一種基于天然氣的一體化充氣站與充電站裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于天然氣的一體化充氣站與充電站裝置，利用現(xiàn)有的天然氣加氣站改裝，得到一體化充氣站與充電站，屬于新能源技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]CNG(壓縮天然氣)汽車和加氣站技術(shù)日趨成熟，國產(chǎn)化進(jìn)程加快。先進(jìn)的電子技術(shù)和機(jī)械制造技術(shù)使CNG汽車安全性和控制性的得到保證，續(xù)駛里程由初始的50Km-70Km提高至lj300Km-400Km，天然氣汽車瓶重減輕，加氣站的體積減少，加氣速度可實(shí)現(xiàn)與加注汽油一樣，快速充氣僅需2-5分鐘，國內(nèi)多年推廣應(yīng)用CNG技術(shù)。CNG市場競爭格局已見端倪。當(dāng)前，包括中國石油、中國石化、地方燃?xì)夤?、公交公司、民營合資企業(yè)在內(nèi)的很多商家都在紛紛投資建設(shè)CNG加氣站。另一方面，燃料電池的關(guān)鍵技術(shù)基本已經(jīng)被突破，產(chǎn)業(yè)化技術(shù)較為成熟。燃料電池轉(zhuǎn)換效率高，在未來可能成為發(fā)電行業(yè)的主力軍。目前高溫燃料電池可以直接將天然氣直接轉(zhuǎn)換為電能。近幾年，電動汽車產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，但是電動汽車充電難，幾乎是每個車主所面臨的最難的問題。這也是制約電動汽車發(fā)展的重要因素。充電站與充電粧的建設(shè)受到政策、技術(shù)等多因素影響。其中，充電設(shè)備的高功率是制約發(fā)展的一個重要因素。將加氣站加裝燃料電池并實(shí)現(xiàn)電動汽車充電功能，有利于電動汽車和燃料電池行業(yè)的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:針對上述現(xiàn)有存在的問題和不足，本發(fā)明一種基于天然氣的一體化充氣站與充電站裝置的目的是解決電動汽車充電難問題。
[0004]技術(shù)方案:一種基于天然氣的一體化充氣站與充電站裝置，包括一種基于天然氣的一體化充氣站與充電站裝置，包括LNG儲罐(I)、柱塞栗(2 )、高壓汽化器(3 )、順序控制盤
(4)、CNG高壓氣瓶組(5)、CNG加氣機(jī)(6)、汽車載氣瓶(7)、減壓器(8)、燃料電池組(9)、充電機(jī)(10)、蓄電池組(11)、DC/DC變換器(12)、光伏陣列(13)、防火墻隔離裝置(14)、隔離配電房(15);
所述LNG儲罐(I)存儲的天然氣為低溫低壓液態(tài)，LNG儲罐(I)的輸出與柱塞栗(2)的輸入連接，柱塞栗(2)做往復(fù)運(yùn)動，柱塞栗(2)的輸出天然氣為低溫高壓氣態(tài)，柱塞栗(2)的輸出與高壓汽化器(3)的輸入連接，高壓汽化器(3)的輸出常溫高壓氣態(tài)的天然氣，高壓汽化器(3 )的輸出與順序控制盤(4 )的輸入連接，順序控制盤(4 )的輸出與CNG高壓氣瓶組(5 )的輸入連接，CNG高壓氣瓶組(5)的分兩路輸出:CNG高壓氣瓶組(5)輸出一與CNG加氣機(jī)(6)的輸入連接，CNG加氣機(jī)(6)的輸出與汽車載氣瓶(7)連接;CNG高壓氣瓶組(5)輸出二與減壓器(8 )的輸入連接，減壓器(8 )的輸出與燃料電池組(9 )的進(jìn)氣端口連接，燃料電池組(9 )的輔助加熱電源端口與蓄電池組(11)的輸出一連接，蓄電池組(11)的輸出二與充電機(jī)(10)輸入連接，燃料電池組(9 )的輸出與充電機(jī)(1 )輸入連接，蓄電池組(11)的輸入與DC/DC變換器(12 )的輸出連接，DC/DC變換器(12 )的輸入與光伏陣列(13 )的輸出連接。
[0005]一種基于天然氣的一體化充氣站與充電站裝置，其特征在于燃料電池組(9)是由固體氧化物燃料電池構(gòu)成，工作溫度為700度，啟動方式為電加熱。
[0006]一種基于天然氣的一體化充氣站與充電站裝置，其特征在于燃料電池組(9)安裝在隔離配電房(15)中，充電機(jī)(10)與CNG加氣機(jī)(6)中間有防火墻隔離裝置(14)，光伏陣列(13)安裝在辦公室屋頂和一體化充氣站與充電站裝置的頂棚。
