以甲醇為燃料的離網(wǎng)式多功能充電樁的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種以甲醇為燃料的離網(wǎng)式多功能充電樁，包括整車控制系統(tǒng)、電機(jī)控制系統(tǒng)、智能配電系統(tǒng)、電動(dòng)汽車電機(jī)、電池管理系統(tǒng)、燃料供給系統(tǒng)、燃料電池系統(tǒng)、智能充電樁、應(yīng)急電源系統(tǒng)、動(dòng)力電池系統(tǒng)；整車控制系統(tǒng)分別連接電機(jī)控制系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、燃料電池系統(tǒng)、動(dòng)力電池系統(tǒng)；電機(jī)控制系統(tǒng)分別連接智能配電系統(tǒng)、電動(dòng)汽車電機(jī)；智能配電系統(tǒng)分別連接電池管理系統(tǒng)、燃料電池系統(tǒng)、智能充電樁、應(yīng)急電源系統(tǒng)、動(dòng)力電池系統(tǒng)。本發(fā)明提出的以甲醇為燃料的離網(wǎng)式多功能充電樁，采用無污染的醇?xì)淙剂蟻斫鉀Q電動(dòng)車的續(xù)航、充電以及通信基站的供電問題，具有操作方便、啟動(dòng)時(shí)間短、充電時(shí)間長、占用空間小、重量輕、低噪、無污染等特點(diǎn)。
【專利說明】
以甲醇為燃料的離網(wǎng)式多功能充電樁
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于電動(dòng)汽車充電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種充電粧，尤其涉及一種以甲醇為燃料的離網(wǎng)式多功能充電粧?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著全球能源危機(jī)的不斷加深，石油資源的日趨枯竭以及大氣污染、全球氣溫上升的危害加劇，各國政府及汽車企業(yè)普遍認(rèn)識(shí)到節(jié)能和減排是未來汽車技術(shù)發(fā)展的主攻方向。電動(dòng)汽車作為新一代的交通工具，在節(jié)能減排、減少人類對(duì)傳統(tǒng)化石能源的依賴方面具備傳統(tǒng)汽車不可比擬的優(yōu)勢(shì)。
[0003]隨著技術(shù)發(fā)展，未來電動(dòng)汽車將會(huì)越來越普及，盡管如此，其依然面臨很多困境:
[0004]1、電力容量小，增容困難。伴隨電動(dòng)汽車的普及，其充電需求勢(shì)必越來越大。但一些老舊社區(qū)，乃至大部分新建住宅小區(qū)，建設(shè)初期壓根沒考慮電動(dòng)汽車的用電，供電設(shè)施容量不夠安裝充電設(shè)施會(huì)影響小區(qū)電網(wǎng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)若要增容，則須大動(dòng)手術(shù)，甚至幾乎不可能。
[0005]2、充電費(fèi)用高。整車充電中的慢速充電方式可以充分利用低谷電力充電，電費(fèi)相對(duì)降低，但是充電時(shí)間過長使車輛的使用十分不便，；快速充電方式下充電時(shí)間短易于車輛的使用，但是充電費(fèi)用較高，且會(huì)大大縮短電池的使用壽命;而且整車充電模式下初次購買及后續(xù)更換電池的費(fèi)用很高(約占車輛總費(fèi)用30%?50%)。另外，自2014年起，全國多省市已出臺(tái)充電服務(wù)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，價(jià)格從1.6元/度到1.8元/度。且，2015年6月1日起，全國又新增十個(gè)城市開始試行收取服務(wù)費(fèi)，價(jià)格從〇.6元/度到1.8元/度不等，服務(wù)費(fèi)的征收無疑增加了充電費(fèi)。
[0006]3、充電配套設(shè)施建設(shè)難。如果要推廣純電動(dòng)汽車，就需要大量的充電站，如同現(xiàn)在的加油站一樣能使汽車方便地充電，而國內(nèi)配套的基礎(chǔ)設(shè)施還很欠缺。同時(shí)，充電過程，司乘人員過多地等待意味著個(gè)人和社會(huì)資源的損失。這就意味著，充電站應(yīng)布局在汽車集中停放區(qū)，如社會(huì)停車場(chǎng)，社區(qū)密集的停車地點(diǎn)等，而且需要足夠大的空間，才能達(dá)到方便消費(fèi)者，節(jié)約等待時(shí)間的目標(biāo)，這種模式雖然比傳統(tǒng)的加油站規(guī)模小，但土地資源稀缺，無論建設(shè)大型或小型充電站，土地的協(xié)商都非常困難。而想要在住宅區(qū)建設(shè)私人充電粧，也面臨著一大堆問題。如老舊小區(qū)缺乏停車位，建設(shè)充電粧根本無從談起；即使有停車位，小區(qū)物業(yè)也會(huì)以充電設(shè)備可能會(huì)發(fā)生火災(zāi)、漏電等安全事故，充電粧可能會(huì)影響其他業(yè)主車輛出入、物業(yè)管理成本和風(fēng)險(xiǎn)增加卻沒有相應(yīng)收益等理由拒絕車主安裝充電粧。
[0007]4、續(xù)航里程短。在比較理想的路況情況下，比如不開空調(diào)，室外溫度不會(huì)特別高或者特別低，交通不會(huì)很堵可以勻速前進(jìn)，目前市場(chǎng)上的主流鋰電池1度電跑5公里左右。而在中國，大城市的交通和氣候都不是非常理想，常年擁堵再加上冬天可能很冷，夏天又可能非常熱。所以保守一點(diǎn)估計(jì)，一度電可以跑5公里已經(jīng)非常不錯(cuò)。在目前的鋰電池技術(shù)限制之下，現(xiàn)在的純電動(dòng)汽車要不然就是價(jià)格還行，但續(xù)航只有區(qū)區(qū)100多公里;要不然就是續(xù)航里程高了，但價(jià)格也跟著水漲船高到讓人無法直視，比如特斯拉的480公里真不錯(cuò)，但價(jià)格已經(jīng)超過了70萬，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了一般消費(fèi)者購買的水平。短距離的續(xù)航里程以及昂貴的而沉重的續(xù)航里程，給許多車主帶來很多不便，極大地限制了純電動(dòng)汽車的推廣。
[0008]5、救援范圍窄。電動(dòng)汽車的普及，預(yù)示著車輛半路沒電撂挑子的情況的發(fā)生率會(huì)驟升。面對(duì)這些困境，充電服務(wù)企業(yè)推出了應(yīng)急充電救援車和移動(dòng)充電站，兩者配備不同的電池充電技術(shù)或方法，但都是以汽車?yán)鴥?chǔ)電箱的形式出現(xiàn)。要么因續(xù)航里程短，救援半徑小;要么通過增加電池容量延長救援半徑，但同時(shí)成本也上升。
[0009]全球無線通信系統(tǒng)迅速擴(kuò)展下，手機(jī)技術(shù)日益精進(jìn)，外加良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益推動(dòng)，以及國內(nèi)對(duì)治理霧霾等環(huán)境問題的緊迫需求，可靠且符合成本效益的備用電源對(duì)通信業(yè)來說是至關(guān)重要的。由于惡劣天氣、自然災(zāi)害以及有限的備用電源容量而造成的客戶脫網(wǎng)，成為電信業(yè)者持續(xù)的挑戰(zhàn)。
