CN108258279A - 一种具有水冷氢燃料电池的电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种具有水冷氢燃料电池的电动汽车，包括水氢发电机、电动机、行走机构，所述水氢发电机连接电动机，电动机连接行走机构；水氢发电机包括甲醇水重整制氢设备、氢燃料电池；所述甲醇水重整制氢设备利用甲醇水重整制氢，制得的氢气通过氢燃料电池发电，为电动汽车提供电能；氢燃料电池包括燃料电池水冷装置，通过水冷装置为燃料电池降温；所述水冷装置包括水冷介质容器、水冷介质泵体、水冷通道，燃料电池的电堆布设水冷通道，水冷通道的入口、出口分别连接水冷介质容器，水冷介质泵体与水冷通道连接。本发明提出的电动汽车，通过设置水冷装置，能有效降低设备的噪音，提升车辆的静音水准。

Description

一种具有水冷氢燃料电池的电动汽车

技术领域

本发明属于电动汽车技术领域，涉及一种电动汽车，尤其涉及一种具有水冷氢燃料电池的电动汽车。

背景技术

汽车工业是世界上仅次于石油化工的第二大产业，目前，大部分汽车都以汽油、柴油为燃料，不仅消耗了大量的石油资源，而且汽车尾气中所含的氮氧化物、碳氢化物、一氧化碳等造成了大气的严重污染。为了保持国民经济的可持续发展，保护人类居住环境和保障能源供给，世界各国政府纷纷投入大量的人力、物力寻求解决这些问题的各种途径。

目前主要有两种节能的途径，一种是以丰田为代表的混合动力汽车，另一种是以特斯拉为代表的纯电动汽车。混合动力汽车的起步慢，燃料依然为汽油或柴油，不能从本质上解决资源、污染的问题。纯电动汽车需要特定的充电桩，较难普及，且续航能力较差。

燃料电池是一种不经过燃烧过程直接以电化学反应方式将燃料和氧化剂的化学能转变为电能的高效发电装置，其工作过程不受卡诺循环限制，转换效率高，几乎没有污染物排放。以燃料电池为动力的燃料电池电动汽车既可以保护环境又可以缓解能源短缺和调整能源结构，已成为未来汽车发展的重要趋势之一，是当今世界能源和交通领域开发的热点。

燃料电池按电解质分类可分为碱性燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池、质子交换膜燃料电池等五类。而汽车用燃料电池的要求为：能够在常温下工作，电流密度高，免维护性好，耐振性与耐冲击性好，能够从低负荷到高负荷进行高效率运转。质子交换膜燃料电池(PEMFC)能够满足这些性能要求，因此成为发展最快也最成熟的车用燃料电池。基于PEMFC的燃料电池汽车需要氢气作为燃料，自从燃料电池诞生起，氢源问题与燃料电池本身是同样重要的核心技术，而氢源的研究开发已成为燃料电池汽车从演示走向商业化的重要步骤。

目前，国内电动汽车(包括插电混合动力汽车、纯电动汽车)充电需要消耗较长时间。纯电动汽车通常无法较长时间行驶，且其消耗的电能的获得也通常需要燃烧煤炭，也会对环境造成污染；插电混合动力汽车在长时间行驶时，也仅能消耗汽油。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的汽车动力提供方式，以便克服现有汽车动力提供方式存在的上述缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种具有水冷氢燃料电池的电动汽车，可利用甲醇水重整制氢发出的电能提供动能，节约能源，无污染气体排放，减少对环境的污染，且无需花费时间充电；同时，通过设置缓冲电源，在水氢发电机冷启动时(通常需要几分钟时间)可以为车辆提供电能。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种具有水冷氢燃料电池的电动汽车，所述电动汽车包括水氢发电机、电动机、行走机构，所述水氢发电机连接电动机，电动机连接行走机构；

所述水氢发电机包括：甲醇水重整制氢设备、氢燃料电池；所述甲醇水重整制氢设备利用甲醇水重整制氢，制得的氢气通过氢燃料电池发电，为电动汽车提供电能；

所述氢燃料电池包括燃料电池水冷装置，通过水冷装置为燃料电池降温；所述水冷装置包括水冷介质容器、水冷介质泵体、水冷通道，燃料电池的电堆布设水冷通道，水冷通道的入口、出口分别连接水冷介质容器，水冷介质泵体与水冷通道连接。

