CN107139943A - 有轨电车交通系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种有轨电车交通系统，包括：线路轨道和加氢站，所述加氢站为处于所述线路轨道的加氢位置的有轨电车加氢，所述加氢站内设有制氢设备、储氢设备和压缩设备；其中，所述制氢设备和所述压缩设备通过第一管道连接；所述压缩设备和所述储氢设备通过第二管道连接；所述制氢设备用于制备氢气，并将所述制备的氢气通过第一管道输出至所述压缩设备，所述压缩设备用于对所述氢气进行压缩处理，并通过所述第二管道输出至所述储氢设备，所述储氢设备用于存储所述氢气。本发明实现了固定位置的加氢，可为有轨电车提供稳定的供氢，保障了供氢的及时性。

Description

有轨电车交通系统

技术领域

本发明涉及轨交领域，尤其涉及一种有轨电车交通系统。

背景技术

近年来，环境污染、石油资源匮竭及全球气候变暖的情况均日益严重，这迫使人们在新能源动力领域寻求技术突破。其中，使用燃料电池已经成为了交通领域发展的趋势之一，燃料电池可以将燃料具有的化学能直接变为电能的发电装置，其可以实现节能、环保、安全、可靠的目标。燃料电池可以采用氢燃料电池，在此基础上，如何储氢并为车辆供氢，就成为了领域内较为重要的一大问题。

在汽车行业，现有的相关技术中，可以建设道路交通用车辆的加氢站，车辆需要加氢时，可以自由行驶至加氢站进行加氢；然而，随着有轨电车的普及，由于有轨电车行驶于轨道，其行程路线固定，无法行驶至加氢站进行加氢。为了解决这一问题，在相关技术中，还引入了移动式加氢站的技术方案，其可以将加氢站移动至需要加氢的有轨电车位置，进而实现加氢。

然而，采用移动式加氢站的方式不能保障加氢的及时性。

发明内容

本发明提供了一种有轨电车交通系统，以解决加氢站的移动无法保障加氢及时性的技术问题。

根据本公开的一个方面，提供了一种有轨电车交通系统，包括线路轨道和加氢站，所述加氢站为处于所述线路轨道的加氢位置的有轨电车加氢，所述加氢站内设有制氢设备、储氢设备和压缩设备；

其中，所述制氢设备和所述压缩设备通过第一管道连接；所述压缩设备和所述储氢设备通过第二管道连接；

所述制氢设备用于制备氢气，并将所述制备的氢气通过第一管道输出至所述压缩设备，所述压缩设备用于对所述氢气进行压缩处理，并通过所述第二管道输出至所述储氢设备，所述储氢设备用于存储所述氢气。

可选的，所述加氢站的数量和分布位置与所述线路轨道的长度和/或线路形式相匹配。

可选的，所述线路轨道包括主环道和至少两个延伸道，所述延伸道的两端均连接于所述主环道，所述加氢位置处于所述延伸道中。

可选的，至少两个所述延伸道均匀分布于所述主环道外侧，所述加氢站设于所述延伸道的外侧。

可选的，所述线路轨道包括第一单向道、第二单向道、第一岔道，以及第二岔道；所述第一单向道的首端与第二单向道的末端共接于所述第一岔道，所述第二单向道的首端与第一单向道的末端共接于所述第二岔道，所述加氢位置处于所述第一岔道和第二岔道。

可选的，所述压缩设备设置有第一外供接口，所述第一外供接口用于接收外供氢气，所述压缩设备还用于对外供氢气进行压缩，所述储氢设备设置有第二外供接口，所述第二外供接口用于接收并存储所述外供氢气。

