一種電池發(fā)電方艙的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種電池發(fā)電方艙。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的發(fā)電方艙或儲(chǔ)能方艙采用柴油發(fā)電機(jī)或蓄電池的方式，柴油發(fā)電機(jī)噪音污 染大，柴油價(jià)格高且不易于長期存放；蓄電池的缺點(diǎn)是儲(chǔ)能密度低，對(duì)電網(wǎng)依賴性強(qiáng)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種電池發(fā)電方艙，該電池發(fā)電系統(tǒng)的 氫氣提純效率高，可達(dá)80% ;相對(duì)燃油發(fā)電機(jī)，可減少廢氣排放量70%。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，一種電池發(fā)電方艙，包括 艙體，所述艙體內(nèi)安裝有順次連接的甲醇原料箱、甲醇制氫組件、氫氣提純組件、氫氣緩沖 缸、燃料電池模塊以及電纜收放組件，所述氫氣提純組件為變壓吸附分離組件。
[0005] 較佳地，所述燃料電池模塊為水冷燃料電池模塊。
[0006] 較佳地，所述艙體內(nèi)安裝有蓄電池。
[0007] 較佳地，所述艙體內(nèi)安裝有控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)分別與甲醇原料箱、甲醇制氫 組件、氫氣提純組件、氫氣緩沖缸、燃料電池模塊以及電纜收放組件的耗電部件及傳感器電 連接。
[0008] 較佳地，所述甲醇原料箱放置在所述艙體的前部。
[0009] 較佳地，所述變壓吸附分離組件上設(shè)有廢氣排出孔，所述廢氣排出孔通過管道與 所述甲醇制氫組件的燃燒爐相連。
[0010] 較佳地，所述甲醇制氫組件選自甲醇水汽重整組件、自熱重整組件或部分氧化重 整組件。
[0011] 較佳地，所述燃料電池模塊上連接有散熱器。
[0012] 較佳地，所述艙體包括三室，分別為燃料室、配電室和設(shè)備倉；所述甲醇原料箱設(shè) 置于所述燃料室內(nèi)，所述控制系統(tǒng)設(shè)置于所述配電室內(nèi)，所述甲醇制氫組件、氫氣提純組 件、氫氣緩沖缸、燃料電池模塊以及電纜收放組件設(shè)置于所述設(shè)備倉內(nèi)。
[0013] 較佳地，所述電纜收放組件由電動(dòng)電纜絞盤、纏繞在電纜絞盤外側(cè)的電纜以及電 纜盤控制系統(tǒng)組成。
[0014] 本實(shí)用新型的有益效果是：
[0015] 1、本實(shí)用新型采用甲醇和水作為原料進(jìn)行發(fā)電，由于甲醇水溶液的化學(xué)穩(wěn)定性 好，方艙可長時(shí)間放置并且不影響系統(tǒng)正常啟動(dòng)及壽命，且方艙發(fā)電的排放只有co2，沒有 C0、硫化物、氮氧化物及V0C排放。
[0016] 2、本實(shí)用新型中氫氣的提純采用變壓吸附分離組件，通過變壓吸附分離技術(shù)提純 氫氣，可提高氫氣的提純效率，提高了氫氣提純的純度，并可控制氫氣提純過程中廢氣的排 量，降低甲醇水燃料中甲醇的重量比在54. 2% -61. 8%，甲醇水燃料中甲醇的含量低于現(xiàn) 有甲醇水燃料，使甲醇水燃料的燃點(diǎn)更高，也更不易揮發(fā)，即安全性更好。
[0017] 3、本實(shí)用新型中燃料電池模塊為水冷燃料電池模塊，由于水冷燃料電池的功率密 度比風(fēng)冷燃料電池更高，所以同一方艙內(nèi)允許更大的輸出功率。
[0018] 4、本實(shí)用新型將甲醇原料箱放置于艙體前部，以防車輛追尾時(shí)產(chǎn)生燃料泄漏事 故。
[0019] 5、本實(shí)用新型中的控制系統(tǒng)，可同時(shí)控制甲醇原料箱、甲醇制氫組件、氫氣提純組 件、氫氣緩沖缸、燃料電池模塊以及電纜收放組件的耗電部件及傳感器電，控制系統(tǒng)支持在 正常狀態(tài)下任意時(shí)間啟動(dòng)，并可以任意調(diào)節(jié)負(fù)載，并支持并網(wǎng)發(fā)電或多臺(tái)類似設(shè)備同時(shí)發(fā) 電，控制系統(tǒng)負(fù)載在負(fù)載允許范圍內(nèi)任意變化，控制系統(tǒng)均可正常工作且不會(huì)帶來超標(biāo)干 擾，并有較高的抗沖擊能力。