專利名稱：一種替代石油能源的新能源汽車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種完全可以脫離石油依賴的汽車，具體是指搭載了吸收和釋放汽車制動(dòng)時(shí)的動(dòng)能和下坡時(shí)的重力勢(shì)能裝置和生物電化學(xué)制氫裝置的汽車。
背景技術(shù)：
由于石油、天然氣等不可再生礦物能源的日趨枯竭，氫作為一種無污染的清潔能源早已進(jìn)入了人們的視線。目前氫能在汽車上的應(yīng)用主要為兩種，一種是直接將氫氣作為燃料，輸送到燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，利用氫氧混合燃燒產(chǎn)生動(dòng)力。目前采用的是車載35-70Mpa 的高壓存儲(chǔ)罐進(jìn)行存儲(chǔ)液態(tài)氫，一旦車輛發(fā)生碰撞等不可避免的交通事故時(shí)，存在很大的安全隱患，一旦泄露與空氣中的氧氣混合達(dá)到一個(gè)臨界極限就會(huì)立刻爆炸，后果不堪設(shè)想， 因此異地制氫、車載儲(chǔ)存的方法不可取。另一種是不經(jīng)過燃燒而是直接把氫氣氧化的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的氫氧燃料電池， 與傳統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)相比，由于在能量轉(zhuǎn)換過程中不受卡諾循環(huán)的限制，因此其能量轉(zhuǎn)換效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，因而成為包括汽車在內(nèi)的移動(dòng)工具動(dòng)力電源的首選。并且燃料電池早在1839年就已面世，目前技術(shù)上又有了迅猛發(fā)展，各種理念的混合動(dòng)力汽車基本上都指的是這種附加有氫燃料電池的汽車。然而作為燃料電池的燃料——氧的提供方式不僅仍然存在著諸如前述第一種方式存在的問題，而且目前這種混合動(dòng)力汽車尚不能完全脫離對(duì)石化原料的依賴。作為前述兩種應(yīng)用中的氫，其制備卻不易。多年來之所以走不出一種可以替代石油的新能源來，主要是在一個(gè)怪圈中徘徊。那就是能量守恒定律。我們都知道氫氣燃燒產(chǎn)生能量，知道水是取之不盡用之不竭的，如果可以把水分解成氫氧。那無污染潔凈的新能源我們就可以隨手可得了。但是傳統(tǒng)的電解水制氫工藝消耗一份的電能只能得到一半多一點(diǎn)的氫能，因此傳統(tǒng)的技術(shù)作為電解水制造氫氣的想法用在新能源上是不現(xiàn)實(shí)的因?yàn)閭鹘y(tǒng)制氫工藝消耗的能量比得到的能量還要多，這是一種得不償失的做功，因此實(shí)際中無法得到應(yīng)用。多年來大家都在想是不是有一種像催化劑一樣的東西，我們用很少的能量就能打開水的氫氧鍵。今天有了 那就是細(xì)菌-生物-電能。即生物電化學(xué)制氫技術(shù)，此技術(shù)現(xiàn)已成熟，用很少很少的電量就能打開水的氫氧鍵，制氫產(chǎn)率成倍提高，每單位電能能生產(chǎn)2. 88 倍氫能。在汽車正常行駛過程中，一般下坡重力勢(shì)能加剎車慣性動(dòng)能的和要大于50%汽車的運(yùn)動(dòng)動(dòng)能。因此理論上氫能=50% X2. 88 >汽車運(yùn)行所需要的能量。這樣利用汽車下坡勢(shì)能加慣性動(dòng)能通過伺服電機(jī)轉(zhuǎn)化成電能供給車載的生物電化學(xué)制氫裝置，生物電化學(xué)制氫裝置產(chǎn)生的氫氣經(jīng)過儲(chǔ)存、加壓等處理后供給燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力驅(qū)使汽車行走完全是可能的。而且由于由于生物電化學(xué)制氫需要的電壓只有大于0. 2v這一點(diǎn)， 甚至使用海水和淡水電位差都可以制取氫氣，因此耗電很少。收集的大部分電能用于制氫， 用于能量的倍增，為發(fā)動(dòng)機(jī)或氫能電池提供燃料，為汽車提供動(dòng)力。多余電能儲(chǔ)存于超級(jí)電容，在上坡時(shí)或遇到特大阻力時(shí)有伺服電機(jī)提供正常行走所需要的補(bǔ)充動(dòng)力。