CN104228596A - 一种光氢能源汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光氢能源汽车，车体的顶棚设有折叠式光伏电池板，折叠式光伏电池板的输出端通过太阳能逆变器与蓄电池相连，太阳能逆变器的输出端还与氢气发生器相连；氢气发生器通过制冷压缩机与液氢储罐相连通；液氢储罐与液氢气化稳压器连接，气化稳压器与氢燃料汽车发动机的电控点火系统连接；发动机的排出口安装有冷却热汽回收器，热汽回收器的出口端与氢气发生器相连；所述气化稳压器还连接有冷气循环器和所述热汽回收器；本发明的优点在于：无污染，零排放，充分利用太阳能、氢能及余冷、热量循环利用，可循环能源，能源利用率高，轻质、高强、抗冲击力强，续驶里程达1000公里以上。

Description

一种光氢能源汽车
技术领域
本发明涉及一种新能源汽车，具体地说是一种以氢为能源载体，利用太阳能光伏发电电解纯净水制氢储能，供发动机驱动的光氢能源汽车，属于新能源汽车领域。
背景技术
目前，新能源汽车多以插电式混合动力和纯电动力汽车为主。然而这些形式的汽车均没能彻底解决能源短缺和污染问题。而且，能源无法循环使用，利用率较低，续驶里程少。
发明内容
为了解决上述问题，本发明设计了一种光氢能源汽车，在传统汽车基础上，将太阳能光伏发电系统、电解纯净水制氢液氢储存系统，以及液氢气化冷量循环利用、发动机排放高温热汽回收冷凝水循环电解利用，和城郊利用太阳能电站发电电解水制氢液氢储存站供氢燃料车加氢相融合，可循环能源，能源利用率高，续驶里程达1000公里以上，底盘和车身采用碳纤维增强铝锌合金复合材料，座椅、中控台、引擎罩等采用碳纤维树脂复合材料，减轻整车总重量。
本发明的技术方案为：
一种光氢能源汽车，包括氢燃料汽车车体，所述车体的顶棚设有光伏电池储存盒，所述光伏电池储存盒内设有折叠式光伏电池板，车顶棚整体以光伏电池板折叠储存盒取代，在阳光充足的停车位时，光伏电池储存盒打开发电，所述折叠式光伏电池板的输出端通过太阳能逆变器与蓄电池相连，通过太阳能逆变器对蓄电池进行充放电，所述太阳能逆变器的输出端还与氢气发生器相连，经逆变器输送电源供氢气发生器制氢使用。
所述氢气发生器通过制冷压缩机与液氢储罐相连通，所述制冷压缩机例如可以是小型斯特林制冷压缩机，氢气发生器电解所得氢气经-253℃深制冷机、压缩机液化后储存在液氢储罐中，所述液氢储罐为多层高真空绝热碳纤维复合材料储罐，能够储存大量（15公斤）的液氢，为车持续提供燃料；
所述液氢储罐与液氢气化稳压器连接，所述气化稳压器与氢燃料汽车发动机的电控点火系统连接，供发动机使用；所述的发动机的排出口与消音器中间安装有冷却热汽回收器，所述热汽回收器的出口端与所述氢气发生器相连，由热汽回收器产生的冷凝纯净水供氢气发生储水箱循环电解；所述气化稳压器还连接有冷气循环器和所述热汽回收器，可将一部分气化稳压器所释放的冷量通过冷气循环器用于夏季空调制冷，另一部分气化稳压器所释放的冷量通过热汽回收器用于发动机热汽冷却回收制取纯净水，得到循环电解水供氢气发生器使用。
进一步地，所述折叠式光伏电池板设有多组，车辆启动前光伏电池板折叠收起储存在盒内，保留车顶一组发电。
进一步地，所述氢气发生器为常规结构，包括电解槽、水箱、集气部分、电器控制及仪表，所述的电器控制及仪表装置安放于车体的操控台，所述的电解槽、水箱与集气部分安装在车体的后排座椅后，并设有通风道充分通风。
