專利名稱：可使用風能和沼氣電力的倍增充電車的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種充電車。
技術背景
目前，發(fā)展新能源已成為各國力圖擺脫經濟危機的新招。最近，法 國總統(tǒng)薩科齊宣布，到2012年法國要有10萬輛電動汽車在路面行駛， 為此政府承諾向雷諾和標致雪鐵龍兩大車商提供4億歐元優(yōu)惠貸款，主 要用于清潔能源汽車的研發(fā)。美國總統(tǒng)奧巴馬近日也公布了雄心勃勃的
汽車節(jié)能減排計劃，從2012年開始，汽車節(jié)能標準平均每年提高5%以 上，力爭到2016年，使美國境內新生產的客車和輕型卡車每百公里耗 油不超過6.62升，二氧化碳排放量也比現(xiàn)有車輛平均減少三分之一。 減少二氧化碳排放量最現(xiàn)實的手段是提高發(fā)動機的燃燒效率，而最有效
的方法則是大力發(fā)展電動汽車。然而，目前電池和價格己成為電動汽車 的瓶頸。法國能源專家讓，希羅塔指出，電動汽車所用的鋰電池仍沒有 解決有效性和使用壽命問題。用220伏電源充電一次需要五六個小時， 即便不開車燈、不用雨刷器，電動汽車也只能跑100至150公里，而且 目前電動汽車的價格是燃油動力汽車的兩倍。雖然可充電式油電混合車 增加了電池效能，提高了續(xù)航里程，但是仍然離不開燃油而且價格昂貴。 要大量替代傳統(tǒng)的燃油汽車，新能源電動車即有三大"王牌"又有 三大"難題"。高能量轉換效率、低二氧化碳排放、使用的靈活性，是電動車的"王牌"。而電動車的"難題"關鍵在電池。第一，電池的"能 量比"只有汽油的五十分之一，最大行程不會超過數(shù)百公里；第二，給 蓄電池充電不是一兩分鐘就能解決的，當然，如配備大量蓄電池或許就
不會那么成問題；第三，目前蓄電池價格昂貴，歐洲每度電要l歐元， 而小型電動車行使200公里需要20度電。電力供應是新能源汽車的另 一個制約因素。美國研究顯示，太陽能生產成本最貴，而水電最便宜。 現(xiàn)有壓縮空氣儲能成本是鉛蓄電池的一半。從中國可開發(fā)資源蘊藏量來 看，水電約3. 78億千瓦，風電約2.53億千瓦，而太陽能是21039億千 瓦，給地球降溫，還得靠"太陽"！現(xiàn)已査明，中國利用水庫，可以建 抽水蓄能電站約247個，規(guī)模達3. 1億KW，占我國煤電總裝機的一半。 可見，要給"地球降溫"，必須通過"壓縮空氣站"或"抽水電站"以 降低光伏發(fā)電的成本。而美國地質構造適合建壓縮空氣儲能站的地區(qū)占 國土面積的75%。中國有8.6萬座水庫，抽水蓄能每千瓦3000至4000 元，造價較低。所以，美國發(fā)展太陽能的關鍵和優(yōu)勢是"空氣蓄能"， 而中國是"水庫蓄能"。因此，沿南水北調和青藏鐵路的抽水蓄能電站 和周邊建設"太陽能水電站"，是解決我國電力供應問題的"重中之重"。 在我國，同屬新能源的混合動力車雖然貴得嚇人，但由于不改變傳 統(tǒng)汽車的加油方式讓一部分人可以接受。而電動車則要建立完全獨立的 充電網絡，加油是動態(tài)的(一兩分鐘)，充電卻是靜態(tài)的(幾個鐘頭)；加 油站占的是兩條車道，充電站占的卻是一大片停車場。而且充電的頻次 比加油高得多，網絡密得多，光是在城市中安排充電站用地，就是一個 死結。(時下也有快速充電裝置，但是其增強電流對電池壽命損傷極大)。中國城市人口密度大，鮮有住別墅用車房的。 一座樓幾百家，騎電動自
行車，到家提著電池上樓；開電動車，不可能從樓上拉一根電線通宵充
