一种基于甲醇燃料并线发电的移动电力车的制作方法

1.本实用新型涉及移动电力车技术领域，具体为基于甲醇燃料并线发电的移动电力车，可为户外电动汽车提供充电服务。


背景技术：

2.随着技术的不断发展，电动汽车保有量持续增加，逐步取代传统燃油车，以电力驱动的电动汽车驾驶体验号，受到了人们的青睐，动力源为电力，因此在行驶过程中可以做到零排放零污染，另外还具有低噪音、使用经济、易保养和操纵好的优点。
3.但是目前电动汽车普遍存在如下缺点：1、续航里程短，一般国内的纯电动汽车的续航里程多为150公里左右，再加上天气、路况、电池等方面因素，实际的续航能力低于150公里；2、充电时间长，一般正常的充电时间为8小时左右，快速充电也需要1-2个小时，耽误车主的时间，极大影响电动汽车车主的出行体验；3、电动汽车配套设施不完善，目前充电桩数量极少，特别是在偏远地区数量更少，无法满足电动汽车的充电需求。当行驶中的电动汽车电量耗尽，周边又没有充电桩为其提供充电服务时，电动汽车就无法继续行驶，严重耽误了车主的行程安排。
4.目前少有为电动汽车提供充电服务的移动供电车，一旦电动汽车中途没电就需要等待救援车辆进行拖车，将其拖到充电桩位置处。现有的应急抢险供电车虽然可以移动发电，无法为电动汽车充电，且大多采用汽油或者柴油作为燃料进行发电，汽油和柴油发电成本高、污染严重，还会产生一些有害气体，鉴于此，针对上述问题，经过深入研究，遂有本案产生。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种基于甲醇燃料并线发电的移动电力车，以解决上述背景技术中提出的在没有充电桩的地点无法为电动汽车提供充电服务的技术问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于甲醇燃料并线发电的移动电力车，其包括移动供电车、甲醇发电系统和电控柜，所述移动供电车的动力源为动力电池，所述移动供电车包括车头、底盘和后车厢，其中：
7.所述后车厢由底板、前侧板、左右侧板、后厢门和顶板围合而成，所述左右侧板上端分别铰接于所述顶板的两侧边上，且所述后车厢内安装有控制所述左右侧板开度的液压支撑机构，使得所述左右侧板能够打开并处于水平位置，所述底板上铺设有平板，所述甲醇发电系统安装在所述平板上；
8.所述甲醇发电系统包括内燃机发电装置、甲醇重整制氢燃料电池系统、蓄电池和电力变换输出装置，所述内燃机发电装置包括甲醇内燃机和发电机，所述甲醇内燃机与所述发电机轴连接，所述甲醇重整制氢燃料电池系统和所述发电机均与所述蓄电池电路连接，所述电力变换输出装置与所述发电机、所述甲醇重整制氢燃料电池系统和所述蓄电池电路连接，用于将所述发电机、所述甲醇重整制氢燃料电池系统和所述蓄电池的电流电压
转换成外部用电设备可用的电流电压；
9.所述电控柜与所述发电机、所述甲醇重整制氢燃料电池系统、所述蓄电池和所述电力变换输出装置均通信连接。
10.通过采用上述技术方案，电动汽车需要充电服务时，可呼叫移动电力车，移动电力服务车行驶至待充电电动汽车位置处为其供电，后车厢内自带两套并列的发电系统，第一套发电系统为：通过甲醇内燃机驱动发电机进行发电，发电机经过电力变换输出装置转换成外部用电设备可用的电流电压，再向电动汽车充电，发电机提供充电服务后产生的多余电量输入蓄电池内进行存储；第二套发电系统为：通过甲醇重整制氢燃料电池系统进行发电，再通过电力变换输出装置转换成外部用电设备可用的电流电压向外部用电设备供电，甲醇重整制氢燃料电池系统提供充电服务后产生的多余电量输入蓄电池进行存储；可通过电控柜智能选择内燃机发电装置、甲醇重整制氢燃料电池系统、蓄电池的任意一种或多种协同供电。
11.优选的，所述后车厢内设有甲醇容器，所述甲醇容器内容纳有甲醇溶液，且所述甲醇内燃机、所述甲醇重整制氢燃料电池系统均通过管路与所述甲醇容器连接，且所述管路上设置有甲醇燃料油泵，所述甲醇燃料油泵与所述电控柜通信连接。