可选的，所述的系统还包括：

第三管道；

所述制氢设备和所述储氢设备通过所述第三管道连接；所述制氢设备还用于将所述氢气通过所述第三管道输出至所述储氢设备。

可选的，所述的系统还包括加注设备，所述储氢设备的氢气经所述加注设备加注于处于加氢位置的有轨电车。

可选的，所述储氢设备包括高压储气罐组、中压储气罐组以及低压储气罐组，所述高压储气罐组、中压储气罐组和低压储气罐组分别被控制以不同的强度自所述加注设备加注而出。

可选的，所述的系统还包括：供氧长管拖车，所述供氧长管拖车的氢气被控制以与所述低压储气罐组同样的强度自所述加注设备加注而出。

可选的，所述加注设备包括设于所述加氢站的加注机和/或设于所述加氢站外的加氢柱。

可选的，所述线路轨道包括自第一端至第二端的第一道，以及自所述第二端至所述第一端的第二道，所述加氢柱设于所述第一道与第二道之间。

可选的，所述的系统还包括发电装置，用以为所述制氢设备和/或压缩设备供电。

本发明提供的有轨电车交通系统通过所述加氢站为处于所述线路轨道的加氢位置的有轨电车加氢，实现了固定位置的加氢，可为有轨电车提供稳定的供氢，保障了供氢的及时性；此外，本发明中，所述加氢站内设有制氢设备、储氢设备和压缩设备，由于加氢位置的固定，在加氢站内制氢，可以发挥制氢供氢自动化程度高、集成度高的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明中一有轨电车交通系统的示意图一；

图2是本发明中一有轨电车交通系统的示意图二；

图3是本发明中一线路轨道与加氢站的位置示意图一；

图4是本发明中一线路轨道与加氢站的位置示意图二；

图5是本发明中一加注氢气的原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。图1是本发明中一有轨电车交通系统的示意图一,请参考图1，本实施例提供了一种有轨电车交通系统，包括线路轨道和加氢站2，所述加氢站2为处于所述线路轨道的加氢位置的有轨电车加氢，所述加氢站2内设有制氢设备、储氢设备和压缩设备，其中，所述制氢设备和所述压缩设备通过第一管道连接；所述压缩设备和所述储氢设备通过第二管道连接；

所述制氢设备用于制备氢气，并将所述制备的氢气通过第一管道输出至所述压缩设备，所述压缩设备用于对所述氢气进行压缩处理，并通过所述第二管道输出至所述储氢设备，所述储氢设备用于存储所述氢气；

其中，所述制氢设备、储氢设备和压缩设备，可以为能够制氢、储氢和对氢进行压缩的任意设备，以及设备的组合，同时，制氢设备和储氢设备也可以包括对氢气进行压缩的装置。

所述有轨电车交通系统通过所述加氢站2为处于所述线路轨道的加氢位置的有轨电车加氢，实现了固定位置的加氢，可为有轨电车提供稳定的供氢，保障了供氢的及时性；此外，所述加氢站2内设有制氢设备、储氢设备和压缩设备，由于加氢位置的固定，在加氢站2内制氢，可以发挥制氢供氢自动化程度高、集成度高的优点。

所述的系统还可以包括：

第三管道；

所述制氢设备和所述储氢设备通过所述第三管道连接；所述制氢设备还用于将所述氢气通过所述第三管道输出至所述储氢设备。

其中一种实施方式中，所述加氢站2的数量和分布位置与所述线路轨道的长度和/或线路形式相匹配，其中的匹配，包括加氢站2的数量和分布位置与线路轨道的长度匹配；加氢站2的数量和分布位置与线路轨道的线路形式匹配，以及加氢站2的数量与分布位置与线路轨道的线路形式和长度均匹配；该“匹配”，可以理解为加氢站2的数量与分布位置与线路轨道的长度和/或线路形式之间存在相关关系，意在表达加氢站2的数量与分布位置是基于线路轨道确定的；这种相关关系可以为依据固定路线和相对稳定的消耗氢的进度而得到。