電。倒是"姥姥不疼，舅舅不愛"用鉛酸電池的電動自行車、電動摩托 車在圍追堵截中成了氣候，與自行車分庭抗禮，形成了千萬輛的規(guī)模。 因為老百姓買車的理由，是要比傳統(tǒng)車更便宜，更方便，更安全，這樣, 新能源電動車車才會有市場。建設風力發(fā)電場需要大量的土地，而沼氣 池可以建在地下，"風力和沼氣"互動，可以節(jié)約土地，共用電力設施， 減少投資，達到"新能源工業(yè)反哺農業(yè)"，城市支持農村的效果。 發(fā)展"減排農業(yè)"，大有作為。比如，焚燒秸稈是長期得不到解決
的"老大難"問題。我國每年產生的農作物秸稈達6億噸，其中約有3 億噸，可以作為詞料、建材或者能源使用(折合L5億噸標準煤)。據 測算，到2020年，我國農村地區(qū)人均商品消耗將由0.62噸標煤增加到 1.99噸標煤，其增量相當于我國能源發(fā)展中長期規(guī)劃(2005-2020)增 量的60%。聯(lián)合國糧農組織公布的《家畜的長期影響》報告說"導致全 球環(huán)境惡化的最主要因素有二至三個，家畜是其中之一"。10.5億頭牛 排放的二氧化碳占全球總量的18%，污染程度甚于汽車尾氣。利用3億 噸秸稈制造減少牛羊廢氣排放的飼料(菊芋、甜高梁)可減排溫室氣體， 節(jié)約糧食0. 5 1. 2億噸，相當于0. 5 1. 2億畝"噸糧田"。我國每年 的畜禽糞便約30億噸，是農村主要的污染源，若有效利用，可以生產 數(shù)量巨大的沼氣和沼渣。由于沼氣(發(fā)電)能量來自植物當年固定的碳水 化合物所攜帶的太陽能，即污染物零排放。沼氣和天然氣的有效成分均 為甲垸，假如在風電場下種植菊芋、甜高梁等能源作物和養(yǎng)殖場開發(fā)沼氣，取代液化氣，讓風電場的荒地變成"天然氣礦""生物燃料"和"有 機肥廠"，可替代燃煤發(fā)電和汽車用油，改善農村環(huán)境，減排溫室氣體。 我國化肥利用率是35%，農藥利用率只有30%，科學家發(fā)現(xiàn)由于大量 施用化肥，進而加速排放了二氧化碳和甲垸。單一施用化肥的地塊，土
壤排放的甲烷量是化肥配施豬糞地塊的3倍，是不施肥地塊的27倍。 沼氣發(fā)電有機肥廠和養(yǎng)殖場完全可在風電場及周邊荒地和土地瘠薄的 地方做，且大量沼渣(有機肥)替代化肥，不但減排了溫室氣體，還將 大量的中低產田提升，無疑又等于增加了全國的糧食產量。
科技進步是解決日益嚴重的生態(tài)環(huán)境和資源能源問題的根本出路。 目前，全球已有50多家金融機構投資13億美元進行低碳技術開發(fā)，尤
其要加強與發(fā)達國家在低碳能源和碳捕獲與碳封存技術方面的交流合 作。與國外相比,我國建筑保溫能力較差，造成大量能量損失要特別關注。
在采暖方面,入戶取暖熱水(蒸汽)分戶計量收費、補貼窗戶雙層玻璃改 造、纖維板裝修內保溫、太陽能蓄熱、地熱取暖等均為有效的方法。此 外，生物質纖維作為保暖材料節(jié)能與生物質作為燃料發(fā)電供暖相比，會 有數(shù)倍的節(jié)能減排功效。我國年產生10億噸工業(yè)廢渣，鋼渣、粉煤灰、 電石渣、煤矸石、磷渣等都可用作建筑材料,可節(jié)約生產建材的能耗。我 國建筑及居民生活用能量很大,節(jié)能問題值得重視。我國城鄉(xiāng)民用建筑約 400億平方米，其中1/10的危舊房急需改造，建設40億平方米的房屋， 要釋放出32億噸C02，是2007年我國排放的54.3億噸C02的60%。 我國農村建設用地2.7億畝，5倍于城鎮(zhèn)?，F(xiàn)在，建房已成為返鄉(xiāng)農民 工最大的支出，不僅浪費耕地而且"釋放C02"。通過"碳貨幣交易"讓碳排放成為"資本"，將危舊房和農宅改造為太陽能熱水器和秸稈等生 物質纖維保暖材料的節(jié)能低碳房屋，不僅節(jié)約了能源和耕地，而且還能 夠推動房地產"升級性戰(zhàn)轉型略。"
