醇-氫-電混合動力系統(tǒng)及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及混合動力系統(tǒng)，具體是一種醇-氫-電混合動力系統(tǒng)，適用于電動汽車、火力發(fā)電站、太陽能混合發(fā)電站、蓄電池充電粧等需要補充電能的小型發(fā)電站。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨著科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平得到了極大地提高，電力和交通已經(jīng)發(fā)生非同一般的發(fā)展，以交通來說，由于對汽車的依賴程度越來越深，這種便捷的汽車生活背后是以大量的能源消耗和日益嚴(yán)重的環(huán)境污染為代價的，不斷減少的石油資源和不斷升高的油價對汽車行業(yè)的發(fā)展構(gòu)成了障礙。為了擺脫這種困境，尋找一種既可以擺脫對石油依賴而又可以減小環(huán)境污染具有重大的現(xiàn)實意義。
[0003]現(xiàn)在市場上出現(xiàn)的清潔能源汽車主要指混合動力車以及純電動車。現(xiàn)有的混合動力汽車同時裝備兩種動力來源:熱動力源(由傳統(tǒng)的汽油機(jī)或者柴油機(jī)產(chǎn)生)與電動力源(電池與電動機(jī))。通過在混合動力汽車上使用電機(jī)，使得動力系統(tǒng)可以按照車輛的實際運行工況要求靈活調(diào)控，而發(fā)動機(jī)保持在綜合性能最佳的區(qū)域內(nèi)工作，從而降低油耗與排放。
[0004]相比于傳統(tǒng)的燃油汽車，混合動力汽車對環(huán)境造成的污染已經(jīng)大大降低，但并未徹底解決問題。純電動汽車被普遍認(rèn)為是能夠同時解決石油枯竭和汽車尾氣污染問題的綠色環(huán)保汽車，但以蓄電池為動力源的純電動汽車具有幾個明顯地不足:(I)蓄電池充電時間太長，嚴(yán)重影響車輛使用的方便性;(2)續(xù)駛里程不長，制約車輛的適用范圍，目前純電動汽車只能用于路程較近的交通運輸，與傳統(tǒng)汽車差距很大；(3)車輛的動力性難以保證，特別是當(dāng)車輛的蓄電池電量不足時，其爬坡性能和最高車速都將受到很大影響。因此，電池及動力系統(tǒng)是制約純電動車發(fā)展的瓶頸問題。
[0005]基于此種情形，尋求一種既能利用可再生能源而又不污染環(huán)境的新能源車受到國際社會的極大關(guān)注。氫電混合動力車是一種新能源車，而且是一種環(huán)保車，它具有能量轉(zhuǎn)化效率高、環(huán)境污染小等優(yōu)點，從而成為汽車工業(yè)研發(fā)的熱點。公開文獻(xiàn)也報道了一些氫電混合動力汽車及系統(tǒng)，例如:
1、中國專利:性能優(yōu)異的氫電混合動力車，申請?zhí)?201210528622.2，申請日:2012.12.11，申請人:南通大學(xué)，地址:226019江蘇省南通市嗇園路9號，發(fā)明人:黃明宇、馮小保、厲丹彤、問朋朋、馬駿、廖萍、倪紅軍、周一丹、朱昱，摘要:該發(fā)明公開了一種性能優(yōu)異的氫電混合動力車，包括氫電動力源，所述氫電動力源是燃料電池和二次電池兩種動力源混合的混合動力源;燃料電池和鉛酸電池或鎳氫電池兩種動力源混合的混合動力源的混合度范圍為0.4-0.7;燃料電池和鋰電池兩種動力源混合的混合動力源的混合度范圍為0.5-0.8。在滿足車輛動力性要求(最高車速2 90km/h，百公里加速時間< 13.6s，爬坡度225%)的前提下，氫燃料經(jīng)濟(jì)性和電池壽命最佳。
[0006]2、中國專利:氫電混合動力汽車，申請?zhí)?201110372678.9，申請日:2011.11.22，
申請人:昆明新能源發(fā)展有限公司，地址:云南省昆明市人民東路483號，發(fā)明人:徐澤濤、董榮、董寶蓮、董銀談，摘要:該發(fā)明涉及一種用氫作燃料的氫電混合動力汽車，屬汽車領(lǐng)域。其特征是在氫發(fā)動機(jī)排氣管路上串接一個醇裂解氫發(fā)生器，它可利用排氣余熱(并用電加熱作為醇裂解氫發(fā)生器反應(yīng)床的冷態(tài)升溫、恒溫的補充熱源)，將醇催化裂解隨車制氫，并使所產(chǎn)氫氣作為發(fā)動機(jī)燃料運轉(zhuǎn)，以此驅(qū)動汽車行駛和發(fā)電機(jī)發(fā)電，并對用戶供電。當(dāng)和電動機(jī)組合驅(qū)動汽車時，可達(dá)到超低排放或零排放水平。而制醇原料豐富，有甘蔗、玉米、高粱、木薯等均是可再生的資源，取之不盡，用之不竭。所述制氫的原料醇類可以是50°-65°含水甲醇或乙醇，制造工藝簡單，成本低廉。液態(tài)醇的貯存、運輸和網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)也十分安全和方便。