本发明的有益效果在于：本发明提出的具有水冷氢燃料电池的电动汽车，可利用甲醇水重整制氢发出的电能提供动能，节约能源，无污染气体排放，减少对环境的污染，且无需花费时间充电；通过设置水冷装置，能有效降低设备的噪音，提升车辆的静音水准。同时本发明可以有效地利用自然能源发电，并能将多余电能以甲醇的方式存储，在供电高峰可以通过甲醇发电。本发明更有利于充分地利用能源，节能环保。此外，通过设置缓冲电源，在水氢发电机冷启动时(通常需要几分钟时间)可以为车辆提供电能。

附图说明

图1为本发明电动汽车的结构示意图。

图2为本发明水氢发电机的组成示意图。

图3为甲醇水重整制氢设备的结构示意图。

图4为甲醇水重整制氢设备的组成示意图

图5为储存容器的结构示意图。

图6为本发明系统中氢燃料电池的组成示意图。

图7为本发明水氢发电机中甲醇制备设备的组成示意图。

图8为设有安全阀的甲醇水重整制氢设备的组成示意图。

图9为电动机外设置的冷却装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例一

请参阅图1，本发明揭示了一种具有水冷氢燃料电池的电动汽车，所述电动汽车包括水氢发电机、电动机、变速箱、车身、车架、底盘、座椅、前轮、后轮。所述水氢发电机、变速箱分别连接电动机，所述底盘与车架、车身连接；电动机连接前轮或/和后轮，能驱动前轮或/和后轮动作。水氢发电机还连接车辆的用电设备(或者/并且连接蓄电池)，为用电设备(或/和车辆蓄电池)供电。所述水氢发电机包括甲醇水重整制氢设备、氢燃料电池；甲醇水重整制氢设备设置于车身前部，氢燃料电池设置于底盘上方、座椅的下方。所述水氢发电机包括储存容器，储存容器设置于车身下方的后部，储存容器的上部设有溶液添加口及盖体，溶液添加口设置于车身一侧。

水氢发电机的基本组成是本领域技术人员可以根据本申请人的相关专利能基本实现的(如三件授权的发明专利：中国专利CN201210339912.2，一种利用甲醇水制备氢气的系统及方法；中国专利CN201310578035.9，即时制氢发电系统及方法；中国专利CN201310520538.0,一种即时制氢发电系统及方法)，但这里为了能体现本发明公开充分，这里也略做介绍，并同时对其进行部分改进。

请参阅图2，所述水氢发电机包括甲醇水重整制氢设备1、氢燃料电池2、甲醇制备设备3、风能发电设备4、太阳能发电设备5、储电单元6、充电控制单元7、电解水制氢设备8、主控单元9、监测终端10、控制终端(还可以包括其他发电单元，如沼气发电单元等等)。

所述主控单元9分别连接甲醇水重整制氢设备1、氢燃料电池2、甲醇制备设备3、风能发电设备4、太阳能发电设备5、储电单元6、充电控制单元7、电解水制氢设备8、监测终端10，控制甲醇水重整制氢设备1、氢燃料电池2、甲醇制备设备3、风能发电设备4、太阳能发电设备5、充电控制单元7、电解水制氢设备8的工作，并向监测终端10发送设备的相关信息。所述监测终端、控制终端分别包括无线通讯单元，与主控单元无线通讯，监测终端从主控单元获取设备的状态信息，控制终端向主控单元发送控制命令。

所述甲醇水重整制氢设备1与氢燃料电池2、甲醇制备设备3连接，氢燃料电池2与甲醇制备设备3连接；甲醇制备设备3通过氢燃料电池2发出的电能工作。所述风能发电设备4、太阳能发电设备5、氢燃料电池2分别连接用电设备11，能直接为用电设备11供电；用电设备11包括甲醇水重整制氢设备1、氢燃料电池2，以及本系统之外的需电设备。