进一步地，所述液氢储罐设有超压排泄阀，加装防泄检测仪，防止氢气泄漏。
另外，所述底盘和车身采用碳纤维增强铝锌合金复合材料，座椅、中控台、引擎罩等均采用碳纤维树脂复合材料：cfrp，减轻整车总重量不超过800公斤，以上部件均可以由3d激光打印机制成。其中，碳纤维增强铝锌合金复合材料中碳纤维、铝、锌的重量比为5.6︰4︰0.4。
    这样利用太阳能光伏发电，制氢储能，日常只需补加纯净水，再配合太阳能发电电解水制氢液氢储站加注液氢，补足因车载光伏电池发电量不足造成的制氢储氢不足。
在每座城市建几座合适的太阳能制氢储站，配合本发明光氢汽车自身配置，达到解决能源短缺和污染的问题。
本发明的优点在于：无污染，零排放，日常只补加纯净水，不需任何化石能源，充分利用太阳能、氢能及余冷、热量循环利用，可循环能源，能源利用率高，续驶里程达1000公里以上，整车几乎被碳纤维覆盖轻质高强、吸收冲击力强。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图中：1-折叠式光伏电池板、2-太阳能逆变器、3-蓄电池、4-氢气发生器、5-制冷压缩机、6-液氢储罐、7-液氢气化稳压器、8-发动机、9-热汽回收器、10-冷气循环器、11-超压排泄阀。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1所示，一种光氢能源汽车，包括氢能源汽车车体，所述车体的顶棚设有光伏电池储存盒，所述光伏电池储存盒内设有折叠式光伏电池板1，如空间站式电池板，车顶棚整体以光伏电池板折叠储存盒取代，在阳光充足的停车位时，光伏电池储存盒打开发电，所述折叠式光伏电池板1的输出端通过太阳能逆变器2与蓄电池3相连，通过太阳能逆变器2对蓄电池3进行充放电，所述太阳能逆变器2的输出端还与氢气发生器4相连，经逆变器2输送电源供氢气发生器4制氢使用；
所述折叠式光伏电池板1设有多组，车辆启动前光伏电池板折叠收起储存在盒内，保留车顶一组发电。
所述氢气发生器4为常规结构，包括电解槽、水箱、集气部分、电器控制及仪表，所述的电器控制及仪表装置安放于车体的操控台，所述的电解槽、水箱与集气部分安装在车体的座椅后，并设有通风道充分通风；
所述氢气发生器4通过制冷压缩机5与液氢储罐6相连通，所述制冷压缩机5例如可以是小型斯特林制冷压缩机，氢气发生器4电解所得氢气经-253℃深制冷机、压缩机液化后储存在液氢储罐6中，所述液氢储罐6为多层高真空绝热碳纤维复合材料储罐，能够储存15公斤的液氢，为车持续提供燃料；
所述液氢储罐6与液氢气化稳压器7连接，所述液氢气化稳压器7与氢燃料汽车发动机8的电控点火系统连接，供发动机使用，所述液氢气化稳压器7为常规设备，（如可以采用美国、德国进口的fisher,dungs和荷兰的gorter的产品；河北南宫市汇和气体设备有限公司也可。使用原理见《低温工程》1990年第一期“液氢液氧挤压加注用气化器设计原理和计算”和科技出版社出版的《氢燃料内燃机异常燃烧与优化控制技术》）；所述的发动机8的排出口与消音器中间安装有冷却热汽回收器9，所述热汽回收器9的出口端与所述氢气发生器4相连，由热汽回收器产生的冷凝纯净水供氢气发生储水箱循环电解；所述液氢气化稳压器7还连接有冷气循环器10和所述热汽回收器9，可将一部分气化稳压器所释放的冷量通过冷气循环器10用于夏季空调制冷，另一部分气化稳压器所释放的冷量通过热汽回收器9用于发动机热汽冷却回收制取纯净水，得到循环电解水供氢气发生器使用。