CN107370234A - 多能源互补式供电能源车系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多能源互补式供电能源车系统，包括燃料电池发电系统、蓄电池发电系统、光伏发电系统、微燃机发电系统、余热回收系统、移动平台管理系统、连接线路和中央控制系统。连接线路包括直流母线和交流母线，燃料电池发电系统、蓄电池发电系统和光伏发电系统与直流母线连接，并电性连接于移动平台管理系统。微燃机发电系统与交流母线连接，微燃机发电系统连接有余热回收系统。本发明采用燃料电池发电系统、蓄电池发电系统、光伏发电系统和微燃机发电系统集成发电，提高了移动供电设备的稳定性，且车内设置余热回收系统，充分回收发电所产生的烟气余热，可为用户提供生活热水，提高能源的利用效率，减少温室气体的排放。
Description
技术领域
本发明涉及新能源技术领域，具体涉及一种多能源互补式供电能源车系统。
背景技术
随着社会的发展，人们对电能质量的要求越来越高，传统大电网的形式决定了当电网出现故障时，对其故障排除需要较长的时间，而所在地区由于电力中断会给当地的生产生活以及商业活动造成严重影响，产生不同程度的经济损失。移动式供电设备的出现满足了大电网出现故障时当地居民的电力需求，但是当前的移动供电设备多使用柴油、汽油等对环境污染性较大的能源，不符合国家的发展规划。
使用风能、微型燃气轮机(简称微燃机)、太阳能等电源的移动式新能源发电设备的出现满足了人们对电力质量及环境效益的要求，但是大多数的新能源设备存在功率小、电源种类单一、供能可靠性差的缺点，影响新能源发电设备的推广运用。
发明内容
针对上述不足，本发明的目的在于，提供一种多能源互补式供电能源车系统，采用燃料电池发电系统、蓄电池发电系统、光伏发电系统和微燃机发电系统集成发电，提高了移动供电设备的稳定性，且车内设置余热回收系统，充分回收发电所产生的烟气余热，可为用户提供生活热水，提高能源的利用效率，减少温室气体的排放。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：
一种多能源互补式供电能源车系统，其特征在于：包括燃料电池发电系统、蓄电池发电系统、光伏发电系统、微燃机发电系统、余热回收系统、移动平台管理系统、连接线路和中央控制系统，所述连接线路包括有直流母线和交流母线，且直流母线和交流母线通过双向控制器连接并实现直流和交流的转换，所述移动平台管理系统包括电源系统、电力驱动系统和辅助系统，所述燃料电池发电系统、蓄电池发电系统和光伏发电系统与所述直流母线连接，并电性连接于所述移动平台管理系统的电源系统，所述微燃机发电系统与所述交流母线连接，且交流母线上连接有配电箱对外实现供电，所述微燃机发电系统连接有余热回收系统可实现对外供热，所述中央控制系统电性连接于所述燃料电池发电系统、蓄电池发电系统、光伏发电系统、微燃机发电系统、余热回收系统、双向控制器和配电箱。
优选的，所述燃料电池发电系统、蓄电池发电系统、光伏发电系统与所述直流母线之间分别设有控制器，且所述中央控制系统电性连接于所述控制器，并可通过控制器控制燃料电池发电系统、蓄电池发电系统对移动平台管理系统供电。
优选的，所述电力驱动系统包括电子控制器、功率转换器、电动机、机械传动装置和车轮，其功用是将电能高效的转化为车轮的动能，并能够在车辆减速制动时，将车轮的动能转化为电能充入蓄电池发电系统的蓄电池中。
优选的，所述电源系统包括能量管理系统和充电机，其作用主要是向电动机提供驱动电能、检测电源使用情况以及控制充电机对蓄电池充电。
优选的，所述辅助系统包括辅助动力源、动力转向系统、导航系统、空调器、照明及除霜装置、刮水器和收音机。
优选的，所述燃料电池发电系统、光伏发电系统和微燃机发电系统均可对蓄电池发电系统的蓄电池进行充电。
优选的，所述微燃机发电系统和余热回收系统之间通过烟气三通阀门连接实现热能回收再利用。
