一种功率协调控制型燃料电池充电桩的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种功率协调控制型燃料电池充电粧，特别是一种利用高温固体氧化物燃料电池实现电动汽车充电，属于新能源技术领域。
【背景技术】
[0002]中国汽车产销量都快速发展，工信部发布2014年全年汽车工业经济运行情况。数据显示，2014年我国累计生产汽车2372.29万辆，同比增长7.3%，销售汽车2349.19万辆，同比增长6.9%，产销量保持世界第一。汽车已经成为我们日常生活中不可缺少的重要组成部分，汽车的增加，给我的生存环境带来了严重的污染，其中最主要的是汽车排放的尾气严重污染空气。有效的解决的办法是发展新能源汽车，新能源汽车一方面可解决石油危机问题，另一方面解决汽车排放尾气污染环境问题。
[0003]2014年共300多款新能源汽车新车型上市，生产8.39万辆，同比增长近4倍。其中12月生产2.72万辆，创造了全球新能源汽车单月产量最高纪录。其中，电动汽车是新能源汽车的主力军，然而电动汽车发展中遇到的瓶颈技术就是电池技术。在电池技术没有得到突破时，借助快速充电技术给电动汽车快速充电，但快速充电技术需要大功率，一般需要50KW以上的电能，甚至100KW，如此大的充电功率相当于一栋大型的办公楼的用电。在一般的小区或者普通场所是无法安装快速充电粧的。
[0004]施特劳贝尔在MIT的一次采访中如是说:我想我们能够把时间缩短到5-10分钟。他提到，“目前的超级充电站，能够提供120 KW功率，这在10年前还是不可想象的。常规公共充电站只能提供10 Kff以下的功率”。凭借超级充电技术，特斯拉已经遥遥领先于竞争对手。例如，当今最流行的快速充富电技术基于日本电动车充电协会的标准，能够提供50KW充电功率。即使去年10月才定案、正被通用等主要汽车制造商采用的美国汽车工程师学会全新快速充电标准，最多也只能提供100KW功率。快速充电的难题之一是:快速向电池输电会导致电池过热。为避免损坏电池，外部充电器需要与检测电池状态(包括电压和温度)的电子设备通信，并相应地快速调整充电速度。“为了实现这样的充电方式，一切都必须精心设计，达到完美同步。”施特劳贝尔说。I辆电动汽车在快速充电时需要近100KW的功率，随着电动汽车不断的增长，I万辆电动汽车同时快速充电，对电网的冲击是非常可怕的，100万辆电动汽车同时快速充电，对电网将产生破坏性的影响。这也许是电网没有大规模建设充电粧的一个重要原因。
【发明内容】
[0005]技术问题:本实用新型的目的在于克服上述现有电动汽车充电粧的缺陷，提供了一种功率协调控制型燃料电池充电粧，能够有效解决电动汽车因快速充电对电网产生危害。
[0006]技术方案:采为解决上述技术问题，提供一种功率协调控制型燃料电池充电粧，包括燃料储存装置(I)、燃料供给主管道(2)、支管道电动控制阀(3)、燃料电池堆(4)、控制器(5)、电池堆输出控制开关(6)、信号采集器(7)、充电端口(8)、储能蓄电池(9)、光伏发电子系统(10)。
[0007]燃料储存装置(I)通过管道与燃料供给主管道(2 )的输入连接，燃料电池堆(4 )的输入与燃料供给主管道(2)输出连接，燃料电池堆(4)与燃料供给主管道(2)之间安装支管道电动控制阀(3 )，燃料电池堆(4 )的输出与充电端口( 8 )的输入连接，燃料电池堆(4 )与充电端口(8)之间串联安装电池堆输出控制开关(6)，信号采集器(7)的输入与充电端口(8)连接，信号采集器(7)的输出与控制器(5)的输入连接，控制器(5)的输出分别与支管道电动控制阀(3)、电池堆输出控制开关(6)连接；光伏发电子系统(10)的输出与储能蓄电池
(9)的输入连接，储能蓄电池(9)的输出与燃料电池堆(4)的辅助电加热端口连接，在太阳能可充分利用的场合，光伏发电子系统(10)可作为辅助电能，在太阳能比较少的情况下，仅仅作为燃料电池堆(4)电加热辅助启动装置所需要的电能。
[0008]工作原理:当电动汽车的充电接口与充电端口(8)连接时，电动汽车发出充电请求，此时，信号采集器(7)采集充电端口(8)充电功率信号，并检测有几台电动汽车在充电，计算出总的充电功率，由控制器(5)控制电池堆输出控制开关(6)的工资状态，得到满足充电需求的功率，并控制每个燃料电池堆(4)的出力情况，即每个燃料电池的发电量，并根据此信号，控制支管道电动控制阀(3)的开度，控制每个燃料电池堆(4)的燃料供给量，达到节约能源的目的。燃料储存装置(I)储存一定容量的燃料，防止充电需求较大时，供给不足。光伏发电子系统(10)根据现场情况，设计满足现场要求的容量，设计要求光伏发电子系统
(10)的容量尽可能大，这样很容易将燃料电池与太阳能光伏发电系统相结合，形成多能源供给，如在高速路的服务区，可建立数百KW甚至Mff级别的光伏发电系统，并可与建筑结合。光伏发电子系统(10)的主要目的是用于燃料电池堆(4)的启动电源，燃料电池堆(4)是高温固体氧化物燃料电池，需要一个启动的热能，即将系统加热到工作所需要的温度，一般在800度左右。换言之，在使用本系统之前，需要将燃料电池堆(4)加热至工作温度，然后通入燃料，才可以将燃料高效地转换为电能。这里一般采取电加热的方法来实现燃料电池堆(4)的加热，本实用新型采用太阳能光伏发电子系统(10)得到的电能，来实现燃料电池堆(4)的电加热，目的是使得该系统完全脱离市电。光伏发电子系统(10)得到的电能并不是直接给燃料电池堆(4)加热，而是先存储在储能蓄电池(9)中，这样，可保障系统在任何时候都可以完成系统的启动。其次，光伏发电子系统(10)在太阳能非常丰富，并且现场安装条件非常好，可适当扩大光伏发电子系统(10)的装机容量，让太阳能光伏发电子系统(10)的电能直接给电动汽车充电。控制器(5)进一步控制燃料电池堆(4)输出端，实现精确充电与节能。采用母线设计，适应不同电动汽车充电需求。
[0009]所述燃料储存装置，用于存储系统所需要的燃料，如天然气、甲烷等，由罐装的存储触构成。
[0010]所述燃料供给主管道，由天然气专用管道构成，用于连接料储存装置与各个支管道。
[0011]所述支管道电动控制阀，由电动阀门构成，由控制器控制阀门的开度。
[0012]所述燃料电池堆，由高温固体氧化物燃料电池构成，转换效率高，且对燃料要求很低，可实现多种燃料直接转换为电能。
[0013]所述控制器，由单片机构成，接收信号采集器的信号，控制支管道电动控制阀阀门的开度，同时控制电池堆输出控制开关的状态。
[0014]所述电池堆输出控制开