一种多功能移动充电车及充电方法
【专利摘要】本发明涉及一种充电设备，是一种可移动的多功能充电车。该多功能移动充电车在有日照的情况下，太阳能光伏板发电并通过发电控制器给锂电电池组充电贮备能源；一旦有紧急状况需要该移动充电车提供电能，车可以迅速开到需要应急供电的位置，首先锂电储能系统5s以内启动给应急处提供电能，燃料电池系统2分钟以内启动发电给应急处提供电能；该移动充电车移动方便，实行双发电模式（光伏发电和燃料电池发电），可以同时提供交流380V、220V和直流300~500V输出多种功能。
【专利说明】—种多功能移动充电车及充电方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种充电设备，是一种可移动的多功能充电车；该充电车包括太阳能发电和燃料电池发电双发电系统、锂电储能系统和改装后的货柜车，工作示意图如图1所
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技术背景
[0002]随着雾霾问题的严重，国家大力控制环境污染，在交通工具方面，国内十二五规划把新能源车作为国家战略发展目标，国内比亚迪、吉利、众泰、江淮等车厂已经开发出油电混合动力汽车、纯电动车，并且都有各种款式油电混合动力汽车和纯电动车出售，如比亚迪E3、E6等，江淮IREV增程式电动车，吉利熊猫纯电动车，众泰5008EV纯电动车。各个厂家争先恐后开发新型电动车，针对充电技术也有突破，但是对于大型多功能移动复合型充电车几乎还未涉及。
[0003]国外特斯拉电动车给汽车市场带来新的活力，目前特斯拉已经公布它的所有专利，特斯拉开放的专利中，104项与电池以及电池安全控制系统有关；28项涉及充电技术，这两类专利就占到了专利总数的53%，也是特斯拉最主要的优势技术；现有的电池安全控制系统专利，主要用于协调运行车上7000多节锂电池组成的电池组；涉及到的充电技术是固定充电桩技术和快速充电技术，纵观全球涉及到于大型多功能移动复合型充电车厂家微乎其微，涉及到的专利技术更是少之又少。
[0004]电动汽车是未来汽车产业的革命，随着电动车的发展电动车带来的问题也日益增多，电动车在行驶过程中电量耗尽，但是又无法到达有固定充电桩的位置，目前拖车费用高昂，再加上现行的电动大巴车拖车困难，就给大型移动充电设备带来发展机会，所以电动汽车行业的发展必定带来大型移动充电设备的发展，经分析电动车行业充电桩10000亿元市场份额，其中移动充电设备500亿元以上，可见多功能移动复合型充电车具有广阔的市场前景。
【发明内容】
[0005]所述的多功能移动充电车包括太阳能发电和燃料电池发电双发电系统、锂电储能系统和改装后的货柜车，燃料电池发电系统包括燃料瓶、燃料电池堆及发电控制器；锂电储能系统包括电池管理系统和锂电电池组；燃料电池发电系统和锂电储能系统位于改装后的货柜车的箱体内；太阳能发电系统包括太阳能光伏板，太阳能光伏板铺在改装后的货柜车箱体顶部上表面并固定；太阳能光伏板通过光伏组件接线盒链接发电控制器构成一套发电系统(如图1所示);燃料瓶通过软管连接燃料反应堆，燃料反应堆通过导线链接发电控制器构成另外一套发电系统(如图1所示)，发电控制器有交流380V、220V和直流30(T500V输出等多种功能输出端；发电控制器通过导线链接到锂电储能系统的锂电电池组，锂电储能系统设有交流380V、220V和直流30(T500V输出等多种功能输出端；锂电储能系统位于改装后的货柜车箱体的前部，燃料气瓶位于改装后的货柜车箱体的中部，燃料电池堆和发电控制器在位于改装后的货柜车箱体的后部；装配的时候先装配储能系统的电柜并固定如图2中的4部分并将电池管理系统和锂电电池组装配到电柜里面，然后装备燃料气瓶并固定如图2中的3部分，最后装配燃料反应堆及发电控制器并固定如图2中的2部分，太阳光伏板铺在改装后的货柜车箱体顶部上表面并固定如图2中的I部分。
[0006]所述的货柜车是普通货柜车。
[0007]所述的太阳能光伏板为多晶、单晶或薄膜太阳板。
[0008]所述燃料气瓶是装有氢气、甲烷或天然气燃料气体的钢瓶。
[0009]所述的燃料电池堆是采购的上海神力的型号FEMFC燃料电池堆。
[0010]所述的发电控制器是采购的东莞钜威的型号PWSHESO1-XK-22 O控制器。
[0011]所述的电池管理系统是采购上海妙益的型号DK202V2电池管理系统。
[0012]所述的锂电电池组的型号可以是18650、26650或软包的单体电池，通过串、并联达到设计要求的锂电电池组；设计要求就是，一定的串联单体电池达到电池组设计的电压，一定的并联达到电池组设计的容量。