所述风能发电设备4、太阳能发电设备5、氢燃料电池2分别连接充电控制单元7，通过充电控制单元为储电单元6充电。所述主控单元9还用以获取用电设备11的用电状态，从而获取实时用电需求数据；同时，主控单元9获取风能发电设备4、太阳能发电设备5、氢燃料电池2的实时发电量数据。所述主控单元9根据实时用电需求数据、实时发电量数据做相应控制；当发电量数据大于用电需求数据时，控制充电控制单元将多余电能为储电单元充电；当发电量数据小于用电需求数据时，通过启动储电单元为用电设备供电。

本实施例中，所述主控单元包括供电调度子单元，用以监测所述用电设备的用电功率，当氢燃料电池的额定输出功率大于用电设备的用电功率时，控制氢燃料电池单独为用电设备供电；当监测到用电功率增加且变化率大于设定阈值时，控制氢燃料电池及储电单元共同为用电设备供电；当氢燃料电池出现故障时，控制储电单元为用电设备供电；所述供电调度子单元还用以在判断氢燃料电池的额定输出功率大于所述用电设备的用电功率时，判断所述储电单元是否亏电，如亏电，则利用氢燃料电池额外输出的电能为储电单元充电。

所述电解水制氢设备8用以利用所述风能发电设备4、太阳能发电设备5制得的剩余电能，通过电解水制得氢气、氧气；制得的氢气输送至甲醇制备设备3，以备制备甲醇；制得的氧气存储起来，在氢燃料电池需要时，输送至氢燃料电池。

请参阅图3、图4，所述甲醇水重整制氢设备1包括储存容器130、原料输送装置101、甲醇水输送管路102、重整装置103、分离装置104、氢气输送管路105、二氧化碳收集管路106、余气排放管路107、启动装置108、控制电路板109。所述控制电路板109分别连接原料输送装置101、重整装置103、分离装置104，控制各个装置工作。所述原料输送装置101通过甲醇水输送管路102分别连接储存容器130及重整装置103，所述原料输送装置101将储存容器130中的甲醇水原料输送至重整装置103。所述重整装置103连接分离装置104，分离装置104分别连接氢气输送管路105、二氧化碳收集管路106、余气排放管路107；所述分离装置包括膜分离装置。

请参阅图6，所述储存容器103包括：容器本体1031、设置于容器本体1031内的间隔机构1032、与间隔机构1032连接的间隔驱动机构、间隔控制模块、间隔感应模块。所述间隔机构1032将容器本体1031至少分为两个空间；两个空间中，一个放置反应液体，另一侧设置氢燃料电池释放、而后被压缩的液态或固态的二氧化碳。容器本体1031与间隔机构1032的连接处设有滑槽1033，间隔机构1032的两端设置于滑槽1033内，能沿滑槽1033滑动。

间隔控制模块分别连接间隔驱动机构、间隔感应模块。所述间隔驱动机构包括电机，间隔感应模块包括压力传感器或/和液位传感器；所述间隔感应模块用以感应容器内反应液体的量，同时感应氢燃料电池释放、而后被压缩的液态或固态的二氧化碳的量；并将感应数据发送至间隔控制模块。所述间隔控制模块根据间隔感应模块感应的数据控制间隔驱动机构对间隔机构的动作；在储存容器内的液体减少或二氧化碳增加达到设定条件时，间隔驱动机构驱动间隔机构动作，减少反应液体的容积，增加二氧化碳的容积。这样可以在制备氢气的同时，收集释放的二氧化碳，减少二氧化碳气体的排放，收集的二氧化碳还可以作为后续工序的原料。所述储存容器103还可以包括二氧化碳液化装置或/和固化装置，将收集到的二氧化碳液化或/和固化。