12.通过采用上述技术方案，采用甲醇作为燃料，便于补给，能够为多辆电动汽车提供充电服务，且甲醇相较于汽油和柴油更经济、环保。
13.优选的，所述电力变换输出装置与所述动力电池电路连接，用于向所述动力电池供电。
14.通过采用上述技术方案，所述甲醇发电系统产生的电力能够为移动供电车自身的动力电池供电，极大的增加了移动供电车的续航里程。
15.优选的，所述移动电力车为电动汽车提供电力，所述移动电力车还包括充电柜和充电枪，所述充电柜安装在所述平板上，所述充电柜与所述电力变换输出装置电路连接，所述充电枪和所述充电柜电路连接。
16.通过采用上述技术方案，配备有专门为电动汽车充电服务的充电柜和充电枪，通过充电枪与电动汽车的充电接口配合为电动汽车充电。
17.优选的，所述充电柜包括有直流充电柜和交流充电柜，且所述直流充电柜和交流充电柜上均配备有所述充电枪。
18.通过采用上述技术方案，可以同时向多个外部用电设备提供直流充电或交流冲电的服务。
19.优选的，所述电力变换输出装置用于将所述发电机、所述甲醇重整制氢燃料电池系统和所述蓄电池的直流电变换成低压直流电、高压直流电、高压交流电中的任意一种或多种。
20.优选的，所述左右侧板和顶板的外表面均设有柔性光伏面板发电系统，所述柔性光伏面板发电系统与所述电力变换输出装置、所述蓄电池均为电路连接。
21.通过采用上述技术方案，通过后车厢外部的柔性光伏面板发电系统进行发电，成为第三套独立的发电系统，产生的电能可对蓄电池池进行充电，甲醇发电系统和光伏面板发电系统进行协同配合，可节约能源，减少内燃机发电装置、甲醇重整制氢燃料电池系统的甲醇燃料的消耗量，还可避免后车厢内温度升高影响设备的使用寿命。
22.优选的，所述后厢门为对开门，所述对开门由两扇对开合页门组成。
23.通过采用上述技术方案，设置可打开的后厢门，便于后车厢内的设备进行检修和维护，以及便于人员登到后车厢内操作电控柜上的显示屏。
24.优选的，所述平板与所述底板通过螺栓组件固定连接，所述底板上通过螺栓组件固定连接有长方体框架结构，所述甲醇内燃机、所述发电机、所述甲醇重整制氢燃料电池系统、所述蓄电池、所述电力变换输出装置和所述电控柜均集成在所述长方体框架结构内。
25.通过采用上述技术方案，长方体框架结构对甲醇发电系统进行安装固定，减少甲醇发电系统工作时的振动，提高甲醇发电系统的使用寿命。
26.与相关技术相比较，本实用新型提供的基于甲醇燃料并线发电的移动电力车具有如下有益效果：
27.1、本实用新型提供有移动电力车，搭载在后车厢内的甲醇发电系统高效发电，借助移动供电车的灵活移动，续航里程长，当电动汽车需要充电服务时，即可行驶中电动汽车旁为其提供充电服务，解决了电动汽车行驶至中途没电而又无充电桩给提供充电服务的问题。
28.2、本实用新型的甲醇发电系统包括内燃机发电装置、甲醇重整制氢燃料电池系统，后车厢外壁上搭设有柔性光伏面板发电系统，因此同时提供三种发电路线，可以单独或多种协同供电，避免了单一发电方式发生故障后无法提供充电服务，三种发电路线同时工作的发电量大，除了能为电动汽车充电外，还可为写字楼、居民生活、建筑工程等提供供电服务。
29.3、本实用新型采用甲醇作为发电燃料，经济实惠，不会面临枯竭的威胁；甲醇的低污染特性是化石燃料所不可比拟的，甲醇在常温下是液态,贮存和运输都很方便。
附图说明
30.图1为本实用新型的移动电力车的左视示意图；
31.图2为本实用新型的移动电力车的后视示意图；
32.图3为本实用新型的甲醇发电系统的框图。