现有的相关技术中，加注氢气的车辆对象大多为汽车，其并不具备轨道与之配合，而本实施例中，加氢的对象为沿线路轨道运行的有轨电车，其运行的路线固定，消耗氢的进度相对固定，这才具备了基于其配置固定加氢站2的可能和必要。基于此，本实施例加氢站2的数量和分布位置与所述线路轨道的长度和/或线路形式相匹配，可以为有轨电车配置最合适的加氢时机，既能满足加氢的需求，又可节约加氢站2的成本，为有轨电车提供充足、稳定的供氢。

相对于移动式加氢站，本实施例的方案建设成本更低，场地也能够得到保障，另外还具有建设周期短、使用方便等优点。

图3是本发明中一线路轨道与加氢站2的位置示意图一，在图3示意的实施方式中，所述线路轨道包括主环道11和至少两个延伸道12，所述延伸道12的两端均连接于所述主环道11，所述加氢位置处于所述延伸道12中，即加注设备对驶入延伸道12的有轨电车进行加注。基于该实施方式，有轨电车正常运营时，沿主环道11运行，在各站点停靠；需要加氢时，进入延伸道12，在加氢站2附近停靠，由加注人员为有轨电车加注氢气。

对于其中的主环道11，根据其名称的示意，可以理解为，主环道11为环状的轨道部分，其具体的形状，可以是固定的，也可以为任何不规则的，只要为闭合的环状，则不脱离主环道11的描述；有轨电车沿同一方向运行，即可满足两端终点站之间的往和来。有效简化了有轨电车的运行过程，也充分、高效地使用了线路轨道。

该方式将加注氢的轨道部分与正常行驶的轨道部分区别开，从而避免了加注氢的有轨电车，或者等候加注氢的有轨电车因加注停留对其余有轨电车的阻塞和影响，保障了线路轨道的通畅和整个系统的运行效率。同时，由于延伸道12的两端均连接于主环道11，从而使得延伸道12与部分主环道11之间形成回路，该方式下，有轨电车沿着一个方向运行即可满足延伸道12的驶入与驶出，保障了有轨电车运行过程的简化，以及线路轨道的充分、高效使用。此外，还为多位置的加氢提供了可能，可以应对行程较长的线路轨道下，一次加氢无法完成全程的情况。

图3示意的实施方式中，至少两个所述延伸道12均匀分布于所述主环道11外侧，所述加氢站2设于所述延伸道12的外侧。其中，均匀分布可理解为相邻的加氢位置之间沿线路轨道的距离相同，从而使得加氢过程的加氢能力均匀分配，保障有轨电车的有效运行，同时，基于加氢能力的均匀分配，还可保障长途情况下有轨电车加氢的稳定性。延伸道12的数量，可以如图3示意的两个，分别设于两端终点站，在结束单程运行后，均可进入延伸道12进行加氢，可避免加氢对有轨电车运行的影响。

图4是本发明中一线路轨道与加氢站2的位置示意图二，在图4示意的实施方式中，所述线路轨道包括第一单向道101、第二单向道102、第一岔道103，以及第二岔道104；所述第一单向道101的首端与第二单向道102的末端共接于所述第一岔道103，所述第二单向道102的首端与第一单向道101的末端共接于所述第二岔道104，所述加氢位置处于所述第一岔道103和第二岔道104。

其中，所述第一岔道103可以包括第一主干与两个第一分支，所述第一主干的一端可切换地连接所述第一单向道101或第二单向道102，或直接分别连接所述第一单向道101与第二单向道102，第一主干的另一端可切换地连接两个所述第一分支，或直接分别连接两个所述第一分支；所述第二岔道104可以包括第二主干与两个第二分支，所述第二主干的一端可切换地连接所述第一单向道101或第二单向道102，或直接分别连接所述第一单向道101与第二单向道102，第二主干的另一端可切换地连接两个所述第二分支，或直接分别连接两个所述第二分支；