[0010]通信業(yè)的傳統(tǒng)備用電源解決方案，包括使用蓄電池提供短時(shí)間的備用電源。同時(shí)， 現(xiàn)有的用于給通信基站電源充電的移動(dòng)充電車通常采用柴/汽油發(fā)電機(jī)供電。而柴/汽油發(fā)電機(jī)雖然能提供較長時(shí)間的備用電源，但是可靠度低須頻繁維護(hù)、啟動(dòng)時(shí)間長、體積大，亦會(huì)產(chǎn)生劇烈的噪音和振動(dòng)，及排放大量造成環(huán)境污染的溫室效應(yīng)氣體。[0011 ]綜合考慮上述情況，設(shè)計(jì)一種啟動(dòng)時(shí)間短、充電時(shí)間長、占用空間小、重量輕、無污染、低成本的移動(dòng)多功能充電粧迫在眉睫。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種以甲醇為燃料的離網(wǎng)式多功能充電粧， 采用無污染的醇?xì)淙剂蟻斫鉀Q電動(dòng)車的續(xù)航、充電以及通信基站的供電問題，具有操作方便、啟動(dòng)時(shí)間短、充電時(shí)間長、占用空間小、重量輕、低噪、無污染等特點(diǎn)。[0〇13]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0014]—種以甲醇為燃料的離網(wǎng)式多功能充電粧，所述充電粧包括:整車控制系統(tǒng)、電機(jī)控制系統(tǒng)、智能配電系統(tǒng)、電動(dòng)汽車電機(jī)、電池管理系統(tǒng)、燃料供給系統(tǒng)、燃料電池系統(tǒng)、智能充電粧、應(yīng)急電源系統(tǒng)、動(dòng)力電池系統(tǒng)；
[0015]所述整車控制系統(tǒng)分別連接電機(jī)控制系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、燃料電池系統(tǒng)、動(dòng)力電池系統(tǒng)；電機(jī)控制系統(tǒng)分別連接智能配電系統(tǒng)、電動(dòng)汽車電機(jī);智能配電系統(tǒng)分別連接電池管理系統(tǒng)、燃料電池系統(tǒng)、智能充電粧、應(yīng)急電源系統(tǒng)、動(dòng)力電池系統(tǒng);燃料供給系統(tǒng)連接燃料電池系統(tǒng)；
[0016]所述整車控制系統(tǒng)用于采集司機(jī)駕駛和車輛狀態(tài)，給電機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，經(jīng)智能配電系統(tǒng)從動(dòng)力電池系統(tǒng)獲取電能啟動(dòng)車輛，按整機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出的指令，控制電動(dòng)汽車電機(jī)進(jìn)行工作;所述電動(dòng)汽車電機(jī)包括直流有刷電機(jī)、感應(yīng)電機(jī)、稀土永磁電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)；
[0017]與此同時(shí)，燃料電池系統(tǒng)按設(shè)定參數(shù)運(yùn)行，當(dāng)整車所需功率大于燃料電池系統(tǒng)輸出功率時(shí)，由電池組補(bǔ)充一部分電能；當(dāng)整車所需功率小于燃料電池系統(tǒng)輸出功率時(shí)，多余的電能則對(duì)電池組進(jìn)行充電；當(dāng)整車所需功率于燃料電池系統(tǒng)輸出功率一致時(shí)，由燃料電池系統(tǒng)供電，電池組不進(jìn)行工作；在這樣的工作機(jī)制下進(jìn)行循環(huán)工作，達(dá)到能量的優(yōu)化利用，直至燃料消耗到設(shè)定值，此時(shí)通過燃料供給系統(tǒng)添加燃料甲醇，有效的增加電動(dòng)汽車的續(xù)航里程；
[0018]所述燃料供給系統(tǒng)根據(jù)各種不同工況的要求，為燃料電池系統(tǒng)提供按設(shè)定比例配制好的燃料;所述燃料供給系統(tǒng)包括金屬氫化物儲(chǔ)氫方式儲(chǔ)氫，或者通過甲醇重整制氫， 或者通過高壓鋼瓶儲(chǔ)氫方式儲(chǔ)氫；
[0019]所述燃料電池系統(tǒng)的核心部件為燃料電池，是一種將燃料具有的化學(xué)能直接變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電裝置;所述燃料電池系統(tǒng)包括質(zhì)子交換膜燃料電池或/和甲醇燃料電池或/和固體氧化物燃料電池；
[0020]所述智能充電粧根據(jù)不同的電壓等級(jí)為各種型號(hào)的電動(dòng)汽車充電，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池快速、高效、安全、合理的能量補(bǔ)給裝置;所述智能充電粧包括直流充電粧、交流充電粧和交直流一體充電粧；
[0021]所述應(yīng)急電源系統(tǒng)由電源系統(tǒng)和輸配電系統(tǒng)組成的產(chǎn)生電能并供應(yīng)和輸送給用電設(shè)備的系統(tǒng);其中電源系統(tǒng)由整流設(shè)備、直流配電設(shè)備、蓄電池組、直流變換器、機(jī)架電源設(shè)備和相關(guān)的配電線路組成的總體;輸配電系統(tǒng)主要是完成電能的輸送和分配;它包括電能傳輸過程中途徑的所有變電所和各種不同電壓等級(jí)的電力線路；[〇〇22]所述動(dòng)力電池系統(tǒng)通過并聯(lián)或串聯(lián)多個(gè)單體動(dòng)力電池，為車輛提供動(dòng)力來源的電源，滿足汽車多變的運(yùn)行環(huán)境；[〇〇23]電動(dòng)汽車在行駛中電能耗盡拋錨或者無公共充電設(shè)備區(qū)域應(yīng)急充電的情況下，車主通過電話或手機(jī)APP發(fā)出求救信號(hào)，車輛到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，直接從智能充電粧取槍給故障車輛進(jìn)行快速充電；當(dāng)燃料電池系統(tǒng)輸出功率小于故障車輛電池組容量時(shí)，由動(dòng)力電池系統(tǒng)補(bǔ)充， 保證30?40min內(nèi)給故障車輛充滿10?15度電；完成后，由燃料電池系統(tǒng)給自身電池組進(jìn)行充電，滿足對(duì)下一故障車輛的救援工作；當(dāng)燃料耗盡，通過添加燃料或新的離網(wǎng)式多功能充電粧開過來繼續(xù)提供服務(wù)；
[0024]通信基站遭遇惡劣天氣、自然災(zāi)害造成脫網(wǎng)，在備用續(xù)航電源耗盡前迅速趕到現(xiàn)場(chǎng)，通過應(yīng)急電源系統(tǒng)為基站提供電源，保證基站的正常運(yùn)行。
[0025]所述電動(dòng)汽車電機(jī)包括變頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)；由變頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制系統(tǒng)、動(dòng)力電池系統(tǒng)和整車控制系統(tǒng)組成電動(dòng)汽車運(yùn)載平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)性；
[0026]燃料供給系統(tǒng)用于存儲(chǔ)燃料電池系統(tǒng)工作所需的甲醇水燃料并監(jiān)控燃料的數(shù)量， 當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定值時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)；