所述重整装置包括换热器、气化室、重整室、分离室，所述膜分离装置设置于分离室内，分离室设置于重整室内的上部。甲醇水原料在换热器中换热后进入气化室汽化；汽化后的甲醇蒸汽及水蒸汽进入重整室，重整室内设有催化剂，重整室下部及中部温度为300℃～420℃，所述重整室上部的温度为400℃～570℃；重整室与分离室通过连接管路连接，连接管路的全部或部分设置于重整室的上部，能通过重整室上部的高温继续加热从重整室输出的气体；所述连接管路作为重整室与分离室之间的缓冲，使得从重整室输出的气体的温度与分离室的温度相同或接近；所述分离室内的温度设定为350℃～570℃，从分离室内的膜分离装置的产气端得到氢气。通过上述改进，可以分别保证重整室内催化剂的低温要求，以及分离室的高温要求，进而提高氢气制备效率；同时，本发明的预热方式(将分离室设置于重整室内的上部)非常便捷。同时对余气进行加压降温处理，使得二氧化碳变为液态二氧化碳或干冰，从膜分离装置产生的余气中收集二氧化碳，通过二氧化碳收集管路输送；所述重整装置制得的部分氢气或/和余气通过燃烧维持重整装置运行。

所述原料输送装置提供动力，将储存容器中的原料输送至制氢装置；所述原料输送装置向原料提供0.15～5MPa的压强，使得制氢装置制得的氢气具有足够的压强。所述制氢装置制得的氢气输送至膜分离装置进行分离，用于分离氢气的膜分离装置的内外压强之差大于等于0.7M Pa。通过该改进，使得制氢装置制得的氢气具有足够的压强，可提高制氢效率及制得氢气的纯度。所述甲醇水重整制氢设备制得的氢气输送至膜分离装置进行分离，用于分离氢气的膜分离装置的内外压强之差大于等于0.7M Pa；所述膜分离装置为在多孔陶瓷表面真空镀钯银合金的膜分离装置，镀膜层为钯银合金，钯银合金的质量百分比钯占75％～78％，银占22％～25％。

所述催化剂包括Pt的氧化物、Pd的氧化物、Cu的氧化物、Fe的氧化物、Zn的氧化物、稀土金属氧化物、过渡金属氧化物；其中，贵金属Pt含量占催化剂总质量的0.6％～1.8％，Pd含量占催化剂总质量的1.1％～4％，Cu的氧化物占催化剂总质量的6％～12％，Fe的氧化物占催化剂总质量的3％～8％，Zn的氧化物占催化剂总质量的8％～20％，稀土金属氧化物占催化剂总质量的6％～40％，其余为过渡金属氧化物。或者，所述催化剂为铜基催化剂，包括物质及其质量份数为：3-17份的CuO，3-18份的ZnO，0.5-3份的ZrO，55-80份的Al₂O₃，1-3份的CeO₂，1-3份的La₂O₃。

所述换热器包括甲醇水预热管路，气化室包括加热气化管路。重整装置103的整体大致为一中空柱体1031,中空柱体1031的上部设有气体出口1032。所述重整装置103一端安装有启动装置108，该启动装置108包括杯座1033，杯座1033上安装有甲醇水预热管路、加热气化管路、点火装置及温度探测装置；所述原料输入管道输入甲醇和水原料，原料输入管道与加热气化管路相连通，甲醇和水原料经原料输入管道进入加热气化管路后，从加热气化管路的末端输出；所述点火装置的位置与加热气化管路的末端相对应，用于对加热气化管路中输出的甲醇和水原料进行点火，甲醇和水原料经点火装置点火后燃烧，对加热气化管路进行加热，使加热气化管路中的甲醇和水原料气化而迅速加大燃烧强度，进而为重整装置加热；所述温度探测装置用于探测加热气化管路旁的温度；所述重整装置启动制氢后，重整装置制得的部分氢气或/和余气通过燃烧维持重整装置运行。

所述杯座的底侧安装有进风盖板，该进风盖板设有风道，外界空气可经该风道进入至重整装置内；所述原料输入管道上设有电磁阀，以便控制原料输入管道打开或关闭，同时控制原料输入管道的流量。

所述制氢设备启动后，制氢设备通过制氢装置制得的氢气提供运行所需的能源；此时，可以关闭启动装置。由于制氢装置制得的部分氢气或/和余气通过燃烧维持制氢设备运行，从而可以减少对外部能源的依靠，自适应能力强。