33.附图标记：1、移动供电车；11、车头；12、底盘；13、后车厢；131、底板；132、前侧板；133、左右侧板；134、后厢门；135、顶板；136、液压支撑机构；137、平板；14、动力电池；2、甲醇发电系统；211、甲醇内燃机；212、发电机；22、甲醇重整制氢燃料电池系统；23、蓄电池；24、电力变换输出装置；3、电控柜；4、甲醇容器；5、柔性光伏面板发电系统；6、充电柜；61、直流充电柜；62、交流充电柜；63、充电枪；7、长方体框架结构；8、空调。
具体实施方式
34.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
35.实施例1：请参阅图1和图2所示，本实用新型提供的一种基于甲醇燃料并线发电的移动电力车，包括移动供电车1、甲醇发电系统2和电控柜3，移动供电车1的动力源为动力电
池14，移动供电车1包括车头11、底盘12和后车厢13，车头11内设有空调8，并将空调8的外机设置于车头11的外壁上。
36.其中，后车厢13由底板131、前侧板132、左右侧板133、后厢门134和顶板135围合而成，左右侧板133上端分别铰接于顶板135的两侧边上，且后车厢13内安装有控制左右侧板133开度的液压支撑机构136，通过液压支撑机构136驱动左右侧板133开合，使左右侧板133能够打开并处于水平位置，底板131上铺设有平板137，甲醇发电系统2安装在平板137上，平板137起到固定甲醇发电系统2的作用。
37.请参阅图3所示，甲醇发电系统2包括内燃机发电装置、甲醇重整制氢燃料电池系统22、蓄电池23和电力变换输出装置24，内燃机发电装置包括甲醇内燃机211和发电机212，甲醇内燃机211与发电机212轴连接，甲醇内燃机211采用甲醇为燃料，用于驱动发电机212发电，甲醇重整制氢燃料电池系统22和发电机212均与蓄电池23电路连接，蓄电池23可存储多余的电量，电力变换输出装置24与发电机212、甲醇重整制氢燃料电池系统22和蓄电池23电路连接，用于将发电机212、甲醇重整制氢燃料电池系统22和蓄电池23的电流电压转换成外部用电设备可用的电流电压。
38.移动电力车还包括充电柜6和充电枪63，充电柜6安装在平板137上，充电柜6与电力变换输出装置24电路连接，充电枪63和充电柜6电路连接。
39.电控柜3与发电机212、甲醇重整制氢燃料电池系统22、蓄电池23、电力变换输出装置24和充电柜6均通信连接，根据发电机212、甲醇重整制氢燃料电池系统22和蓄电池23的工作状态以及外部用电设备的用电需求生成供电控制指令，以分别控制发电机212、甲醇重整制氢燃料电池系统22和蓄电池23各自的供电状态。
40.通过充电枪63向电动汽车充电；行驶在路上的电动汽车电量耗尽后，周围又没有充电桩时，可以呼叫移动电力车，移动电力车收到呼叫信号后行驶至待充电电动汽车位置处，根据实际需要，通过电控柜3控制内燃机发电装置、甲醇重整制氢燃料电池系统22、蓄电池23和柔性光伏面板发电系统5中的任意一种或多种协同供电，蓄电池23与空调8电路连接，为空调8供电，通过空调8调节驾驶室内的温度，为驾驶员营造一个舒适的驾驶环境。
41.后车厢13内设有较大容量的甲醇容器4，甲醇容器4设置在甲醇内燃机211、甲醇重整制氢燃料电池系统22的邻侧，甲醇内燃机211、甲醇重整制氢燃料电池系统22均通过管路与甲醇容器4连接，甲醇容器4向甲醇内燃机211、甲醇重整制氢燃料电池系统22持续供给甲醇燃料，管路上设置有甲醇燃料油泵，甲醇燃料油泵与电控柜3通信连接，用于控制甲醇容器4向甲醇内燃机211、甲醇重整制氢燃料电池系统22的输出量。
42.具体地，甲醇重整制氢燃料电池系统22包括依次连接的蒸发器、重整器、氢气净化单元和氢燃料电池电堆，甲醇容器4与蒸发器通过管道连接，重整器内设有使甲醇和水发生反应的催化剂，使得甲醇和水反应生成含有h2、co2和co等富氢重整气，富氢重整气进入氢气净化单元后去除co，剩余纯净的氢气进入氢燃料电池电堆发生电化学反应发电,在本实施例中，甲醇重整制氢燃料电池系统22采用常规的甲醇重整制氢燃料电池。