[0027]燃料電池系統(tǒng)集成了甲醇重整制氫模塊和高溫質(zhì)子交換膜電堆，甲醇重整制氫模塊現(xiàn)場(chǎng)將甲醇水溶液采用部分氧化重整制氫技術(shù)和Pd-Cu合金催化劑，生產(chǎn)氫氣含量 45 %?60 %、一氧化碳含量低于0.5 %的富氫氣體用于高溫質(zhì)子交換膜電堆HT-PEMFC發(fā)電； 高溫質(zhì)子交換膜電堆工作溫度160 °C?180 °C，工作壓力為1?3atm，將電極催化劑鉑的一氧化碳耐受容量提高到3%，從而保證其既可以在富氫燃料下長期穩(wěn)定工作，又省去了富氫提純?yōu)榧儦涞馁F金屬器件；[〇〇28]智能配電系統(tǒng)主控板采用ARM芯片進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，分為四層設(shè)計(jì)，即頂層布線、中間接地層、中間電源層、底層布線;主控板軟件采用IAR編譯器建立工程文件，將uC/OS-1I嵌入式操作系統(tǒng)的相關(guān)程序經(jīng)過裁減后下載至STM32F103;其主要工作模式有三種:[〇〇29]工作模式一:將燃料電池系統(tǒng)生產(chǎn)的電力用于補(bǔ)充動(dòng)力電池系統(tǒng)的消耗，作為純電動(dòng)汽車PEV的增程器，實(shí)現(xiàn)了燃料電池與車載動(dòng)力電池混動(dòng)，提高運(yùn)載平臺(tái)的續(xù)航里程；
[0030]工作模式二:將燃料電池系統(tǒng)生產(chǎn)的電力與動(dòng)力電池系統(tǒng)存儲(chǔ)的電力共同用于車載智能充電粧的電力能源供應(yīng)，既能在短時(shí)間內(nèi)為其他電動(dòng)車進(jìn)行快速充電，又能控制燃料電池系統(tǒng)功率需求；
[0031]工作模式三:將燃料電池系統(tǒng)生產(chǎn)的電力與動(dòng)力電池系統(tǒng)存儲(chǔ)的電力共同用于車載應(yīng)急電源系統(tǒng)的電力能源供應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)通信基站、施工現(xiàn)場(chǎng)、抗震救災(zāi)以及臨時(shí)大型活動(dòng)的備用電力供應(yīng)保障。
[0032]—種以甲醇為燃料的離網(wǎng)式多功能充電粧，所述充電粧包括:整車控制系統(tǒng)、電機(jī)控制系統(tǒng)、智能配電系統(tǒng)、電動(dòng)汽車電機(jī)、電池管理系統(tǒng)、燃料供給系統(tǒng)、燃料電池系統(tǒng)、智能充電粧、應(yīng)急電源系統(tǒng)、動(dòng)力電池系統(tǒng)；
[0033]所述整車控制系統(tǒng)分別連接電機(jī)控制系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、燃料電池系統(tǒng)、動(dòng)力電池系統(tǒng)；電機(jī)控制系統(tǒng)分別連接智能配電系統(tǒng)、電動(dòng)汽車電機(jī);智能配電系統(tǒng)分別連接電池管理系統(tǒng)、燃料電池系統(tǒng)、智能充電粧、應(yīng)急電源系統(tǒng)、動(dòng)力電池系統(tǒng);燃料供給系統(tǒng)連接燃料電池系統(tǒng)；
[0034]所述整車控制系統(tǒng)用于采集司機(jī)駕駛和車輛狀態(tài)，給電機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，經(jīng)智能配電系統(tǒng)從動(dòng)力電池系統(tǒng)獲取電能啟動(dòng)車輛，按整機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出的指令，控制電動(dòng)汽車電機(jī)進(jìn)行工作；
[0035]與此同時(shí)，燃料電池系統(tǒng)按設(shè)定參數(shù)運(yùn)行，當(dāng)整車所需功率大于燃料電池系統(tǒng)輸出功率時(shí)，由電池組補(bǔ)充一部分電能；當(dāng)整車所需功率小于燃料電池系統(tǒng)輸出功率時(shí)，多余的電能則對(duì)電池組進(jìn)行充電；當(dāng)整車所需功率于燃料電池系統(tǒng)輸出功率一致時(shí)，由燃料電池系統(tǒng)供電，電池組不進(jìn)行工作；在這樣的工作機(jī)制下進(jìn)行循環(huán)工作，達(dá)到能量的優(yōu)化利用，直至燃料消耗到設(shè)定值，此時(shí)通過燃料供給系統(tǒng)添加燃料甲醇，有效的增加電動(dòng)汽車的續(xù)航里程。
[0036]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述燃料供給系統(tǒng)根據(jù)各種不同工況的要求，為燃料電池系統(tǒng)提供按設(shè)定比例配制好的燃料;所述燃料供給系統(tǒng)包括金屬氫化物儲(chǔ)氫方式儲(chǔ)氫，或者通過甲醇重整制氫，或者通過高壓鋼瓶儲(chǔ)氫方式儲(chǔ)氫；
[0037]所述燃料電池系統(tǒng)的核心部件為燃料電池，是一種將燃料具有的化學(xué)能直接變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電裝置;所述燃料電池系統(tǒng)包括質(zhì)子交換膜燃料電池或/和甲醇燃料電池或/和固體氧化物燃料電池；
[0038]所述智能充電粧根據(jù)不同的電壓等級(jí)為各種型號(hào)的電動(dòng)汽車充電，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池快速、高效、安全、合理的能量補(bǔ)給裝置;所述智能充電粧包括直流充電粧、交流充電粧和交直流一體充電粧。
[0039]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述應(yīng)急電源系統(tǒng)由電源系統(tǒng)和輸配電系統(tǒng)組成的產(chǎn)生電能并供應(yīng)和輸送給用電設(shè)備的系統(tǒng);其中電源系統(tǒng)由整流設(shè)備、直流配電設(shè)備、蓄電池組、直流變換器、機(jī)架電源設(shè)備和相關(guān)的配電線路組成的總體;輸配電系統(tǒng)主要是完成電能的輸送和分配;它包括電能傳輸過程中途徑的所有變電所和各種不同電壓等級(jí)的電力線路。
[0040]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述動(dòng)力電池系統(tǒng)通過并聯(lián)或串聯(lián)多個(gè)單體動(dòng)力電池，為車輛提供動(dòng)力來源的電源，滿足汽車多變的運(yùn)行環(huán)境。
[0041]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，電動(dòng)汽車在行駛中電能耗盡拋錨或者無公共充電設(shè)備區(qū)域應(yīng)急充電的情況下，車主通過電話或手機(jī)APP發(fā)出求救信號(hào)，車輛到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，直接從智能充電粧取槍給故障車輛進(jìn)行快速充電；當(dāng)燃料電池系統(tǒng)輸出功率小于故障車輛電池組容量時(shí)，由動(dòng)力電池系統(tǒng)補(bǔ)充，保證30?40min內(nèi)給故障車輛充滿10?15度電;完成后，由燃料電池系統(tǒng)給自身電池組進(jìn)行充電，滿足對(duì)下一故障車輛的救援工作；當(dāng)燃料耗盡，通過添加燃料或新的離網(wǎng)式多功能充電粧開過來繼續(xù)提供服務(wù)；