[0013]该多功能移动充电车在有日照的情况下，太阳能光伏板发电并通过发电控制器给锂电电池组充电贮备能源；一旦有紧急状况需要该移动充电车提供电能，车可以迅速开到需要应急供电的位置，首先锂电储能系统5s以内启动给应急处提供电能，燃料电池系统2分钟以内启动发电给应急处提供电能；该移动充电车移动方便，实行双发电模式(光伏发电和燃料电池发电)可以同时提供交流380V、220V和直流30(T500V输出多种功能。
[0014]工作原理是:多功能移动充电车是改装货柜车，太阳能光伏板铺在改装后的货柜车箱体顶部上表面(如图2的I部分)、改装后的货柜车箱体内部位于中部的位置装上燃料瓶并固定(如图2的3部分)，改装后的货柜车箱体内部位于后部的位置装上燃料电池堆及控制器并固定(如图2的2部分)，改装后的货柜车箱体内部位于前部的位置装上锂电电池组和管理系统组成锂电储能系统(如图2的4部分)。
[0015]多功能移动充电车在有日照的情况下，太阳能光伏板(如图2的I部分)能够发电，把电能通过发电控制器(如图2的2部分)给锂电电池组充电储存电能，直至储能系统电量充满；一旦有紧急状况或需要该移动充电车提供电能时候，车可以迅速开到需要应急供电的位置，由于燃料电池需要预热启动需要I分钟的时间，事先充满电的锂电储能系统(如图2的4部分)，能够迅速启动，5s以内启动锂电电池组输出直流或交流(如图2的7部分)给应急处提供电能。
[0016]由于锂电池电量有限(小于50kWh)，然而燃料电池可以长时供电(5000kWh)，锂电电池组只能短时供电，长时供电必须启动燃料电池发电系统供电；首先启动燃料瓶(如图2的3部分)注入到燃料电池反应堆(如图2的2部分)，燃料电池反应堆开始工作并发电，从燃料注入反应堆到发出电能需要I分半钟时间，燃料电池发出电能通过发电控制器对外输出电能(如图2的6部分)，整套燃料电池系统两分钟以内启动发电给应急处提供电能。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1多功能移动充电车工作原理示意图。
[0018]图2多功能移动充电车结构示意图。
[0019]I是太阳能光伏板，2是燃料电池堆及发电控制器，3是燃料气瓶，4是锂电储能系统，5是光伏组件接线盒，6是发电控制器的多种功能输出端，7是锂电储能系统的多种功能输出端。
【具体实施方式】
[0020]以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0021]实例1:
多功能移动充电车是改装货柜车，将4块250W的太阳能光伏板铺在改装后的货柜车箱体顶部上表面并固定(如图2的I部分)，构成IkW太阳能发电组；改装后的货柜车箱体内部位于中部的位置装上10个氢气燃料气瓶并固定(如图2的3部分)，改装后的货柜箱箱体内部位于后部的位置装上1kW燃料电池堆及发电控制器并固定(如图2的2部分)，改装后的货柜箱箱体内部位于前部的位置装上单体为18650的锂电电池组和管理系统组成锂电储能系统(如图2的4部分)，锂电池组功率10kWh(48V200Ah)，每个18650单体电池3.2V2Ah，30支单体18650电池串联构成一串电池组，100个这样的串联电池组再并联起来，就构成48V200Ah的1kWh储能系统；lkW多晶硅太阳能通过光伏组件接线盒链接发电控制器构成一套发电系统；10个氢气燃料钢瓶汇集到一个软管上链接到燃料反应堆，燃料反应堆再链接发电控制器构成另外一套发电系统，发电控制器有交流380V、220V和直流360V输出多种功能输出端；发电控制器链接到1kWh储能系统，1kffh储能系统有交流380V、220V和直流360V输出多种功能输出端。
[0022]多功能移动充电车在有日照的情况下光伏电池(如图2的I部分)发电，通过发电控制器(如图2的2部分)给1kWh锂电池组充电储存电能；一旦有紧急状况需要该移动充电车提供电能，车可以迅速开到需要应急供电的位置，首先1kWh锂电储能系统(如图2的4部分)，5s以内启动1kWh锂电池输出端(如图2的7部分)给应急处提供电能，燃料电池系统(如图2的2和3部分)两分钟以内启动发电(如图2的6部分)给应急处提供电能。
[0023]实例2:
多功能移动充电车是改装货柜车，4块250W的单晶硅太阳能光伏板铺在改装后的货柜车箱体顶部上表面并固定(如图2的I部分)，构成IkW光伏太阳组；改装后的货柜车箱体内部位于中部的位置装上10个液体甲烷燃料气瓶并固定(如图2的3部分)，改装后的货柜车箱体内部位于后部的位置装上1kW燃料电池堆及发电控制器并固定(如图2的2部分)，改装后的货柜车箱体内部位于前部的位置装上26650单体电池组成锂电电池组和管理系统组成锂电储能系统(如图2的4部分)，锂电池组1kWh (48V、200Ah)，每个26650单体电池3.2V4Ah，30支单体26650电池串联构成一串电池组，50个这样的串联电池组再并联起来，就构成48V200Ah的1kWh储能系统；IkW单晶硅太阳能光伏通过光伏组件接线盒链接发电控制器构成一套发电系统；10个液态甲烷燃料钢瓶汇集到一根软管链接到1kW燃料反应堆，1kW燃料反应堆再链接发电控制器构成另外一套发电系统，发电控制器有交流380V、220V和直流500V输出多种功能输出端；发电控制器链接到1kWh储能系统，储能系统有交流380V、220V和直流500V输出多种功能输出端。
[0024]多功能移动充电车在有日照的情况下IkW光伏电池(如图2的I部分)发电，通过发电控制器(如图2的2部分)给1kWh锂电池组充电储存电能；一旦有紧急状况需要该移动充电车提供电能，车可以迅速开到需要应急供电的位置，首先1kWh锂电储能系统(如图
2的4部分)，5s以内启动(如图2的7部分)给应急处提供电能，燃料电池系统(如图2的2和3部分)两分钟以内启动(如图2的6部分)给应急处提供电能。
【权利要求】
1.一种多功能移动充电车，其特征在于:所述多功能移动充电车包括太阳能发电和燃料电池发电双发电系统、锂电储能系统和改装后的货柜车，燃料电池发电系统包括燃料瓶、燃料电池堆及发电控制器；锂电储能系统包括电池管理系统和锂电电池组；燃料电池发电系统和锂电储能系统位于改装后的货柜车的箱体内；太阳能发电系统包括太阳能光伏板，太阳能光伏板铺在改装后的货柜车箱体顶部上表面并固定；太阳能光伏板通过光伏组件接线盒链接发电控制器构成太阳能发电发电系统；燃料瓶通过软管连接燃料反应堆，燃料反应堆通过导线链接发电控制器构成燃料电池发电系统，发电控制器设有多种功能输出端；发电控制器通过导线链接到锂电储能系统的锂电电池组，锂电储能系统设有多种功能输出端；锂电储能系统位于改装后的货柜车箱体的前部，燃料气瓶位于改装后的货柜车箱体的中部，燃料电池堆和发电控制器在位于改装后的货柜车箱体的后部。
2.如权利要求1所述的一种多功能移动充电车，其特征在于:装配的时候先装配储能系统的电柜并固定，并将电池管理系统和锂电电池组装配到电柜里面，然后装备燃料气瓶并固定，最后装配燃料反应堆及发电控制器并固定，太阳光伏板铺在改装后的货柜车箱体顶部上表面并固定。
3.如权利要求1所述的一种多功能移动充电车，其特征在于:发电控制器设有交流380V、220V和直流30(T500V输出等多种功能输出端。
4.如权利要求1所述的一种多功能移动充电车，其特征在于:锂电储能系统设有交流380V、220V和直流30(T500V输出等多种功能输出端。
5.如权利要求1所述的一种多功能移动充电车，其特征在于:所述的货柜车是普通货柜车；所述的太阳能光伏板为多晶、单晶或薄膜太阳板；所述燃料气瓶是装有氢气、甲烷或天然气燃料气体的钢瓶；所述的燃料电池堆是采购的上海神力的型号FEMFC燃料电池堆；所述的发电控制器是采购的东莞钜威的型号PWSHES01-XK-22 O控制器；所述的电池管理系统是采购上海妙益的型号DK202V2电池管理系统。
6.如权利要求1所述的一种多功能移动充电车，其特征在于:所述的锂电电池组的型号可以是18650、26650或软包的单体电池，通过串、并联达到设计要求的锂电电池组；设计要求就是，一定的串联单体电池达到电池组设计的电压，一定的并联达到电池组设计的容量。
7.如权利要求1所述的一种多功能移动充电车的充电方法，其特征在于步骤如下:多功能移动充电车在有日照的情况下，太阳能光伏板能够发电，把电能通过发电控制器给锂电电池组充电储存电能，直至锂电储能系统电量充满；一旦有紧急状况或需要该移动充电车提供电能时候，车可以迅速开到需要应急供电的位置，由于燃料电池需要预热启动需要I分钟的时间，事先充满电的锂电储能系统，能够迅速启动，5s以内启动锂电电池组输出直流或交流给应急处提供电能； 由于锂电池电量有限(小于50kWh)，然而燃料电池可以长时供电(5000kWh)，锂电电池组只能短时供电，长时供电必须启动燃料电池发电系统供电；首先启动燃料瓶注入到燃料电池反应堆，燃料电池反应堆开始工作并发电，从燃料注入反应堆到发出电能需要I分半钟时间，燃料电池发出电能通过发电控制器对外输出电能，整套燃料电池系统两分钟以内启动发电给应急处提供电能。
【文档编号】H02J7/00GK104319848SQ201410617837
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月6日 优先权日:2014年11月6日
【发明者】司红磊, 林道勇, 李青海 申请人:江苏峰谷源储能技术研究院有限公司