控制系統(tǒng)具有浪涌及輸出短路保護(hù)功能，并針對(duì)燃料電池電 極形成電隔離，能在特殊情況下更好的保護(hù)設(shè)備。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本實(shí)用新型電池發(fā)電方艙的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下文中將結(jié)合附圖對(duì)本 實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及 實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。
[0022] 如圖1所示，一種電池發(fā)電方艙，包括艙體1，所述艙體內(nèi)安裝有順次連接的 甲醇原料箱2、甲醇制氫組件9、氫氣提純組件5、氫氣緩沖缸6、燃料電池模塊7以及電 纜收放組件；艙體1采用全封閉結(jié)構(gòu)，采用全滿焊框架結(jié)構(gòu)廂體，艙體1的外部尺寸為 6000X1880X2550mm，內(nèi)部具有尺寸為5900X1800X2500mm的容納空間；艙體1外表板材 為1. 5mm冷軋鋼板，中間夾層采用隔熱材料，內(nèi)板為0. 8mm彩鋼板，底板采用防滑花紋鋁板， 自重輕，強(qiáng)度高；艙體1內(nèi)部共分為三室，包括前部的燃料室101，中部的配電室102,后部的 設(shè)備倉103。
[0023] 燃料室101內(nèi)設(shè)有甲醇原料箱2,甲醇原料箱2內(nèi)裝有甲醇的重量百分比為 54.2% -61. 8%的甲醇水混合燃料；其上設(shè)有電子液位計(jì)，用于查看燃料箱內(nèi)甲醇水混合 燃料的含量。燃料室101的一側(cè)設(shè)有燃料艙門8,燃料艙門8的尺寸保證甲醇原料箱2可 整體移出燃料室101進(jìn)行維修作業(yè)；甲醇原料箱2的燃料添加口與燃料艙門8設(shè)置在同一 側(cè)，方便添加燃料。
[0024] 配電室102上方安裝車載升降照明燈；配電室102內(nèi)的一側(cè)設(shè)有控制系統(tǒng)4,控制 系統(tǒng)4分別與電纜收放組件，燃料泵、風(fēng)機(jī)、電磁閥以及甲醇原料箱2、甲醇制氫組件9、氫氣 提純組件5、氫氣緩沖缸6、燃料電池模塊7、電纜收放組件上的傳感器電連接，用于控制甲 醇產(chǎn)氫量、燃料泵、風(fēng)機(jī)及燃料電池發(fā)電的供氫、供氧、輸出電壓、和電纜收放組件。配電室 102在控制系統(tǒng)4的同側(cè)設(shè)有配電柜門，可在車輛外部對(duì)甲醇發(fā)電和電纜收放組件進(jìn)行控 制；配電室102內(nèi)部另一側(cè)放置四組蓄電池3,可為車載設(shè)備提供直流電源；配電室102另 一側(cè)的中部設(shè)有散熱扇，將配電室102內(nèi)產(chǎn)生的熱量排出，配電室102與設(shè)備倉103之間設(shè) 有維修門，方便檢修。
[0025] 設(shè)備倉103內(nèi)安裝有甲醇制氫組件9、氫氣提純組件5、氫氣緩沖缸6、燃料電池 模塊7以及電纜收放組件，設(shè)備倉103的底板采用緩震材料，設(shè)備倉103內(nèi)的各設(shè)備與底 板之間加裝有緩震墊；甲醇制氫組件9選自甲醇水汽重整組件、自熱重整組件或部分氧化 重整組件，甲醇制氫組件9優(yōu)選為甲醇水汽重整組件，通過原料甲醇水混合燃料制氫，將甲 醇和水通過單向水汽重整反應(yīng)（CH30H+H20--3H2+C02)及雙向水氣置換反應(yīng)（C0+H20-- C02+H2)生成富氫，富氫包括H2、C02、C0及未參加反應(yīng)的郵，重整反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；反應(yīng)熱量 通過甲醇水汽重整組件中的燃燒爐燃燒雜質(zhì)提供，燃燒排放物為H20和0)2及極少量C0 ;氫 氣提純組件5為變壓吸附分離組件，所述變壓吸附分離組件上設(shè)有廢氣排出孔，所述廢氣 排出孔通過管道與所述甲醇水汽重整模塊的燃燒爐相連，廢氣排出孔排出的雜質(zhì)C02、C0、 H20及少部分H2在燃燒爐燃燒，為甲醇制氫組件9提供熱量。
[0026] 氫氣緩沖缸6將氫氣提純組件5生成的氫氣存儲(chǔ)，存儲(chǔ)壓力范圍在0. 1-1.OMPa。