[0042]通信基站遭遇惡劣天氣、自然災(zāi)害造成脫網(wǎng)，在備用續(xù)航電源耗盡前迅速趕到現(xiàn)場(chǎng)，通過應(yīng)急電源系統(tǒng)為基站提供電源，保證基站的正常運(yùn)行。
[0043]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述電動(dòng)汽車電機(jī)包括直流有刷電機(jī)、感應(yīng)電機(jī)、稀土永磁電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)。
[0044]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明提出的以甲醇為燃料的離網(wǎng)式多功能充電粧，采用無污染的醇?xì)淙剂蟻斫鉀Q電動(dòng)車的續(xù)航、充電以及通信基站的供電問題，具有操作方便、 啟動(dòng)時(shí)間短、充電時(shí)間長、占用空間小、重量輕、低噪、無污染等特點(diǎn)。
[0045]本發(fā)明所取得的技術(shù)進(jìn)步在于:
[0046]1、以醇?xì)錇槿剂系碾x網(wǎng)式多功能充電粧無需與電網(wǎng)連接，獨(dú)立發(fā)電、隨用隨充，不會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成任何負(fù)擔(dān)，更不會(huì)影響電能質(zhì)量。
[0047]2、以醇?xì)錇槿剂系碾x網(wǎng)式多功能充電粧通過燃料電池系統(tǒng)提供電力，無需通過增加電池組即可提高續(xù)航里程。
[0048]3、燃料電池系統(tǒng)采用甲醇水作為燃料，運(yùn)行成本極低，能量密度高，效率高，無需返航，覆蓋面廣，救援半徑在百公里以上。
[0049]4、燃料電池系統(tǒng)安全可靠、體積小、質(zhì)量小、續(xù)航時(shí)間長，對(duì)載具要求較低，無需大型布設(shè)。
[0050]5、離網(wǎng)式充電粧由整車控制器管理，能量優(yōu)化利用，實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)充電，解決了電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程短的問題;在保證動(dòng)力需求的前提下，有效的保護(hù)電池的安全和壽命。
[0051]6、離網(wǎng)式充電粧低噪、無污染，更適合通信基站備電。[〇〇52]本裝置主要用于電動(dòng)車增程、道路救援(主要是為故障車輛充電)、發(fā)電(主要是通信基站，也包括其他需要電能的負(fù)載)，通過先進(jìn)的技術(shù)方案，在克服現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備弊端的同時(shí)，大幅度提高車輛續(xù)航里程，為故障車輛、通信基站以及其他需要電能的負(fù)載提供用電服務(wù)。[〇〇53]本技術(shù)裝置通過整車控制系統(tǒng)，將電機(jī)控制系統(tǒng)、智能配電系統(tǒng)、變頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)、 電池管理系統(tǒng)、燃料供給系統(tǒng)、燃料電池系統(tǒng)、智能充電粧、應(yīng)急電源系統(tǒng)、動(dòng)力電池系統(tǒng)等整合在一起，通過CAN總線對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行管理，調(diào)度，分析和運(yùn)算，針對(duì)車型的不同配置，進(jìn)行相應(yīng)的能量管理，實(shí)現(xiàn)整車驅(qū)動(dòng)控制、能量優(yōu)化控制、制動(dòng)回饋控制和網(wǎng)絡(luò)管理等功能，綜合管理，合理分配能源，形成一個(gè)高效的系統(tǒng)。【附圖說明】
[0054]圖1為本發(fā)明以甲醇為燃料的離網(wǎng)式多功能充電粧的組成示意圖。【具體實(shí)施方式】
[0055]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。[〇〇56] 實(shí)施例一
[0057]請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明揭示了一種以甲醇為燃料的離網(wǎng)式多功能充電粧，所述充電粧包括:整車控制系統(tǒng)1、電機(jī)控制系統(tǒng)2、智能配電系統(tǒng)3、電動(dòng)汽車電機(jī)(即圖中變頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)4)、電池管理系統(tǒng)5、燃料供給系統(tǒng)6、燃料電池系統(tǒng)7、智能充電粧8、應(yīng)急電源系統(tǒng)9、動(dòng)力電池系統(tǒng)10。[〇〇58]所述整車控制系統(tǒng)分別連接電機(jī)控制系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、燃料電池系統(tǒng)、動(dòng)力電池系統(tǒng)；電機(jī)控制系統(tǒng)分別連接智能配電系統(tǒng)、電動(dòng)汽車電機(jī);智能配電系統(tǒng)分別連接電池管理系統(tǒng)、燃料電池系統(tǒng)、智能充電粧、應(yīng)急電源系統(tǒng)、動(dòng)力電池系統(tǒng);燃料供給系統(tǒng)連接燃料電池系統(tǒng)。
[0059]所述整車控制系統(tǒng)用于采集司機(jī)駕駛和車輛狀態(tài)，給電機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，經(jīng)智能配電系統(tǒng)從動(dòng)力電池系統(tǒng)獲取電能啟動(dòng)車輛，按整機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出的指令，控制電動(dòng)汽車電機(jī)進(jìn)行工作;所述電動(dòng)汽車電機(jī)包括直流有刷電機(jī)、感應(yīng)電機(jī)、稀土永磁電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)。
[0060]與此同時(shí)，燃料電池系統(tǒng)按設(shè)定參數(shù)運(yùn)行，當(dāng)整車所需功率大于燃料電池系統(tǒng)輸出功率時(shí)，由電池組補(bǔ)充一部分電能；當(dāng)整車所需功率小于燃料電池系統(tǒng)輸出功率時(shí)，多余的電能則對(duì)電池組進(jìn)行充電；當(dāng)整車所需功率于燃料電池系統(tǒng)輸出功率一致時(shí)，由燃料電池系統(tǒng)供電，電池組不進(jìn)行工作;在這樣的工作機(jī)制下進(jìn)行循環(huán)工作，達(dá)到能量的優(yōu)化利用，直至燃料消耗到設(shè)定值，此時(shí)通過燃料供給系統(tǒng)添加燃料甲醇，有效的增加電動(dòng)汽車的續(xù)航里程。
[0061]所述燃料供給系統(tǒng)根據(jù)各種不同工況的要求，為燃料電池系統(tǒng)提供按設(shè)定比例配制好的燃料;所述燃料供給系統(tǒng)包括金屬氫化物儲(chǔ)氫方式儲(chǔ)氫，或者通過甲醇重整制氫，或者通過高壓鋼瓶儲(chǔ)氫方式儲(chǔ)氫。