有下坡重力勢(shì)能加剎車慣性動(dòng)能勢(shì)能轉(zhuǎn)化的電能和生物倍增制造氫能兩種能量的疊加，一種完全可以脫離石油依賴的新的汽車就此誕生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是在于提供這樣一種替代石油能源的新能源汽車，可以把汽車剎車和下坡時(shí)候的動(dòng)能和勢(shì)能轉(zhuǎn)化成電能并儲(chǔ)存起來，為正常行駛時(shí)提供動(dòng)力并利用儲(chǔ)存的電能進(jìn)行生物制氫，最后利用氫氧混合燃燒產(chǎn)生動(dòng)力或者將氫的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，再將電能轉(zhuǎn)換成動(dòng)力，從而實(shí)現(xiàn)一種脫離石油依賴的新型汽車。為實(shí)現(xiàn)前述目的，本發(fā)明給出如下技術(shù)方案一種替代石油能源的新能源汽車，其至少包括安裝于汽車輪軸上的可實(shí)現(xiàn)發(fā)電電動(dòng)互逆的伺服電機(jī)、通過控制器與伺服電機(jī)相連的超級(jí)電容和生物電化學(xué)制氫裝置，所述的控制器在剎車或下坡時(shí)可控制伺服電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)并向超級(jí)電容充電、在啟動(dòng)或行駛時(shí)可控制伺服電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)并由超級(jí)電容向其放電；所述的超級(jí)電容的容量在 0. 1F-200000F 范圍內(nèi)。這種汽車，可以是氫燃料汽車，即它還包括經(jīng)由生物電化學(xué)制氫裝置制取的氫氣進(jìn)行燃燒的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。還可以是帶有燃料電池的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車，即它還包括可通過經(jīng)由生物電化學(xué)制氫裝置制取的氫氣進(jìn)行發(fā)電的燃料電池和由所述燃料電池所產(chǎn)生的電進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的馬達(dá)。為了保證汽車在駐車期間還能有為生物電化學(xué)制氫裝置提供初始電能，該汽車還包括普通電瓶、太陽能電池板、風(fēng)能發(fā)電機(jī)或其他新能源裝置。由于路況的千變?nèi)f化，所需的動(dòng)力也不同，因此需要的氫氣量也不同，生物電化學(xué)制氫裝置可通過改變施加給其的電壓來調(diào)節(jié)氫氣的生成量。還可通過改變有機(jī)物和/或水的供給量來調(diào)節(jié)氫氣的生成量。由于路況的千差萬別，例如存在長距離的陡坡，汽車長時(shí)間處于剎車制動(dòng)狀態(tài)或怠速滑狀態(tài)，伺服電機(jī)產(chǎn)生的電能很大，為了儲(chǔ)存這部分電能，需要容量足夠大的電容；又為了適配不同型號(hào)和配置的汽車，所述的超級(jí)電容的容量在0. 1F-200000F范圍內(nèi)?？紤]到能充分利用現(xiàn)有技術(shù)，降低制作成本，所述的超級(jí)電容包括若干個(gè)通過串聯(lián)或并聯(lián)的電容片組，所述的電容片組包括若干個(gè)正負(fù)電極依次相連的市售的單體電容。 將市售的電容單體集成為超級(jí)電容，達(dá)到上述電容容量。具體地說是設(shè)計(jì)了表面均開有通孔的上板和下板，電容單體的上下兩端分別固定于上板和下板的通孔中，并且單體電容下端的管腳正負(fù)依次相連，從而構(gòu)成一個(gè)電容片組；再將若干個(gè)電容片組彼此串聯(lián)或并聯(lián)從而構(gòu)成的容量可調(diào)的集成化的超級(jí)電容。更具體地，上述電容下端的管腳可以經(jīng)由下板底部的線路板而正負(fù)依次相連，或者上述電容管腳的連接也可采用銅排、鋁排、或?qū)Ь€連接。為盡可能的容納更多的電容，可將上板和下板的通孔設(shè)置成蜂窩狀。在上板或下板的四邊和中心可以設(shè)置與電容單體高度相對(duì)應(yīng)的帶有螺栓孔的塑膠減震定位墊塊，并用螺栓將上板和下板通過墊塊鎖緊而將電容單體夾緊在上下板之間， 而使電容在使用時(shí)更加穩(wěn)固，克服了在惡劣環(huán)境下使用時(shí)造成接觸不良的情況。為了便于搬運(yùn)、安裝并起到保護(hù)效果，可在電容裝置外面設(shè)置殼體。