基于该方式，有轨电车正常运营时，沿第一单向道101或第二单向道102运行，在各站点停靠；到终点站时，通过第一岔道103与第二岔道104换端运行；而需要加氢时，则进入加氢站2附近的那一侧岔道分支，进行加注。采用该方案可将来往车道分离，同时，通过岔道的引入，可避免加氢对有轨电车运行的影响。

图2是本发明中一有轨电车交通系统的示意图二，在图1和图2示意的实施方式中，所述压缩设备设置有第一外供接口，所述第一外供接口用于接收外供氢气，所述压缩设备还用于对外供氢气进行压缩，所述储氢设备设置有第二外供接口，所述第二外供接口用于接收并存储所述外供氢气。外部供氢的拖车可以行驶至如图2所示的拖车位，接上相应的装置后，实现外部供氢。

本实施例将制氢与外部供氢结合在了加氢站2中，并通过储氢设备将两者关联在一起，相对于现有的相关技术，其兼具了制氢供氢与外部供氢两种供氢方式，也同时具备了制氢供氧自动化程度高、集成度高的优点，以及外部供氢的氢气品质更易于管控和保障的优点。此外，并实施例将两种供氢方式所供氢气存储于同一储氢设备中，可以实现后续加注流程的统一控制，实现了两种供氢方式的整合，为更优化的加注方式提供了硬件基础。

图2示意的实施方式中，所述有轨电车交通系统还包括加注设备，所述储氢设备的氢气经所述加注设备加注于处于加氢位置的有轨电车。所述加注设备包括设于所述加氢站2的加注机和/或设于所述加氢站2外的加氢柱，其涵盖了加注设备包括加注机的情况、加注设备包括加氢柱的情况，以及加注设备同时包括加注机以及加氢柱的情况。

如果加氢站2配备多个加氢柱，则两侧线路均可设置加氢柱，为车辆加注氢气。该方式下，有轨电车到站后可以选择加与不加氢气，如果不加注氢气，则直接开走。

可见，加注设备可以采用站内的加注机，该方案下，有轨电车需要行驶进入岔道或者延伸道12，从而到达加注位置进行加注，加注设备在采用加氢柱的情况下，由于加氢柱在站外，且体积相对较小，可分配在线路轨道的主环道11外侧，即加注位置位于主环道11，从而直接进行加注。采用加氢柱的方案对于加注机来说，其可以直接为行驶在站间的有轨电车加氢，可以更为便利，有轨电车若选择加氢，则可直接加氢，若选择不加氢，则可直接驶过；采用加注机的方式成本更低，也更安全，而且，通过配置相应的轨道设计，可以避免加氢对正常运行的影响。

采用加氢柱的情况下，为了提高安全性能，所述加氢柱与加氢站2之间通过供气管路连通，所述供气管路上设有截止阀和安全阀。一旦发生泄漏或不使用氢气时，将切断管路内的氢气输送。这段管路之间还可设置排风机，在有泄漏发生时立即起动风机排除氢气。所述线路轨道包括自第一端至第二端的第一道，以及自所述第二端至所述第一端的第二道，所述加氢柱设于所述第一道与第二道之间。从而兼顾两侧道的加氢，使得加氢的效率更高。

此外，其中的第一道与第二道，可参照理解为主环道11的第一端至第二端的部分，以及第二端至第一端的另一部分，也可参照理解为第一单向道101与第二单向道102。

采用加注机的情况下，每个加注机配备了两把以上的加注枪，可同时为燃料电池有轨电车的2至3个加注口进行加氢。

图5是本发明中一加注氢气的原理示意图，图5示意的实施方式中，所述储氢设备包括高压储气罐组、中压储气罐组以及低压储气罐组，所述高压储气罐组、中压储气罐组和低压储气罐组分别被控制以不同的强度自所述加注设备加注而出。