[0007]3、中國專利:混合動力電動汽車動力系統(tǒng)，申請?zhí)?201210301665.7，申請日:2012.08.23,申請人:浙江吉利汽車研究院有限公司杭州分公司，地址:311228浙江省杭州市蕭山區(qū)臨江工業(yè)園區(qū)農(nóng)二場房屋206號，申請人:浙江吉利汽車研究院有限公司、浙江吉利控股集團(tuán)有限公司，發(fā)明人:孫全、杜志強、金啟前、由毅、吳成明、趙福全，摘要:該發(fā)明公開了一種混合動力電動汽車動力系統(tǒng)，包括電機(jī)及驅(qū)動軸，由所述電機(jī)驅(qū)動所述驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動以給汽車提供動力；所述系統(tǒng)還包括:第一電池以及第二電池，用于給所述電機(jī)提供能量；以及控制器，用于控制所述第一電池與所述第二電池為所述電機(jī)提供的能量分配。當(dāng)所述第一電池能夠提供車輛所需能量時，由所述第一電池單獨提供能量；當(dāng)所述第一電池提供的能量不能滿足車輛所需能量時，通過所述第二電池與所述第一電池相配合，共同輸出能量給所述電機(jī)以驅(qū)動車輛行駛。具體地，所述第二電池提供的能量為所述第一電池提供的能量與車輛所需能量之間的差額。
[0008]4、中國專利:氫電混合動力轎車，申請?zhí)?201510233939.7，申請日:2012.12.11，申請人:南通大學(xué)，地址:226019江蘇省南通市嗇園路9號，發(fā)明人:黃明宇、馮小保、厲丹彤、問朋朋、馬駿、廖萍、倪紅軍、周一丹、朱昱，摘要:該發(fā)明公開了一種氫電混合動力轎車，包括氫電動力源，所述氫電動力源是燃料電池和二次電池兩種動力源混合的混合動力源；燃料電池和鉛酸電池或鎳氫電池兩種動力源混合的混合動力源的混合度范圍為0.4-0.7;燃料電池和鋰電池兩種動力源混合的混合動力源的混合度范圍為0.5-0.8。在滿足車輛動力性要求(最高車速2 90km/h，百公里加速時間< 13.6s，爬坡度2 25%)的前提下，氫燃料經(jīng)濟(jì)性和電池壽命最佳。
[0009]上述公開報道的混合動力系統(tǒng)不完善，有的還在試驗階段，要推廣不容易。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)問題，提供一種性能優(yōu)異的混合動力系統(tǒng)--醇-氫-電混合動力系統(tǒng)。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
醇-氫-電混合動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是發(fā)動機(jī)使用裂解醇變成氫氣，在發(fā)動機(jī)中增加安裝一套熱裂解裝置，結(jié)合蓄電池，給發(fā)電機(jī)輸出動力。
[0012]具體結(jié)構(gòu)如下:醇-氫-電混合動力系統(tǒng)，是利用發(fā)動機(jī)排氣管的熱量加熱及將醇裂解為氫氣后導(dǎo)入發(fā)動機(jī)燃燒作功的系統(tǒng)，包括蓄電池和醇原料箱，在發(fā)動機(jī)尾氣管內(nèi)安裝有熱裂解裝置，醇原料箱內(nèi)裝入醇的水溶液，原料箱接有輸送栗，將醇的水溶液送到熱裂解裝置中，熱裂解裝置將醇裂解成氫氣，經(jīng)熱裂解裝置出口進(jìn)入發(fā)動機(jī)燃燒推動汽缸工作，輸出的動力帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，發(fā)電機(jī)輸出線接中心控制器后接將蓄電池，將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能儲存在蓄電池中，蓄電池接驅(qū)動控制器，然后與電動機(jī)連接，通過輸出裝置帶動車輛行走或動力機(jī)械工作；
所述的醇-氫-電混合動力系統(tǒng)還設(shè)有加熱控制器，由蓄電池接到加熱控制器之后接熱裂解裝置。
[0013]所述的醇的水溶液是乙醇或甲醇、或者乙醇和甲醇混合醇任意重量比例混合的水溶液。
[0014]所述的蓄電池有A組蓄電池和B組蓄電池，當(dāng)A組蓄電池使用將盡，中心控制器自動切換使用B組蓄電池，而A組蓄電池立刻進(jìn)行充電。
[0015]所述的加熱控制器安裝有點火線圈，使發(fā)動機(jī)能夠達(dá)到點火溫度。
[0016]所述的醇-氫-電混合動力系統(tǒng)還設(shè)有太陽能板，太陽能板接中心控制器后與蓄電池連接。
[0017]所述的發(fā)熱裂解裝置安裝在發(fā)動機(jī)的尾氣管內(nèi)，尾氣管內(nèi)是熱裂解室，里面安裝有混合液霧化噴頭和裝有催化劑、熱裂解室設(shè)有氫氣出口管;發(fā)動機(jī)的尾氣管還設(shè)有旁路管，旁路管安裝有冷卻閥和二號止回閥，氫氣出口管安裝有一號止回閥。
[0018]所述的醇為甲醇、乙