大規(guī)模采用電動汽車還面臨一個電池回收的問題。目前，資源短缺 己經成為人類面臨的最大威脅之一。不少資源耗盡的日子甚至比石油采 光來得更早。如制造液晶顯示器、太陽能電池、核反應堆的銦已維持不
了 10年。制造蓄電池的鉛是42年、鎳是57年。每生產一輛電動汽車 需要消耗15公斤鋰，用電動汽車替代燃油汽車每年消耗大約100萬噸 鋰。而2007年全世界鋰產量僅為2. 5萬噸。雖然全世界5 0%的鋰儲 量在中國的青藏地區(qū)，但仍面臨"巧婦難為無米之炊"。因此，搞好電 池的回收利用，對電動汽車的發(fā)展至關重要。鋰電池的回收利用，有熱 處理和化學處理兩種方法。采用熱處理能夠保證最高的材料回收利用 率，但是熱處理方法需要進行高溫加熱，從而消耗大量的能源，排放大 量的二氧化碳?；瘜W處理雖然消耗的能源較少，排放的二氧化碳少，但 回收利用率較低。風力發(fā)電場需要大量的土地，而沼氣池和養(yǎng)殖場可以 建在地下和周邊。"風力+沼氣"電站，這樣節(jié)約土地和電力設施，減 少投資，達到"新能源工業(yè)反哺農業(yè)"，城市支持農村的效果。同樣， 可以在風電場及周邊荒地建設廢棄蓄電池填埋場，進行固化深埋。例如 法國一家工廠就從廢棄蓄電池中提取鎳和鎘，再將鎳用于煉鋼，鎘則重
新用于生產電池。其余的各類廢電池一般都存放于廢礦井，運往專門 的有毒、有害垃圾填埋場。
目前，我國從事收集廢電池的包括鉛酸電池的生產廠家、電動自行車的生產廠家、供銷系統(tǒng)物質回收公司、物資部門的金屬再生利用公司、 再生鉛專業(yè)廠及個體專業(yè)戶。個體商販收購廢電池后，絕大部分轉運至 外地牟利。在收集過程中，個體商販一般都將廢電池中的廢液隨地傾倒，
嚴重污染了環(huán)境。鉛占蓄電池總成本50。^以上，主要采用火法、濕法冶
金工藝以及固相電解還原技術。外殼為塑料，可再生，基本實現(xiàn)無二次
污染。中國每年約有30萬噸的廢鉛酸蓄電池產生，而中國再生鉛原料 85°/。以上來自廢鉛。每噸精鉛能賣到近l萬元。回收大戶們一般直接與 當?shù)仉妱榆嚿a廠家和維修點聯(lián)系，進行回目前收。他們在基本沒有勞 動保護措施的情況下，把電池鋸開，取出鉛板，酸液隨處亂倒。廢鉛酸 蓄電池內含有鉛膏、廢硫酸等，已被列入國家危險廢物名錄。如將廢電 池棄置大自然或不科學地拆解，將對大氣、水體、土壤等產生嚴重危害， 并通過生物鏈的傳遞，導致人群、牲畜中毒。所以，在收集、轉運過程 中，要明確收集、運輸、貯存、利用、處置全過程監(jiān)管的職責、重點和 對象，加強對廢蓄電池收集的監(jiān)管。完善蓄電池收集網絡。采用"以舊 換新"、財稅優(yōu)惠、事故性罰款、廢棄物綜合利用獎勵，以及提供建造 廢棄物處理設施的財政補貼和優(yōu)惠貸款等方法。