这里所称的高压、中压、低压，可以理解为，三者相对以较高、中间以及较低的强度输出，而非确切的取值，本领域常规理解的高压、中压、低压也符合以上的描述。在其中一种可选实施方式中，储气罐组均采用45MPa储氢罐，不同储气罐组的区别仅在于加注而出时通过不同的控制操作，输出不同强度的氢气，且这种区分非严格的，根据控制的不同，同样的储气罐组，可以被用作输出高压的氢气，也可被用作输出中压的氢气，也可被用作输出低压的氢气，这种控制可以用平衡装置对气压进行调节，从而输出，也可对输出的氢气进行压缩操作，从而增加为高压，该压缩操作可以采用压缩设备中的装置来实现，也可独立布置压缩机来实现。

其中一种实施方式中，所述的系统还包括供氧长管拖车，所述供氧长管拖车的氢气被控制以与所述低压储气罐组同样的强度自所述加注设备加注而出。

区分高压储气罐组、中压储气罐组、低压储气罐组，旨在表达，输出的氢气可以是高压、中压和低压的。通过不同强度的加注控制，可依据实际情况增加加注效率和加注时间的多样性，也使得高效，以及更短的加注时间成为了可能，同时，通过多级配置，还可有效提高系统的安全性和可靠性。

其中一种实施方式中，所述的有轨电车交通系统还包括发电装置，用以为所述制氢设备和/或压缩设备供电。发电装置可以采用光伏发电装置，其也可为燃料电池实验室中的发电装置，进而通过该装置发电，从而为制氢设备提供电力，举例来说，制氢设备可以基于收到的电力，利用水电解装置制备氢气。

其中一种实施方式中，所述的有轨电车交通系统还可包括水冷设备，用以为所述制氢设备降温，或为整个站内的降温提供冷源。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种有轨电车交通系统，其特征在于，包括：

线路轨道和加氢站，所述加氢站为处于所述线路轨道的加氢位置的有轨电车加氢，所述加氢站内设有制氢设备、储氢设备和压缩设备；

其中，所述制氢设备和所述压缩设备通过第一管道连接；所述压缩设备和所述储氢设备通过第二管道连接；

所述制氢设备用于制备氢气，并将所述制备的氢气通过第一管道输出至所述压缩设备，所述压缩设备用于对所述氢气进行压缩处理，并通过所述第二管道输出至所述储氢设备，所述储氢设备用于存储所述氢气。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述线路轨道包括主环道和至少两个延伸道，所述延伸道的两端均连接于所述主环道，所述加氢位置处于所述延伸道中。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，至少两个所述延伸道均匀分布于所述主环道外侧，所述加氢站设于所述延伸道的外侧。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述线路轨道包括第一单向道、第二单向道、第一岔道，以及第二岔道；所述第一单向道的首端与第二单向道的末端共接于所述第一岔道，所述第二单向道的首端与第一单向道的末端共接于所述第二岔道，所述加氢位置处于所述第一岔道和第二岔道。

5.根据权利要求1至4任一项所述的系统，其特征在于，所述压缩设备设置有第一外供接口，所述第一外供接口用于接收外供氢气，所述压缩设备还用于对外供氢气进行压缩，所述储氢设备设置有第二外供接口，所述第二外供接口用于接收并存储所述外供氢气。

6.根据权利要求1至4任一项所述的系统，其特征在于，还包括加注设备，所述储氢设备的氢气经所述加注设备加注于处于加氢位置的有轨电车。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述储氢设备包括高压储气罐组、中压储气罐组以及低压储气罐组，所述高压储气罐组、中压储气罐组和低压储气罐组分别被控制以不同的强度自所述加注设备加注而出。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括：供氧长管拖车，所述供氧长管拖车的氢气被控制以与所述低压储气罐组同样的强度自所述加注设备加注而出。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述加注设备包括设于所述加氢站的加注机和/或设于所述加氢站外的加氢柱。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述线路轨道包括自第一端至第二端的第一道，以及自所述第二端至所述第一端的第二道，所述加氢柱设于所述第一道与第二道之间。