[0062]所述燃料電池系統(tǒng)的核心部件為燃料電池，是一種將燃料具有的化學(xué)能直接變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電裝置;所述燃料電池系統(tǒng)包括質(zhì)子交換膜燃料電池或/和甲醇燃料電池或/和固體氧化物燃料電池。
[0063]所述智能充電粧根據(jù)不同的電壓等級(jí)為各種型號(hào)的電動(dòng)汽車充電，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池快速、高效、安全、合理的能量補(bǔ)給裝置;所述智能充電粧包括直流充電粧、交流充電粧和交直流一體充電粧。
[0064]所述應(yīng)急電源系統(tǒng)由電源系統(tǒng)和輸配電系統(tǒng)組成的產(chǎn)生電能并供應(yīng)和輸送給用電設(shè)備的系統(tǒng);其中電源系統(tǒng)由整流設(shè)備、直流配電設(shè)備、蓄電池組、直流變換器、機(jī)架電源設(shè)備和相關(guān)的配電線路組成的總體;輸配電系統(tǒng)主要是完成電能的輸送和分配;它包括電能傳輸過程中途徑的所有變電所和各種不同電壓等級(jí)的電力線路。[〇〇65]所述動(dòng)力電池系統(tǒng)通過并聯(lián)或串聯(lián)多個(gè)單體動(dòng)力電池，為車輛提供動(dòng)力來源的電源，滿足汽車多變的運(yùn)行環(huán)境。
[0066]電動(dòng)汽車在行駛中電能耗盡拋錨或者無公共充電設(shè)備區(qū)域應(yīng)急充電的情況下，車主通過電話或手機(jī)APP發(fā)出求救信號(hào)，車輛到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，直接從智能充電粧取槍給故障車輛進(jìn)行快速充電；當(dāng)燃料電池系統(tǒng)輸出功率小于故障車輛電池組容量時(shí)，由動(dòng)力電池系統(tǒng)補(bǔ)充， 保證30?40min內(nèi)給故障車輛充滿10?15度電；完成后，由燃料電池系統(tǒng)給自身電池組進(jìn)行充電，滿足對(duì)下一故障車輛的救援工作；當(dāng)燃料耗盡，通過添加燃料或新的離網(wǎng)式多功能充電粧開過來繼續(xù)提供服務(wù)；
[0067] 通信基站遭遇惡劣天氣、自然災(zāi)害造成脫網(wǎng)，在備用續(xù)航電源耗盡前迅速趕到現(xiàn)場(chǎng)，通過應(yīng)急電源系統(tǒng)為基站提供電源，保證基站的正常運(yùn)行。[〇〇68]由變頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制系統(tǒng)、動(dòng)力電池系統(tǒng)和整車控制系統(tǒng)組成電動(dòng)汽車 (PEV)作為本發(fā)明的運(yùn)載平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)性。
[0069]燃料供給系統(tǒng)用于存儲(chǔ)燃料電池系統(tǒng)工作所需的甲醇水燃料并監(jiān)控燃料的數(shù)量， 當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定值時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)；
[0070]燃料電池系統(tǒng)集成了甲醇重整制氫模塊和高溫質(zhì)子交換膜電堆，甲醇重整制氫模塊現(xiàn)場(chǎng)將甲醇水溶液采用部分氧化重整制氫技術(shù)和專用Pd-Cu合金催化劑，生產(chǎn)氫氣含量 45%?60%、一氧化碳含量低于0.5%的富氫氣體用于高溫質(zhì)子交換膜電堆(HT-PEMFC)發(fā)電。高溫質(zhì)子交換膜電堆采用自有技術(shù)的高溫自主交換膜，工作溫度160 °C?180 °C，工作壓力為1?3atm，將電極催化劑鉑的一氧化碳耐受容量提高到3%，從而保證其既可以在富氫燃料下長期穩(wěn)定工作，又省去了富氫提純?yōu)榧儦涞馁F金屬器件。大大降低了燃料電池的生產(chǎn)成本和使用成本。[〇〇71]智能配電系統(tǒng)主控板采用ARM芯片進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，分為四層設(shè)計(jì)，即頂層布線、中間接地層、中間電源層、底層布線;主控板軟件采用IAR編譯器建立工程文件，將uC/OS-1I嵌入式操作系統(tǒng)的相關(guān)程序經(jīng)過裁減后下載至STM32F103。其主要工作模式有三種:[〇〇72]工作模式一:將燃料電池系統(tǒng)生產(chǎn)的電力用于補(bǔ)充動(dòng)力電池系統(tǒng)的消耗，作為純電動(dòng)汽車(PEV)的增程器，實(shí)現(xiàn)了電電(燃料電池與車載動(dòng)力電池)混動(dòng)，提高運(yùn)載平臺(tái)的續(xù)航里程，由200公里提高到600公里以上；[〇〇73]工作模式二:將燃料電池系統(tǒng)生產(chǎn)的電力與動(dòng)力電池系統(tǒng)存儲(chǔ)的電力共同用于車載智能充電粧的電力能源供應(yīng)，既可以在短時(shí)間內(nèi)為其他電動(dòng)車進(jìn)行快速充電，又可以控制燃料電池系統(tǒng)功率需求，大幅減少系統(tǒng)的投資；[〇〇74]工作模式三:將燃料電池系統(tǒng)生產(chǎn)的電力與動(dòng)力電池系統(tǒng)存儲(chǔ)的電力共同用于車載應(yīng)急電源系統(tǒng)的電力能源供應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)通信基站、施工現(xiàn)場(chǎng)、抗震救災(zāi)以及臨時(shí)大型活動(dòng)等的備用電力供應(yīng)保障；
[0075]本發(fā)明提出的使用甲醇水溶液為燃料的離網(wǎng)式多功能充電粧，采用無污染的甲醇燃料來解決移動(dòng)電源車的充電問題，具有燃料補(bǔ)充簡單安全、運(yùn)載平臺(tái)續(xù)航里程長、操作方便、啟動(dòng)時(shí)間短、充電速度快、占用空間小、重量輕、無污染等特點(diǎn)。[〇〇76] 實(shí)施例二
[0077]—種以甲醇為燃料的離網(wǎng)式多功能充電粧，所述充電粧包括:整車控制系統(tǒng)、電機(jī)控制系統(tǒng)、智能配電系統(tǒng)、電動(dòng)汽車電機(jī)、電池管理系統(tǒng)、燃料供給系統(tǒng)、燃料電池系統(tǒng)、智能充電粧、應(yīng)急電源系統(tǒng)、動(dòng)力電池系統(tǒng)。
[0078]所述整車控制系統(tǒng)分別連接電機(jī)控制系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、燃料電池系統(tǒng)、動(dòng)力電池系統(tǒng)；電機(jī)控制系統(tǒng)分別連接智能配電系統(tǒng)、電動(dòng)汽車電機(jī);智能配電系統(tǒng)分別連接電池管理系統(tǒng)、燃料電池系統(tǒng)、智能充電粧、應(yīng)急電源系統(tǒng)、動(dòng)力電池系統(tǒng);燃料供給系統(tǒng)連接燃料電池系統(tǒng)。
[0079]所述整車控制系統(tǒng)用于采集司機(jī)駕駛和車輛狀態(tài)，給電機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，經(jīng)智能配電系統(tǒng)從動(dòng)力電池系統(tǒng)獲取電能啟動(dòng)車輛，按整機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出的指令，控制電動(dòng)汽車電機(jī)進(jìn)行工作。