优选的，所述中央控制系统包括信息采集系统、通信系统、监控与显示系统，用于将采集的信息反馈到燃料电池发电系统、蓄电池发电系统、光伏发电系统和微燃机发电系统对应的控制器实现供电或通过燃料电池发电系统、光伏发电系统和微燃机发电系统对蓄电池发电系统的蓄电池进行充电，且能够实时检测各发电设备运行及输出参数，根据用户电压电流要求随时切除与加载新的发电设备。
优选的，所述微燃机发电系统和余热回收系统采用一体式设计，减小了车厢内部空间。
优选的，所述支撑结构为支撑板或支撑梁。
本发明的有益效果为：
本发明一种多能源互补式充分利用太阳能、生物质能、燃气通过燃料电池发电系统、蓄电池发电系统、光伏发电系统和微燃机发电系统集成发电，减少了不可再生能源的使用，提高了移动供电设备的稳定性，且车内设置余热回收系统，充分回收发电所产生的烟气余热，可为用户提供生活热水，提高能源的利用效率，减少温室气体的排放。本发明设计合理、结构简单、安全可靠、适用力强、方便移动。
下面结合附图与实施例，对本发明进一步说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明多能源互补式供电能源车系统的方框原理图；
图2是图1所示多能源互补式供电能源车系统的移动平台管理系统的方框原理图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1，一种多能源互补式供电能源车系统，包括燃料电池发电系统、蓄电池发电系统、光伏发电系统、微燃机发电系统、余热回收系统、移动平台管理系统、连接线路和中央控制系统。所述连接线路包括有直流母线和交流母线，且直流母线和交流母线通过双向控制器连接并实现直流和交流的转换。所述移动平台管理系统包括电源系统、电力驱动系统和辅助系统，所述燃料电池发电系统、蓄电池发电系统和光伏发电系统与所述直流母线连接，并电性连接于所述移动平台管理系统的电源系统。所述微燃机发电系统与所述交流母线连接，且交流母线上连接有配电箱对外的用户实现供电。所述微燃机发电系统连接有余热回收系统可实现对外供热，所述中央控制系统电性连接于所述燃料电池发电系统、蓄电池发电系统、光伏发电系统、微燃机发电系统、余热回收系统、双向控制器和配电箱。
在本实施例中，所述发电系统不仅限于燃料电池发电系统、光伏发电系统和微燃机发电系统等，也可根据实际情况加入风力发电系统、燃油/燃气发动机。
进一步的，所述燃料电池发电系统、蓄电池发电系统、光伏发电系统与所述直流母线之间分别设有控制器，且所述中央控制系统电性连接于所述控制器，并可通过控制器控制燃料电池发电系统、蓄电池发电系统对移动平台管理系统供电。
进一步的，所述电力驱动系统包括电子控制器、功率转换器、电动机、机械传动装置和车轮，其功用是将电能高效的转化为车轮的动能，并能够在车辆减速制动时，将车轮的动能转化为电能充入蓄电池发电系统的蓄电池中。
所述电源系统包括能量管理系统和充电机，其作用主要是向电动机提供驱动电能、检测电源使用情况以及控制充电机对蓄电池充电。
所述辅助系统包括辅助动力源、动力转向系统、导航系统、空调器、照明及除霜装置、刮水器和收音机。
在本实施例中，所述燃料电池发电系统、光伏发电系统和微燃机发电系统均可对蓄电池发电系统的蓄电池进行充电。
进一步的，所述微燃机发电系统和余热回收系统之间通过烟气三通阀门连接实现热能回收再利用，在实际应用时，用户可根据需要决定是否使用余热回收系统制备生活热水，当需要制备热水时，微燃机发电系统的排烟进入余热回收系统内部进行换热，当不需要制备热水时，排烟则通过控制烟气三通阀门或者旁通阀门等设备将烟气通过旁通管道直接排到车外。
所述中央控制系统包括信息采集系统、通信系统、监控与显示系统，用于将采集的信息反馈到燃料电池发电系统、蓄电池发电系统、光伏发电系统和微燃机发电系统对应的控制器实现供电或通过燃料电池发电系统、光伏发电系统和微燃机发电系统对蓄电池发电系统的蓄电池进行充电，且能够实时检测各发电设备运行及输出参数，根据用户电压电流要求随时切除与加载新的发电设备。
在本实施例中，所述微燃机发电系统和余热回收系统采用一体式设计，减小了车厢内部空间。