所述述热汽回收器9为常规设备，（如山东亿通达蒸汽节能服务有限公司，济南压力容器厂，天津华能能源设备有限公司生产的产品；工作过程为：冷凝水回收器的系统运行时,凝结水从用热设备排出,经疏水器进入凝结水回水器。当高温冷凝水进入闪蒸罐后，在罐内进行汽水分离，冷凝水通过快排装置流入蓄水箱,生产二次气通过引射装置送进凝结水泵出水管道,使闪蒸汽得以密封回收）。所述冷气循环器10为常规设备，（如无锡冠亚恒温制冷技术有限公司、山东宏力空调设备公司的小型循环送风机hl-10g型即可。主要由风机、换热盘管和机壳组成，换热盘管排数可分为两排和三排，换热盘管一般是采用铜管串铝翅片，铜管外径为10～16mm，离心风机）。
所述液氢储罐6设有超压排泄阀11，以及液位仪和温度计，加装防泄检测仪，防止氢气泄漏。
这样利用太阳能光伏发电，制氢储能，日常只需补加纯净水，再配合太阳能发电电解水制氢液氢储站加注液氢，补足因车载光伏电池发电量不足造成的制氢储氢不足。
例如，在城市郊区建一座储量为7000公斤的液氢储站，匹配合适的太阳能光伏电站，电解纯净水制氢储存，供氢燃料汽车加氢使用。光氢汽车自身配备的光伏发电系统、制氢储能系统每天约可供行驶50公里。这样融合太阳能光伏发电系统，电解水制氢储能系统和传统汽车为一体，可以解决能源短缺和污染的问题。以众泰5008型汽车为例：车顶棚以3千瓦折叠式光伏电池取代，所发电经逆变器供氢气发生器电解水制氢，氢气发生器匹配产气流量为10升每分钟，匹配100瓦斯特林微型制冷压缩机，液氢储罐为15公斤液氢储量，每天实验约制液氢0.5千克。实际行驶约60公里。液氢储罐加满可连续行驶1000公里以上。

Claims (5)

1.一种光氢能源汽车，其特征在于：包括氢燃料汽车车体，所述车体的顶棚设有光伏电池储存盒，所述光伏电池储存盒内设有折叠式光伏电池板，所述折叠式光伏电池板的输出端通过太阳能逆变器与蓄电池相连，所述太阳能逆变器的输出端还与氢气发生器相连；
    所述氢气发生器通过制冷压缩机与液氢储罐相连通；
所述液氢储罐与液氢气化稳压器连接，所述气化稳压器与氢燃料汽车发动机的电控点火系统连接；所述发动机的排出口安装有冷却热汽回收器，所述热汽回收器的出口端与所述氢气发生器相连，由热汽回收器产生的冷凝纯净水供氢气发生储水箱循环电解；所述气化稳压器还连接有冷气循环器和所述热汽回收器，一部分气化稳压器所释放的冷量通过冷气循环器用于夏季空调制冷，另一部分气化稳压器所释放的冷量通过热汽回收器用于发动机热汽冷却回收制取纯净水。
2.根据权利要求1所述的一种光氢能源汽车，其特征在于：所述折叠式光伏电池板设有多组。
3.根据权利要求1或2所述的一种光氢能源汽车，其特征在于：所述氢气发生器包括电解槽、水箱、集气部分、电器控制及仪表，所述的电器控制及仪表装置安放于车体的操控台，所述的电解槽、水箱与集气部分安装在车体的后排座椅后，并设有通风道充分通风。
4.根据权利要求1所述的一种光氢能源汽车，其特征在于：所述液氢储罐设有超压排泄阀。
5.根据权利要求1所述的一种光氢能源汽车，其特征在于：所述底盘和车身采用碳纤维增强铝锌合金复合材料，所述车体的座椅、中控台、引擎罩均采用碳纤维树脂复合材料cfrp。
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