发送至阀门调节控制装置;所述压缩气体压缩比传感器用以感应压缩氧气的压缩比,并将感应到的数据发送至阀门调节控制装置;所述阀门调节控制装置根据氧气含量传感器或/和压缩气体压缩比传感器的感应结果调节氧气输送阀门、空气输送阀门,控制压缩氧气、空气的输送比例;压缩氧气进入混合容器后产生的动力将混合气体推送至电堆反应;所述燃料电池系统还包括湿化系统,湿化系统包括湿度交换容器、湿度交换管路,湿度交换管路为空气进气管路的一部分;所述反应后气体出气管路输送至湿度交换容器,所述湿度交换管路的材料只透水不透气,使得反应后气体与自然空气进行湿度交换,而气体之间无法流通。
公开号  105261775A
公开日  2016-01-20
专利代理机构  上海金盛协力知识产权代理有限公司 31242
代理人  王松
颁证日  
优先权  
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