本发明多能源互补式供电能源车系统工作原理：当能源车需要移动时，所述中央控制系统将信号反馈到所述燃料电池发电系统和蓄电池发电系统对应的控制器，并向移动平台管理系统的电源系统提供电力并通过电力驱动系统驱动能源车移动，通过所述移动平台动力管理系统中的电源系统与所述移动平台动力管理系统中的电力驱动系统和辅助系统进行能量交换，使能源车移动平台正常运行。其中，当能源车不需要进行移动时，所述燃料电池发电系统和蓄电池发电系统与电源系统断开，与光伏发电系统和微燃机发电系统并联接入电路中，对外供电。同时可通过光伏发电系统、燃料电池发电系统及微燃机发电系统均对蓄电池进行充电。
综上所述，本发明一种多能源互补式充分利用太阳能、生物质能、燃气通过燃料电池发电系统、蓄电池发电系统、光伏发电系统和微燃机发电系统集成发电，减少了不可再生能源的使用，提高了移动供电设备的稳定性，且车内设置余热回收系统，充分回收发电所产生的烟气余热，可为用户提供生活热水，提高能源的利用效率，减少温室气体的排放。本发明设计合理、结构简单、安全可靠、适用力强、方便移动。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制，采用与其相同或相似的其它装置，均在本发明保护范围内。
Claims (9)
1.一种多能源互补式供电能源车系统，其特征在于：包括燃料电池发电系统、蓄电池发电系统、光伏发电系统、微燃机发电系统、余热回收系统、移动平台管理系统、连接线路和中央控制系统，所述连接线路包括有直流母线和交流母线，且直流母线和交流母线通过双向控制器连接并实现直流和交流的转换，所述移动平台管理系统包括电源系统、电力驱动系统和辅助系统，所述燃料电池发电系统、蓄电池发电系统和光伏发电系统与所述直流母线连接，并电性连接于所述移动平台管理系统的电源系统，所述微燃机发电系统与所述交流母线连接，且交流母线上连接有配电箱对外实现供电，所述微燃机发电系统连接有余热回收系统可实现对外供热，所述中央控制系统电性连接于所述燃料电池发电系统、蓄电池发电系统、光伏发电系统、微燃机发电系统、余热回收系统、双向控制器和配电箱。
2.如权利要求1所述的多能源互补式供电能源车系统，其特征在于：所述燃料电池发电系统、蓄电池发电系统、光伏发电系统与所述直流母线之间分别设有控制器，且所述中央控制系统电性连接于所述控制器，并可通过控制器控制燃料电池发电系统、蓄电池发电系统对移动平台管理系统供电。
3.如权利要求1所述的多能源互补式供电能源车系统，其特征在于：所述电力驱动系统包括电子控制器、功率转换器、电动机、机械传动装置和车轮，其功用是将电能高效的转化为车轮的动能，并能够在车辆减速制动时，将车轮的动能转化为电能充入蓄电池发电系统的蓄电池中。
4.如权利要求3所述的多能源互补式供电能源车系统，其特征在于：所述电源系统包括能量管理系统和充电机，其作用主要是向电动机提供驱动电能、检测电源使用情况以及控制充电机对蓄电池充电。
5.如权利要求1所述的多能源互补式供电能源车系统，其特征在于：所述辅助系统包括辅助动力源、动力转向系统、导航系统、空调器、照明及除霜装置、刮水器和收音机。
6.如权利要求1所述的多能源互补式供电能源车系统，其特征在于：所述燃料电池发电系统、光伏发电系统和微燃机发电系统均可对蓄电池发电系统的蓄电池进行充电。
7.如权利要求1所述的多能源互补式供电能源车系统，其特征在于：所述微燃机发电系统和余热回收系统之间通过烟气三通阀门连接实现热能回收再利用。
8.如权利要求1所述的多能源互补式供电能源车系统，其特征在于：所述中央控制系统包括信息采集系统、通信系统、监控与显示系统，用于将采集的信息反馈到燃料电池发电系统、蓄电池发电系统、光伏发电系统和微燃机发电系统对应的控制器实现供电或通过燃料电池发电系统、光伏发电系统和微燃机发电系统对蓄电池发电系统的蓄电池进行充电，且能够实时检测各发电设备运行及输出参数，根据用户电压电流要求随时切除与加载新的发电设备。
9.如权利要求1所述的多能源互补式供电能源车系统，其特征在于：所述微燃机发电系统和余热回收系统采用一体式设计，减小了车厢内部空间。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20171121 |