43.重整器根据其结构的不同，可分为固定床反应器、填充床反应器、膜反应器和微通道反应器，由于微通道反应器具有体积小、安全性高、传热传质效率高、启动快和抗振性能好等优点，更适合移动制氢，本技术的甲醇重整制氢燃料电池系统22的重整器采用微通道反应器，将重整室和氧化室耦合在一起。
44.氢燃料电池电堆分为低温电堆和高温电堆，低温电堆的工作温度低于100℃，典型地使用全氟磺酸膜作为质子渗透膜，由于全氟磺酸膜的特殊特性，设计过程中必须考虑水热管理系统，对氢气的纯度要求高，对co非常敏感。相反，高温电堆反应温度超过100℃，具有化学反应速率快、co耐受性高、水热管理简单等优势，更适合作为发电装置与重整器进行耦合，本技术的氢燃料电池电堆采用高温电堆，高温电堆的阳极入口处是富氢重整气，阳极出口处是低氢重整气，阴极入口处是空气，阴极出口处是低氧空气。
45.进一步，充电柜6包括直流充电柜61和交流充电柜62，且直流充电柜61和交流充电柜62上均配备有充电枪63，可以同时为电动汽车提供直流充电和交流冲电的服务，电力变换输出装置24与动力电池14电路连接，用于向动力电池14供电，电动汽车可以使用自发电，增大移动电力车的续航里程。
46.电力变换输出装置24为逆变器，电力变换输出装置24用于将发电机212、甲醇重整制氢燃料电池系统22和蓄电池23的直流电变换成低压直流电、高压直流电、高压交流电中的任意一种或多种。
47.左右侧板133和顶板135的外表面均设有柔性光伏面板发电系统5，柔性光伏面板发电系统5与电力变换输出装置24、蓄电池23均为电路连接。
48.进一步优化上述实施例，柔性光伏面板发电系统5包括柔性光伏面板、光伏锂电池和光伏逆变器，柔性光伏面板将太阳能转化为电能，并通过光伏逆变器与电力变换输出装置24电路连接，向外部的负载供电，该柔性光伏面板发电系统5采用市场上常规的柔性光伏面板发电系统5，利用柔性光伏面板发电系统5与内燃机发电装置、甲醇重整制氢燃料电池系统22进行协同发电，可节约能源，减少内燃机发电装置、甲醇重整制氢燃料电池系统22的甲醇燃料的消耗量，还可避免后车厢13内温度升高影响设备的使用寿命。
49.还有，后厢门134为对开门，对开门由两扇对开合页门组成。
50.除此之外，在其他的实施方式中，可将后厢门134设计为上翻式厢门，后车厢13内安装有控制后厢门134开度的液压支撑机构136，具体采用何种形式的后厢门134可以根据实际需要进行具体设置。
51.平板137与底板131通过螺栓组件固定连接，底板131上通过螺栓组件固定连接有长方体框架结构7，甲醇内燃机211、发电机212、甲醇重整制氢燃料电池系统22、蓄电池23、电力变换输出装置24和电控柜3均集成在长方体框架结构7内，长方体框架结构7底部铺设橡胶减震垫(图中未示出)，长方体框架结构7对甲醇发电系统2进行安装，减少甲醇发电系统2工作时的振动，提高甲醇发电系统2的使用寿命。
52.还有，液压支撑机构136采用液压撑杆，在后车厢13的前侧板132、左右侧板133、后厢门134之间均设置有纵梁(图中未示出)，液压支撑机构136可以固定纵梁上，也可以固定在顶板135的下表面。
53.移动供电车1和电动汽车内均设置有通信装置(图中未示出)，移动供电车1和电动汽车之间通过通信装置实现信号传输。
54.内燃机发电装置、甲醇重整制氢燃料电池系统22和柔性光伏面板发电系统5三种发电方式，可以单独或多种协同供电，避免了单一发电方式发生故障后无法提供充电服务，三种发电路线同时工作的发电量大，除了能为电动汽车充电外，还可为写字楼、居民生活、建筑工程等提供供电服务。
55.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
56.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。