目前全國有300家再生鉛廠，普遍回收率低、耗能高、污染嚴重， 而且不正當競爭激烈。我國電動自行車絕大部分采用的是鉛酸蓄電池， 小部分用的是鋰電池。電動汽車的電池回收，可以借鑒電動自行車的經 驗和教訓。鋰電池在很多技術指標上比傳統(tǒng)的鉛酸電池要優(yōu)越，鋰電池 的出現(xiàn)是電池技術上的一個重大進步。但其電池管理系統(tǒng)技術目前尚不 完善。從長遠看來鋰電池的回收利用是一個需要解決的問題。鉛酸電池雖不屬于"綠色"電池，但是可以全部回收利用。而鋰電池的現(xiàn)有技術 尚未能做到回收利用。目前廢棄鋰電池的處理方法大多是采用深埋方 法，這樣的方法在造成污染的同時，堆積重量過多，達到一定深度和溫 度的環(huán)境下容易引發(fā)電池爆炸。從這方面考慮，鋰電池的推廣在回收機 制尚不健全的情況下需慎重推廣，否則容易產生新的污染源。鉛酸蓄電 池的回收利用價值很高，每組電池回收價格達50元。 一些小商販看準 "商機"，但由于作業(yè)極不規(guī)范，造成的污染非常嚴重。以江蘇南京為
例， 一年約有幾萬輛電動車需要更換電池，總重量達500噸左右。電動
車廢舊電池最值錢部分是內部的鉛，不法商販拆解提取出里面的鉛，出 售賺錢。但由于缺乏環(huán)保意識，將廢蓄電池中的有毒酸液任意倒置，塑 料殼到處丟棄，造成廢鉛資源浪費。
雖然新能源汽車能很好地滿足發(fā)達國家居民需求，但在中國并不能 大量替代傳統(tǒng)汽車。普及不了的原因，除了電力基礎設施有待完善以外， 最主要的是由于"電池和價格"問題。目前中國電動汽車一直讓煤電"牽 著鼻子走"，而大規(guī)模采用電動汽車立即面臨發(fā)電的問題。如果用煤炭 發(fā)電，根據歐盟聯(lián)合研究中心報告，溫室氣體排放將比使用燃油增加至 少一倍。因此，用"煤電"的新能源汽車，是比"高碳"燃油汽車高一
倍的"高高碳"汽車?？萍疾繝幦?到5年，國家每年汽車產量中將有 10% (100方輛)是新能源汽車。也就是說，財政部到2010年投入的 200多億元生產的IOO萬輛新能源汽車，是"高高碳"的"煤電汽車"。 所以，通過太陽能、風能、沼氣等"低碳電力"為汽車充電，是我國新 能源汽車發(fā)展的關鍵。雖然目前世界上先進的電動車看上去很美，但電池組完全占據了后排空間，價格也是普通汽車的2. 5倍。就是采用最
先進的鋰離子蓄電池，其"能量比"也只有汽油的1/50。 50升一箱汽 油則可以驅動小型轎車輕松跑上600公里；電動車一次充電續(xù)航600公 里并不難，只是所需的電池組的起碼一兩噸重，而且工作時產生的高溫 足以把乘客烤糊。
發(fā)明內容
本實用新型的目的在于提供一種結構合理，電量充足，能適應長距 離運輸需要的可使用風能和沼氣電力的倍增充電車。
本實用新型的技術解決方案是
一種可使用風能和沼氣電力的倍增充電車，包括車體，車體中裝蓄 電池組，其特征是車體設有附著于車體的補充蓄電池組，所述蓄電池 組采用插座充電式或易更換式。
所述補充蓄電池組是設置在車體后車廂上或設置在與車體連接的 附加掛車上的蓄電池組。
所述補充蓄電池組有1 3組。
本實用新型以充電一次能跑IOO至150公里現(xiàn)有電動汽車技術和主
要需求(短途交通)為標準對蓄電池的數(shù)量和位置(包括成本和重量)
進行優(yōu)化安排。車輛在不行使或短途交通(100至150公里以內)能夠 進行插座充電或更換車輛本身的通用蓄電池，而在需要進行長途行駛 時，在需要充電的車輛后車廂上或加掛的一輛拖車上分別增加1組、2 組、3組件可4倍于車輛本身(l組)蓄電池，即便增加的蓄電池組達 數(shù)噸重，蓄電池工作時產生的高溫也不會把前面的乘客或貨物烤糊。本實用新型比之傳統(tǒng)單純依靠給車輛本身蓄電池充電的傳統(tǒng)充電 裝置具有三大優(yōu)勢
一是不一定要用十分昂貴的高級新型蓄電池。各種蓄電池組都能用 (包括體積大、價格低、不爆炸、性能穩(wěn)的鉛酸電池)。
二是一機多用。即可以用插座充電又可以通過更換通用蓄電池組充 電，使電動車更方便，更便宜。