上述電容單體是容量在法拉級(jí)別的任意一款市售電容。本發(fā)明利用超級(jí)電容完成能量吸收、儲(chǔ)存和釋放功能，不僅可使汽車在剎車或下坡時(shí)的動(dòng)能、勢(shì)能得以再次利用，而且還可為生物電化學(xué)制氫系統(tǒng)提供必要的電能，避免通過電瓶提供電能而對(duì)電瓶造成負(fù)擔(dān)。通過超級(jí)電容技術(shù)和專用控制器的結(jié)合運(yùn)用，達(dá)到汽車整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能、環(huán)保、提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。通過將市售的單體電容串并聯(lián)以后集成為超級(jí)電容，容量可任意調(diào)整，方便快捷，無需單獨(dú)定制。是慣性動(dòng)能與重力勢(shì)能采集同生物電制取氫氣技術(shù)的綜合應(yīng)用。利用制取的氫氣直接作為燃料來驅(qū)動(dòng)汽車運(yùn)行或者提供給氫氧電池燃料作為能源轉(zhuǎn)換的原料。是汽車新能源領(lǐng)域取代石油的一種最佳方法和技術(shù)手段。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施例方式參照附圖，以在以燃?xì)浒l(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源的汽車上的應(yīng)用來進(jìn)一步闡述和理解本發(fā)明的技術(shù)方案汽車為燃?xì)浒l(fā)動(dòng)機(jī)汽車，汽車輪軸上安裝有伺服電機(jī)，通過控制器與伺服電機(jī)相連的容量為0. 1F-200000F的超級(jí)電容，超級(jí)電容和與超級(jí)電容相連的生物電化學(xué)制氫系統(tǒng)，控制器在剎車或下坡時(shí)可控制伺服電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)并向超級(jí)電容充電、在啟動(dòng)或行駛時(shí)可控制伺服電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)并由超級(jí)電容向其放電。超級(jí)電容是這樣的表面開有800個(gè)蜂窩狀通孔的上板和下板，800個(gè)電容單體的上下兩端分別固定于上板和下板的蜂窩狀通孔中，并且200單體電容下端的管腳正負(fù)依次采用銅排相連，從而構(gòu)成4個(gè)電容片組；再將2個(gè)電容片組彼此串聯(lián)后再并聯(lián)從而構(gòu)成的容量為IF的超級(jí)電容。在上板或下板的四邊和中心可以設(shè)置與電容單體高度相對(duì)應(yīng)的帶有螺栓通孔的塑膠減震定位墊塊(也可使用中性玻璃膠或其他中性有減震定位特性的材料填充，還可以以專用硅橡膠減震定位板代替定位墊塊)，并用螺栓將上板和下板通過該墊塊鎖緊而將電容單體夾緊在上下板之間，而使電容在使用時(shí)更加穩(wěn)固，克服了在路況惡劣環(huán)境下使用時(shí)造成接觸不良的情況，外面設(shè)置殼體以作保護(hù)。至此，當(dāng)控制器監(jiān)測到汽車處于剎車或下坡時(shí)，伺服電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)并向超級(jí)電容充電；當(dāng)控制器監(jiān)測到汽車處于啟動(dòng)或行駛時(shí)，控制伺服電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)并由超級(jí)電容向其放電。并由超級(jí)電容為生物電化學(xué)制氫系統(tǒng)提供必要的電能，避免通過電瓶提供電能而對(duì)電瓶造成負(fù)擔(dān)。本發(fā)明主要受三種現(xiàn)象的啟發(fā)1、重力勢(shì)能。雖然它不像一般物質(zhì)那樣顯然易見， 但他實(shí)實(shí)在在的存在，本發(fā)明正是把它利用起來轉(zhuǎn)化成動(dòng)能。2、多米諾效應(yīng)。在一個(gè)相互聯(lián)系的系統(tǒng)中，一個(gè)很小的初始能量就可能產(chǎn)生一連串的連鎖反應(yīng)，人們就把它們稱為“多米諾骨牌效應(yīng)”或“多米諾效應(yīng)”。本發(fā)明就是給該汽車動(dòng)力系統(tǒng)提供一個(gè)很小的初始能量， 讓能量在這個(gè)系統(tǒng)里發(fā)生連鎖反應(yīng)。3、生物電制氫能量倍增現(xiàn)象。這種反應(yīng)需要的原料是水、生物菌和電能。它打破多年來一直束縛我們的能量守恒定律。使我們?cè)谑占环莸碾娔芸梢赞D(zhuǎn)化為2. 88份的氫能。