[0007]—種基于天然氣的一體化充氣站與充電站裝置，其特征在于光伏陣列(13)的輸出與DC/DC變換器(12 )的輸入連接，DC/DC變換器(12 )的輸出與蓄電池組(11)的輸入連接，蓄電池組(11)優(yōu)先給燃料電池組(9)的輔助加熱電源端口供電，其次給充電機(jī)(10)供電。
[0008]
所述LNG儲罐(I)由高壓瓶構(gòu)成，外層有保溫層，用于儲存低溫低壓的液態(tài)天然氣。
[0009]所述柱塞栗(2)借助工作腔里的容積周期性變化來達(dá)到輸送液體的目的；原動機(jī)的機(jī)械能經(jīng)栗直接轉(zhuǎn)化為輸送液體的壓力能，將低溫低壓的液態(tài)天然氣轉(zhuǎn)換為低溫高壓的液態(tài)天然氣。
[0010]所述高壓汽化器(3)吸熱后，將低溫高壓的液態(tài)天然氣轉(zhuǎn)換為常溫高壓的氣態(tài)天然氣CNG。
[0011]所述順序控制盤(4)用于將常溫高壓的氣態(tài)天然氣CNG合理地分配到CNG高壓氣瓶組(5)中。
[0012]所述CNG高壓氣瓶組(5)由多個高壓氣瓶構(gòu)成的氣瓶組，用于緩沖、穩(wěn)壓常溫高壓的氣態(tài)天然氣CNG。
[0013]所述CNG加氣機(jī)(6)由傳統(tǒng)的加氣站構(gòu)成，將常溫高壓的氣態(tài)天然氣CNG加入汽車載氣瓶(7)中。
[0014]所述汽車載氣瓶(7)由車載高壓氣瓶構(gòu)成，用于儲存常溫高壓的氣態(tài)天然氣CNG，作為汽車的燃料。
[0015]所述減壓器(8)用于將常溫高壓的氣態(tài)天然氣CNG減壓為常溫常壓的氣態(tài)天然氣CNG，燃料電池組(9 )需要的燃料為常溫常壓的氣體燃料。
[0016]所述燃料電池組(9)由高溫固體氧化物燃料電池構(gòu)成，可直接將天然氣轉(zhuǎn)換為電能。燃料電池的啟動采用電加熱輔助啟動，電加熱的電能來自蓄電池組(11)，蓄電池組(11)的電能來自光伏陣列(13)。
[0017]所述充電機(jī)(10)由現(xiàn)有的直流充電機(jī)構(gòu)成，將直流電能給電動汽車的動力電池充電。
[0018]所述蓄電池組(11)由鉛酸電池構(gòu)成，用于儲存光伏陣列(13)的直流電能。
[0019]所述DC/DC變換器(12)將光伏陣列(13)產(chǎn)生的直流電能轉(zhuǎn)換為滿足光伏陣列(13)充電需求的直流電能，另一方面，在光伏陣列(13)產(chǎn)生的電能出現(xiàn)剩余的情況下，將光伏陣列(13)產(chǎn)生的直流電能轉(zhuǎn)換為滿足充電機(jī)(10)所需要的直流電能。
[0020]所述光伏陣列(13)由多晶娃光伏電池構(gòu)成，安裝在加氣站/充電站的頂棚。
[0021]所述防火墻隔離裝置(14)用于隔離CNG加氣機(jī)(6)與充電機(jī)(10)，防止電磁產(chǎn)生電弧引起天然氣燃燒。
[0022]所述隔離配電房(15)用于安裝燃料電池組(9)、充電機(jī)(10)、蓄電池組(11)、DC/DC變換器(12)，并進(jìn)行防火、電磁隔離。
[0023]工作原理:LNG儲罐(I)存儲的低溫低壓的液態(tài)天然氣，送入柱塞栗(2)中，柱塞栗
(2)做往復(fù)運(yùn)動加壓后，低溫低壓的液態(tài)天然氣被轉(zhuǎn)換為低溫高壓的液態(tài)天然氣，低溫高壓的液態(tài)天然氣送入高壓汽化器(3)中吸熱，低溫高壓的液態(tài)天然氣被轉(zhuǎn)換為常溫高壓的氣態(tài)天然氣CNG，常溫高壓的氣態(tài)天然氣CNG經(jīng)過順序控制盤(4)，將常溫高壓的氣態(tài)天然氣CNG送至CNG高壓氣瓶組(5)，常溫高壓的氣態(tài)天然氣CNG被儲存于CNG高壓氣瓶組(5)，起到常溫高壓的氣態(tài)天然氣CNG緩沖、穩(wěn)壓作用。CNG高壓氣瓶組(5)中存儲的常溫高壓的氣態(tài)天然氣CNG送至CNG加氣機(jī)(6)，CNG加氣機(jī)(6)將常溫高壓的氣態(tài)天然氣CNG加入汽車載氣瓶
(7)中。
[0024]CNG高壓氣瓶組(5)另一路氣體被送至減壓器(8)中，常溫高壓的氣態(tài)天然氣CNG被減壓后得到常溫常壓的氣態(tài)天然氣CNG，常溫常壓的氣態(tài)天然氣CNG被送至燃料電池組(9)中，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，給充電機(jī)(10)供電。燃料電池組(9)由高溫固體氧化物燃料電池構(gòu)成，可直接將