三是充電回收站底部裝有輪子，可移動。通過優(yōu)化安排充電站位置， 省去了大量的充電站，并可讓所有加油站必須同時具備充電功能。使充 電站能象加油站那樣普及。
這些都為低成本的新能源汽車的普及應用大量替代燃油汽車提供 了可能。
本實用新型能夠促進新能源汽車的普及應用更適合中國的國情。其 實，造電動車一點也不難，難的是推廣應用，是充電難、成本高、續(xù)航 里程短的百年痼疾沒有根本性突破。而要實現(xiàn)這一目標，充電站就必須 象加油站那樣普及，方便，便宜。這樣才有社會應用基礎，而這一切傳 統(tǒng)的蓄電池充電裝置是無法做到的。隨著我國輕型電動車的迅猛發(fā)展， 目前保有量己經達5000萬輛，僅僅十年發(fā)展成了規(guī)模巨大的產業(yè)。中 國有良好的鉛酸電池輕型電動車產業(yè)基礎，這個基礎絕對是世界第一 的，在此基礎上可發(fā)展一個普及型的大量替代燃油汽車的新能源汽車。 雖然目前鋰電池是電動車電池的最佳"候選者"，但是它只有在克服了 能量密度低、充電難、依靠水冷和易爆炸安全性較差、鋰儲量有限、價 格貴、回收利用難等六大難題后才能普及應用。相比之下，鉛酸電池主電 池組，使得蓄電池的價格更容易為消費者接受，同時通過不同出行里程 選擇增加1組、2組、3組件數(shù)倍于車輛本身里程的蓄電池，大大增加 了電動車的最大行程。原來鉛酸電池的弱項，在本實用新型的支持下反 而成了強項。另外，中國的鎳鎘、鈷、鉀等蓄電池材料嚴重短缺，主要 依靠進口，而鉛資源回收率高，國內可以保證供應。


以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。 圖1是本實用新型一個實施例的結構示圖。
具體實施方式
一種可使用風能和沼氣電力的倍增充電車，包括車體l，車體中裝 蓄電池組，車體設有附著于車體的補充蓄電池組3，所述蓄電池組采用 插座2充電式或易更換式。
所述補充蓄電池組是設置在車體后車廂4上或設置在與車體連接的
附加掛車5上的蓄電池組。所述補充蓄電池組有1 3組。 圖中還有廢舊蓄電池等充電回收站6。
權利要求1、一種可使用風能和沼氣電力的倍增充電車，包括車體，車體中裝蓄電池組，其特征是車體設有附著于車體的補充蓄電池組，所述蓄電池組采用插座充電式或易更換式。
2、 根據權利要求1所述的可使用風能和沼氣電力的倍增充電車， 其特征是所述補充蓄電池組是設置在車體后車廂上或設置在與車體連 接的附加掛車上的蓄電池組。
3、 根據權利要求1或2所述的可使用風能和沼氣電力的倍增充電 車，其特征是所述補充蓄電池組有1 3組。
專利摘要本實用新型公開了一種可使用風能和沼氣電力的倍增充電車，包括車體，車體中裝蓄電池組，車體設有附著于車體的補充蓄電池組，所述蓄電池組采用插座充電式或易更換式。本實用新型以充電一次能跑100至150公里現(xiàn)有電動汽車技術和主要需求為標準，對蓄電池的數(shù)量和位置進行優(yōu)化安排。車輛在不行使或短途交通能夠進行插座充電或更換車輛本身的通用蓄電池，而在需要進行長途行駛時，在需要充電的車輛后車廂上或加掛的一輛拖車上分別增加1組、2組、3組件可4倍于車輛本身(1組)蓄電池，即便增加的蓄電池組數(shù)噸重，蓄電池工作時產生的高溫也不會把前面的乘客或貨物烤糊。本實用新型可與使用風能和沼氣電力的充電回收站配合使用。
文檔編號H02J7/00GK201430456SQ20092004652
公開日2010年3月24日 申請日期2009年6月11日 優(yōu)先權日2009年6月11日
發(fā)明者竇小彥, 竇觀一 申請人:竇觀一