在這個(gè)連鎖反應(yīng)中我們提供的初始能量可以是傳統(tǒng)的石油能源和電能，也可以是太陽能，風(fēng)能，及其他新能源。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本本發(fā)明思路的前提下，還可以做出簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種替代石油能源的新能源汽車，其特征在于其至少包括安裝于汽車輪軸上的可實(shí)現(xiàn)發(fā)電電動(dòng)互逆的伺服電機(jī)、通過控制器與伺服電機(jī)相連的超級(jí)電容和生物電化學(xué)制氫裝置，所述的控制器在剎車或下坡時(shí)可控制伺服電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)并向超級(jí)電容充電、在啟動(dòng)或行駛時(shí)可控制伺服電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)并由超級(jí)電容向其放電；所述的超級(jí)電容的容量在 0. 1F-200000F 范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種替代石油能源的新能源汽車，其特征在于它還包括經(jīng)由生物電化學(xué)制氫裝置制取的氫氣進(jìn)行燃燒的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種替代石油能源的新能源汽車，其特征在于它還包括可通過經(jīng)由生物電化學(xué)制氫裝置制取的氫氣進(jìn)行發(fā)電的燃料電池和由所述燃料電池所產(chǎn)生的電進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的馬達(dá)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種替代石油能源的新能源汽車，其特征在于它還包括為生物電化學(xué)制氫裝置提供初始電能的普通電瓶、太陽能電池板、風(fēng)能發(fā)電機(jī)或其他新能源裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的一種替代石油能源的新能源汽車，其特征在于所述的生物電化學(xué)制氫裝置可通過改變施加給其的電壓來調(diào)節(jié)氫氣的生成量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的一種替代石油能源的新能源汽車，其特征在于所述的生物電化學(xué)制氫裝置可通過改變有機(jī)物和/或水的供給量來調(diào)節(jié)氫氣的生成量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的一種替代石油能源的新能源汽車，其特征在于所述的超級(jí)電容包括若干個(gè)通過串聯(lián)或并聯(lián)的電容片組，所述的電容片組包括若干個(gè)正負(fù)電極依次相連的市售的單體電容。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種替代石油能源的新能源汽車，具體是指搭載了吸收和釋放汽車制動(dòng)時(shí)的動(dòng)能和下坡時(shí)的重力勢(shì)能裝置和生物電化學(xué)制氫裝置的汽車。其至少包括安裝于汽車輪軸上的可實(shí)現(xiàn)發(fā)電電動(dòng)互逆的伺服電機(jī)、通過控制器與伺服電機(jī)相連的超級(jí)電容和生物電化學(xué)制氫裝置，所述的控制器在剎車或下坡時(shí)可控制伺服電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)并向超級(jí)電容充電、在啟動(dòng)或行駛時(shí)可控制伺服電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)并由超級(jí)電容向其放電；所述的超級(jí)電容的容量在0.1F-200000F范圍內(nèi)。本發(fā)明是慣性動(dòng)能與重力勢(shì)能采集同生物電制取氫氣技術(shù)的綜合應(yīng)用，是汽車領(lǐng)域取代石油的一種最佳方法和技術(shù)手段。
文檔編號(hào)F02M21/02GK102555817SQ20121002172
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者原國平, 原澎濤, 原澎越 申請(qǐng)人:原國平