[0080]與此同時(shí)，燃料電池系統(tǒng)按設(shè)定參數(shù)運(yùn)行，當(dāng)整車所需功率大于燃料電池系統(tǒng)輸出功率時(shí)，由電池組補(bǔ)充一部分電能；當(dāng)整車所需功率小于燃料電池系統(tǒng)輸出功率時(shí)，多余的電能則對(duì)電池組進(jìn)行充電；當(dāng)整車所需功率于燃料電池系統(tǒng)輸出功率一致時(shí)，由燃料電池系統(tǒng)供電，電池組不進(jìn)行工作；在這樣的工作機(jī)制下進(jìn)行循環(huán)工作，達(dá)到能量的優(yōu)化利用，直至燃料消耗到設(shè)定值，此時(shí)通過燃料供給系統(tǒng)添加燃料甲醇，有效的增加電動(dòng)汽車的續(xù)航里程。
[0081]綜上所述，本發(fā)明提出的以甲醇為燃料的離網(wǎng)式多功能充電粧，采用無污染的醇?xì)淙剂蟻斫鉀Q電動(dòng)車的續(xù)航、充電以及通信基站的供電問題，具有操作方便、啟動(dòng)時(shí)間短、 充電時(shí)間長、占用空間小、重量輕、低噪、無污染等特點(diǎn)。
[0082]1、本發(fā)明離網(wǎng)式多功能充電粧無需與電網(wǎng)連接，獨(dú)立發(fā)電、隨用隨充，不會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成任何負(fù)擔(dān)，更不會(huì)影響電能質(zhì)量。[〇〇83]2、本發(fā)明離網(wǎng)式多功能充電粧通過燃料電池系統(tǒng)提供電力，無需通過增加電池組即可提高續(xù)航里程。
[0084]3、本發(fā)明離網(wǎng)式多功能充電粧由整車控制系統(tǒng)管理，能量優(yōu)化利用，實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)充電，解決了電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程短的問題;在保證動(dòng)力需求的前提下，有效的保護(hù)電池的安全和壽命。
[0085]4、本發(fā)明離網(wǎng)式多功能充電粧低噪、無污染，更適合通信基站備電。
[0086]5、離網(wǎng)式多功能充電粧以燃料電池系統(tǒng)提供的電力作為能源，運(yùn)行成本極低。如燃料成本，柴油發(fā)電機(jī)約為3.5元/度，汽油發(fā)電機(jī)約為4元/度;公共充電設(shè)施充電成本約為 0.8?1.5元/度，隨著增收服務(wù)費(fèi)，成本又增加了 0.8?1.8元/度，而甲醇燃料電池的燃料成本僅為0.5元/度。
[0087]6、燃料電池系統(tǒng)采用甲醇水作為燃料，能量密度高、效率高、續(xù)航時(shí)間長，無需返航，救援半徑在百公里以上。
[0088]7、燃料電池系統(tǒng)安全可靠、體積小、質(zhì)量小，對(duì)載具要求較低，無需大型布設(shè)。且便于級(jí)聯(lián)，擴(kuò)容方便。
[0089]這里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實(shí)施例中。這里所披露的實(shí)施例的變形和改變是可能的，對(duì)于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說實(shí)施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本發(fā)明的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其它形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其它組件、 材料和部件來實(shí)現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對(duì)這里所披露的實(shí)施例進(jìn)行其它變形和改變。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種以甲醇為燃料的離網(wǎng)式多功能充電粧，其特征在于，所述充電粧包括:整車控制 系統(tǒng)(1)、電機(jī)控制系統(tǒng)(2)、智能配電系統(tǒng)(3)、電動(dòng)汽車電機(jī)(4)、電池管理系統(tǒng)(5)、燃料 供給系統(tǒng)(6)、燃料電池系統(tǒng)(7)、智能充電粧(8)、應(yīng)急電源系統(tǒng)(9)、動(dòng)力電池系統(tǒng)(10);所述整車控制系統(tǒng)(1)分別連接電機(jī)控制系統(tǒng)(2 )、電池管理系統(tǒng)(5 )、燃料電池系統(tǒng) (7)、動(dòng)力電池系統(tǒng)(10);電機(jī)控制系統(tǒng)(2)分別連接智能配電系統(tǒng)(3)、電動(dòng)汽車電機(jī)(4); 智能配電系統(tǒng)(3)分別連接電池管理系統(tǒng)(5)、燃料電池系統(tǒng)(7)、智能充電粧(8)、應(yīng)急電源 系統(tǒng)(9)、動(dòng)力電池系統(tǒng)(10);燃料供給系統(tǒng)(6)連接燃料電池系統(tǒng)(7);所述整車控制系統(tǒng)(1)用于采集司機(jī)駕駛和車輛狀態(tài)，給電機(jī)控制系統(tǒng)(2)發(fā)出信號(hào)， 經(jīng)智能配電系統(tǒng)(3)從動(dòng)力電池系統(tǒng)(10)獲取電能啟動(dòng)車輛，按整機(jī)控制系統(tǒng)(1)發(fā)出的指 令，控制電動(dòng)汽車電機(jī)(4)進(jìn)行工作;所述電動(dòng)汽車電機(jī)(4)包括直流有刷電機(jī)、感應(yīng)電機(jī)、 稀土永磁電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)；與此同時(shí)，燃料電池系統(tǒng)(7)按設(shè)定參數(shù)運(yùn)行，當(dāng)整車所需功率大于燃料電池系統(tǒng)(7) 輸出功率時(shí)，由電池組補(bǔ)充一部分電能；當(dāng)整車所需功率小于燃料電池系統(tǒng)(7)輸出功率 時(shí)，多余的電能則對(duì)電池組進(jìn)行充電；當(dāng)整車所需功率于燃料電池系統(tǒng)輸出功率一致時(shí)，由 燃料電池系統(tǒng)(7)供電，電池組不進(jìn)行工作;在這樣的工作機(jī)制下進(jìn)行循環(huán)工作，達(dá)到能量 的優(yōu)化利用，直至燃料消耗到設(shè)定值，此時(shí)通過燃料供給系統(tǒng)(6)添加燃料甲醇，有效的增 加電動(dòng)汽車的續(xù)航里程；所述燃料供給系統(tǒng)(6)根據(jù)各種不同工況的要求，為燃料電池系統(tǒng)提供按設(shè)定比例配 制好的燃料;所述燃料供給系統(tǒng)(6)包括金屬氫化物儲(chǔ)氫方式儲(chǔ)氫，或者通過甲醇重整制 氫，或者通過高壓鋼瓶儲(chǔ)氫方式儲(chǔ)氫；所述燃料電池系統(tǒng)(7)的核心部件為燃料電池，是一種將燃料具有的化學(xué)能直接變?yōu)?