[0027] 燃料電池模塊7為水冷燃料電池模塊，水冷燃料電池模塊將純氫與空氣中的氧氣 通過電化學(xué)反應(yīng)發(fā)出直流電，同時(shí)生成水和熱量；燃料電池模塊7上連接有散熱器，將反應(yīng) 生成的熱量排出，燃料電池模塊7連接有儲(chǔ)能裝置，儲(chǔ)能裝置包括鋰電池、鉛酸電池、鎳氫 電池或超級(jí)電容，用于儲(chǔ)存電能。
[0028] 電纜收放組件由電動(dòng)電纜絞盤、纏繞在電纜絞盤外側(cè)的電纜以及電纜盤控制系統(tǒng) 組成，電纜盤控制系統(tǒng)與控制系統(tǒng)4電連接，通過控制系統(tǒng)4控制電動(dòng)電纜絞盤的轉(zhuǎn)速，電 動(dòng)電纜絞盤為電動(dòng)滾筒型式，放置于車輛尾部左下側(cè)工具箱內(nèi)，絞盤架上裝有倒順開關(guān)，控 制絞盤的正反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)電纜收放功能。
[0029] 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)中柴油發(fā)電機(jī)和蓄電池的對(duì)比結(jié)果如表1和表2所示：
[0030] 表1本實(shí)用新型與柴油發(fā)電機(jī)的對(duì)比結(jié)果
[0031]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電池發(fā)電方艙，其特征在于，包括艙體，所述艙體內(nèi)安裝有順次連接的甲醇原料 箱、甲醇制氫組件、氫氣提純組件、氫氣緩沖缸、燃料電池模塊以及電纜收放組件，所述氫氣 提純組件為變壓吸附分離組件。
2. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)電方艙，其特征在于，所述燃料電池模塊為水冷燃料電池模 塊。
3. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)電方艙，其特征在于，所述艙體內(nèi)安裝有蓄電池。
4. 如權(quán)利要求1-3任一所述的發(fā)電方艙，其特征在于，所述艙體內(nèi)安裝有控制系統(tǒng)，所 述控制系統(tǒng)分別與甲醇原料箱、甲醇制氫組件、氫氣提純組件、氫氣緩沖缸、燃料電池模塊 以及電纜收放組件的耗電部件及傳感器電連接。
5. 如權(quán)利要求1-3任一所述的發(fā)電方艙，其特征在于，所述甲醇原料箱放置在所述艙 體的前部。
6. 如權(quán)利要求1-3任一所述的發(fā)電方艙，其特征在于，所述變壓吸附分離組件上設(shè)有 廢氣排出孔，所述廢氣排出孔通過管道與所述甲醇制氫組件的燃燒爐相連。
7. 如權(quán)利要求1-3任一所述的發(fā)電方艙，其特征在于，所述甲醇制氫組件選自甲醇水 汽重整組件、自熱重整組件或部分氧化重整組件。
8. 如權(quán)利要求1-3任一所述的發(fā)電方艙，其特征在于，所述燃料電池模塊上連接有散 熱器。
9. 如權(quán)利要求4所述的發(fā)電方艙，其特征在于，所述艙體包括三室，分別為燃料室、配 電室和設(shè)備倉；所述甲醇原料箱設(shè)置于所述燃料室內(nèi)，所述控制系統(tǒng)設(shè)置于所述配電室內(nèi)， 所述甲醇制氫組件、氫氣提純組件、氫氣緩沖缸、燃料電池模塊以及電纜收放組件設(shè)置于所 述設(shè)備倉內(nèi)。
10. 如權(quán)利要求1-3任一所述的發(fā)電方艙，其特征在于，所述電纜收放組件由電動(dòng)電纜 絞盤、纏繞在電纜絞盤外側(cè)的電纜以及電纜盤控制系統(tǒng)組成。
【專利摘要】一種電池發(fā)電方艙，包括艙體，所述艙體內(nèi)安裝有順次連接的甲醇原料箱、甲醇制氫組件、氫氣提純組件、氫氣緩沖缸、燃料電池模塊以及電纜收放組件，所述氫氣提純組件為變壓吸附分離組件；該電池發(fā)電系統(tǒng)的氫氣提純效率高，可達(dá)80％；相對(duì)燃油發(fā)電機(jī)，可減少廢氣排放量70％。
【IPC分類】H01M8-04, H02J7-00, H01M10-613, H01M2-10
【公開號(hào)】CN204441354
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520112662
【發(fā)明人】歐陽洵, 賴平化, 程亞飛, 陳海濤, 付云鵬, 黃小珂
【申請(qǐng)人】北京上善氫璞科技有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年2月16日