電能的發(fā)電裝置;所述燃料電池系統(tǒng)(7)包括質(zhì)子交換膜燃料電池或/和甲醇燃料電池或/ 和固體氧化物燃料電池；所述智能充電粧(8)根據(jù)不同的電壓等級(jí)為各種型號(hào)的電動(dòng)汽車充電，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池快 速、高效、安全、合理的能量補(bǔ)給裝置;所述智能充電粧(8)包括直流充電粧、交流充電粧和 交直流一體充電粧；所述應(yīng)急電源系統(tǒng)(9)由電源系統(tǒng)和輸配電系統(tǒng)組成的產(chǎn)生電能并供應(yīng)和輸送給用電 設(shè)備的系統(tǒng);其中電源系統(tǒng)由整流設(shè)備、直流配電設(shè)備、蓄電池組、直流變換器、機(jī)架電源設(shè) 備和相關(guān)的配電線路組成的總體;輸配電系統(tǒng)主要是完成電能的輸送和分配;它包括電能 傳輸過程中途徑的所有變電所和各種不同電壓等級(jí)的電力線路；所述動(dòng)力電池系統(tǒng)(10)通過并聯(lián)或串聯(lián)多個(gè)單體動(dòng)力電池，為車輛提供動(dòng)力來源的電 源，滿足汽車多變的運(yùn)行環(huán)境；電動(dòng)汽車在行駛中電能耗盡拋錨或者無公共充電設(shè)備區(qū)域應(yīng)急充電的情況下，車主通 過電話或手機(jī)APP發(fā)出求救信號(hào)，車輛到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，直接從智能充電粧取槍給故障車輛進(jìn)行快 速充電；當(dāng)燃料電池系統(tǒng)(7)輸出功率小于故障車輛電池組容量時(shí)，由動(dòng)力電池系統(tǒng)(10)補(bǔ) 充，保證30?40min內(nèi)給故障車輛充滿10?15度電;完成后，由燃料電池系統(tǒng)(7)給自身電池 組進(jìn)行充電，滿足對(duì)下一故障車輛的救援工作；當(dāng)燃料耗盡，通過添加燃料或新的離網(wǎng)式多 功能充電粧開過來繼續(xù)提供服務(wù)；通信基站遭遇惡劣天氣、自然災(zāi)害造成脫網(wǎng)，在備用續(xù)航電源耗盡前迅速趕到現(xiàn)場(chǎng)，通過應(yīng)急電源系統(tǒng)(9)為基站提供電源，保證基站的正常運(yùn)行；電動(dòng)汽車電機(jī)包括變頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)；由變頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制系統(tǒng)、動(dòng)力電池系統(tǒng)和整 車控制系統(tǒng)組成電動(dòng)汽車運(yùn)載平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)性；燃料供給系統(tǒng)用于存儲(chǔ)燃料電池系統(tǒng)工作所需的甲醇水燃料并監(jiān)控燃料的數(shù)量，當(dāng)?shù)?于設(shè)定值時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)；燃料電池系統(tǒng)集成了甲醇重整制氫模塊和高溫質(zhì)子交換膜電堆，甲醇重整制氫模塊現(xiàn) 場(chǎng)將甲醇水溶液采用部分氧化重整制氫技術(shù)和Pd-Cu合金催化劑，生產(chǎn)氫氣含量45 %? 60%、一氧化碳含量低于0.5%的富氫氣體用于高溫質(zhì)子交換膜電堆HT-PEMFC發(fā)電；高溫質(zhì) 子交換膜電堆工作溫度160 °C?180 °C，工作壓力為1?3atm，將電極催化劑鉑的一氧化碳耐 受容量提高到3%，從而保證其既可以在富氫燃料下長期穩(wěn)定工作，又省去了富氫提純?yōu)榧?氫的貴金屬器件；智能配電系統(tǒng)主控板采用ARM芯片進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，分為四層設(shè)計(jì)，即頂層布線、中間接 地層、中間電源層、底層布線;主控板軟件采用IAR編譯器建立工程文件，將uC/OS-1I嵌入式 操作系統(tǒng)的相關(guān)程序經(jīng)過裁減后下載至STM32F103;其主要工作模式有三種:工作模式一:將燃料電池系統(tǒng)生產(chǎn)的電力用于補(bǔ)充動(dòng)力電池系統(tǒng)的消耗，作為純電動(dòng) 汽車PEV的增程器，實(shí)現(xiàn)了燃料電池與車載動(dòng)力電池混動(dòng)，提高運(yùn)載平臺(tái)的續(xù)航里程；工作模式二:將燃料電池系統(tǒng)生產(chǎn)的電力與動(dòng)力電池系統(tǒng)存儲(chǔ)的電力共同用于車載智 能充電粧的電力能源供應(yīng)，既能在短時(shí)間內(nèi)為其他電動(dòng)車進(jìn)行快速充電，又能控制燃料電 池系統(tǒng)功率需求；工作模式三:將燃料電池系統(tǒng)生產(chǎn)的電力與動(dòng)力電池系統(tǒng)存儲(chǔ)的電力共同用于車載應(yīng) 急電源系統(tǒng)的電力能源供應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)通信基站、施工現(xiàn)場(chǎng)、抗震救災(zāi)以及臨時(shí)大型活動(dòng)的備 用電力供應(yīng)保障。2.—種以甲醇為燃料的離網(wǎng)式多功能充電粧，其特征在于，所述充電粧包括:整車控制 系統(tǒng)(1)、電機(jī)控制系統(tǒng)(2)、智能配電系統(tǒng)(3)、電動(dòng)汽車電機(jī)(4)、電池管理系統(tǒng)(5)、燃料 供給系統(tǒng)(6)、燃料電池系統(tǒng)(7)、智能充電粧(8)、應(yīng)急電源系統(tǒng)(9)、動(dòng)力電池系統(tǒng)(10);所述整車控制系統(tǒng)(1)分別連接電機(jī)控制系統(tǒng)(2 )、電池管理系統(tǒng)(5 )、燃料電池系統(tǒng) (7)、動(dòng)力電池系統(tǒng)(10);電機(jī)控制系統(tǒng)(2)分別連接智能配電系統(tǒng)(3)、電動(dòng)汽車電機(jī)(4); 智能配電系統(tǒng)(3)分別連接電池管理系統(tǒng)(5)、燃料電池系統(tǒng)(7)、智能充電粧(8)、應(yīng)急電源 系統(tǒng)(9)、動(dòng)力電池系統(tǒng)(10);燃料供給系統(tǒng)(6)連接燃料電池系統(tǒng)(7);所述整車控制系統(tǒng)(1)用于采集司機(jī)駕駛和車輛狀態(tài)，給電機(jī)控制系統(tǒng)(2)發(fā)出信號(hào)， 經(jīng)智能配電系統(tǒng)(3)從動(dòng)力電池系統(tǒng)(10)獲取電能啟動(dòng)車輛，按整機(jī)控制系統(tǒng)(1)發(fā)出的指 令，控制電動(dòng)汽車電機(jī)(4)進(jìn)行工作；與此同時(shí)，燃料電池系統(tǒng)(7)按設(shè)定參數(shù)運(yùn)行，當(dāng)整車所需功率大于燃料電池系統(tǒng)(7) 輸出功率時(shí)，由電池組補(bǔ)充一部分電能；當(dāng)整車所需功率小于燃料電池系統(tǒng)(7)輸出功率 時(shí)，多余的電能則對(duì)電池組進(jìn)行充電；當(dāng)整車所需功率于燃料電池系統(tǒng)輸出功率一致時(shí)，由 燃料電池系統(tǒng)(7)供電，電池組不進(jìn)行工作;在這樣的工作機(jī)制下進(jìn)行循環(huán)工作，達(dá)到能量 的優(yōu)化利用，直至燃料消耗到設(shè)定值，此時(shí)通過燃料供給系統(tǒng)(6)添加燃料甲醇，有效的增 加電動(dòng)汽車的續(xù)航里程。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以甲醇為燃料的離網(wǎng)式多功能充電粧，其特征在于:所述燃料供給系統(tǒng)(6)根據(jù)各種不同工況的要求，為燃料電池系統(tǒng)提供按設(shè)定比例配 制好的燃料;所述燃料供給系統(tǒng)(6)包括金屬氫化物儲(chǔ)氫方式儲(chǔ)氫，或者通過甲醇重整制 氫，或者通過高壓鋼瓶儲(chǔ)氫方式儲(chǔ)氫；所述燃料電池系統(tǒng)(7)的核心部件為燃料電池，是一種將燃料具有的化學(xué)能直接變?yōu)?電能的發(fā)電裝置;所述燃料電池系統(tǒng)(7)包括質(zhì)子交換膜燃料電池或/和甲醇燃料電池或/ 和固體氧化物燃料電池；所述智能充電粧(8)根據(jù)不同的電壓等級(jí)為各種型號(hào)的電動(dòng)汽車充電，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池快 速、高效、安全、合理的能量補(bǔ)給裝置;所述智能充電粧(8)包括直流充電粧、交流充電粧和 交直流一體充電粧。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以甲醇為燃料的離網(wǎng)式多功能充電粧，其特征在于:所述應(yīng)急電源系統(tǒng)(9)由電源系統(tǒng)和輸配電系統(tǒng)組成的產(chǎn)生電能并供應(yīng)和輸送給用電 設(shè)備的系統(tǒng);其中電源系統(tǒng)由整流設(shè)備、直流配電設(shè)備、蓄電池組、直流變換器、機(jī)架電源設(shè) 備和相關(guān)的配電線路組成的總體;輸配電系統(tǒng)主要是完成電能的輸送和分配;它包括電能 傳輸過程中途徑的所有變電所和各種不同電壓等級(jí)的電力線路。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以甲醇為燃料的離網(wǎng)式多功能充電粧，其特征在于:所述動(dòng)力電池系統(tǒng)(10)通過并聯(lián)或串聯(lián)多個(gè)單體動(dòng)力電池，為車輛提供動(dòng)力來源的電 源，滿足汽車多變的運(yùn)行環(huán)境。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以甲醇為燃料的離網(wǎng)式多功能充電粧，其特征在于:電動(dòng)汽車在行駛中電能耗盡拋錨或者無公共充電設(shè)備區(qū)域應(yīng)急充電的情況下，車主通 過電話或手機(jī)APP發(fā)出求救信號(hào)，車輛到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，直接從智能充電粧取槍給故障車輛進(jìn)行快 速充電；當(dāng)燃料電池系統(tǒng)(7)輸出功率小于故障車輛電池組容量時(shí)，由動(dòng)力電池系統(tǒng)(10)補(bǔ) 充，保證30?40min內(nèi)給故障車輛充滿10?15度電;完成后，由燃料電池系統(tǒng)(7)給自身電池 組進(jìn)行充電，滿足對(duì)下一故障車輛的救援工作；當(dāng)燃料耗盡，通過添加燃料或新的離網(wǎng)式多 功能充電粧開過來繼續(xù)提供服務(wù)；通信基站遭遇惡劣天氣、自然災(zāi)害造成脫網(wǎng)，在備用續(xù)航電源耗盡前迅速趕到現(xiàn)場(chǎng)，通 過應(yīng)急電源系統(tǒng)(9)為基站提供電源，保證基站的正常運(yùn)行。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以甲醇為燃料的離網(wǎng)式多功能充電粧，其特征在于:所述電動(dòng)汽車電機(jī)(4)包括直流有刷電機(jī)、感應(yīng)電機(jī)、稀土永磁電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以甲醇為燃料的離網(wǎng)式多功能充電粧，其特征在于:所述電動(dòng)汽車電機(jī)包括變頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)；由變頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制系統(tǒng)、動(dòng)力電池系統(tǒng) 和整車控制系統(tǒng)組成電動(dòng)汽車運(yùn)載平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)性；燃料供給系統(tǒng)用于存儲(chǔ)燃料電池系統(tǒng)工作所需的甲醇水燃料并監(jiān)控燃料的數(shù)量，當(dāng)?shù)?于設(shè)定值時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)；燃料電池系統(tǒng)集成了甲醇重整制氫模塊和高溫質(zhì)子交換膜電堆，甲醇重整制氫模塊現(xiàn) 場(chǎng)將甲醇水溶液采用部分氧化重整制氫技術(shù)和Pd-Cu合金催化劑，生產(chǎn)氫氣含量45 %? 60%、一氧化碳含量低于0.5%的富氫氣體用于高溫質(zhì)子交換膜電堆HT-PEMFC發(fā)電；高溫質(zhì) 子交換膜電堆工作溫度160 °C?180 °C，工作壓力為1?3atm，將電極催化劑鉑的一氧化碳耐 受容量提高到3%，從而保證其既可以在富氫燃料下長期穩(wěn)定工作，又省去了富氫提純?yōu)榧?氫的貴金屬器件；智能配電系統(tǒng)主控板采用ARM芯片進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，分為四層設(shè)計(jì)，即頂層布線、中間接 地層、中間電源層、底層布線;主控板軟件采用IAR編譯器建立工程文件，將uC/OS-1I嵌入式 操作系統(tǒng)的相關(guān)程序經(jīng)過裁減后下載至STM32F103;其主要工作模式有三種:工作模式一:將燃料電池系統(tǒng)生產(chǎn)的電力用于補(bǔ)充動(dòng)力電池系統(tǒng)的消耗，作為純電動(dòng) 汽車PEV的增程器，實(shí)現(xiàn)了燃料電池與車載動(dòng)力電池混動(dòng)，提高運(yùn)載平臺(tái)的續(xù)航里程；工作模式二:將燃料電池系統(tǒng)生產(chǎn)的電力與動(dòng)力電池系統(tǒng)存儲(chǔ)的電力共同用于車載智 能充電粧的電力能源供應(yīng)，既能在短時(shí)間內(nèi)為其他電動(dòng)車進(jìn)行快速充電，又能控制燃料電 池系統(tǒng)功率需求；工作模式三:將燃料電池系統(tǒng)生產(chǎn)的電力與動(dòng)力電池系統(tǒng)存儲(chǔ)的電力共同用于車載應(yīng) 急電源系統(tǒng)的電力能源供應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)通信基站、施工現(xiàn)場(chǎng)、抗震救災(zāi)以及臨時(shí)大型活動(dòng)的備 用電力供應(yīng)保障。
【文檔編號(hào)】B60L11/18GK105946607SQ201610301623
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月9日
【發(fā)明人】郭安卓, 張旭艷, 李航偉, 劉明偉, 梁智平, 馬璇, 李玲
【申請(qǐng)人】石家莊漢卓能源科技有限公司