所述加热气化管路依次包括直通管段、螺旋管段及上拱形管段，所述甲醇和水原料经直通管段上升至最高位置后，再经螺旋管段螺旋下降，再经上拱形管段后输出；所述重整室包括中空圆柱壳体，中空圆柱壳体内设有催化剂；加热气化管路的螺旋管段部分设置于中空圆柱壳体内、被催化剂包裹。

所述甲醇水预加热管路的一部分为螺纹状管路，螺纹状管路内用于输送甲醇水原料；螺纹状管路包裹住重整装置的余气排放管路；余气排放管路经过螺纹状管路后温度降低，螺纹状管路经过余气排放管路后温度升高；螺纹状管路的一端设有输入端口，另一端设有两个输出端口，各输出端口设有阀门；一个输出端口连接甲醇水输送管路的其他部分，另外一个输出端口通过循环管路连接至输入端口；在靠近螺纹状管路的输出端口处设置温度传感器，温度传感器连接预加热控制器；预加热控制器根据温度传感器的温度数据及重整设备的原料需求调节两个阀门的开关及阀门的开度。

此外，请参阅图8，所述氢气输送管路105设有弹簧安全阀1051，弹簧安全阀1051包括阀主体、弹簧机构、弹起端；所述原料输送装置101包括输送泵，弹起端靠近输送泵的开关设置(当然原料输送装置101也可以为其他动力装置)，在弹起端弹起时能断开原料输送装置的开关。通过在氢气输送管路设置机械安全阀，在气压达到设定值时机械安全阀打开，并能控制原料输送装置停止输送原料。从而可以提高设备运行的安全性，防止氢气泄露及爆炸。

具体地，本实施例中，所述输送泵的开关包括接触段1052及三个端口，三个端口分别为第一端口1053、第二端口1054、第三端口1055。所述接触段1052的一端可旋转地设置于第一端口1053，第一端口1053连接输送泵；接触段1052的另一端能接触第二端口1054或第三端口1055。所述第二端口1054连接电源，第一端口1053连接第二端口1054时，能控制输送泵工作。所述第三端口1055连接报警发送装置，当第一端口连接第三端口1055时，能控制原料输送装置(如输送泵)不工作，同时报警发送装置发送报警信息(如通过短信的方式)至对应的服务器或客户端，可以通知相应人员。

所述甲醇水重整制氢设备将制得的氢气通过氢气输送管路实时传输至氢燃料电池；所述氢气输送管路设有气压调节装置，用于调整氢气输送管路中的气压；所述氢燃料电池利用甲醇水重整制氢设备制得的氢气发电。

所述气压调节装置包括微处理器、气体压力传感器、阀门控制器、出气阀、出气管路；所述气体压力传感器设置于氢气输送管路中，用以感应氢气输送管路中的气压数据，并将感应的气压数据发送至微处理器；所述微处理器将从气体压力传感器接收的该气压数据与设定阈值区间进行比对；当接收到的压力数据高于设定阈值区间的最大值，微处理器控制阀门控制器打开出气阀设定时间，使得氢气输送管路中气压处于设定范围，同时出气管路的一端连接出气阀，另一端输送至所述重整装置，通过燃烧为重整装置、分离装置加热；当接收到的压力数据低于设定阈值区间的最小值，微处理器控制所述原料输送装置加快原料的输送速度。

所述甲醇水重整制氢设备还包括电能估算模块、氢气制备检测模块、电能存储模块；所述电能估算模块用以估算氢燃料电池实时发出的电能是否能满足重整、分离时需要消耗的电能；如果满足，则关闭启动装置/快速启动装置。

所述氢气制备检测模块用来检测制氢设备实时制备的氢气是否稳定；若制氢设备制备的氢气不稳定，则控制启动装置/快速启动装置再次启动，并将得到的电能部分存储于电能存储模块，当电能不足以提供制氢设备的消耗时使用。

所述氢燃料电池包括氢燃料电池208、缓冲电源206，氢燃料电池208连接缓冲电源206；所述氢燃料电池包括燃料电池水冷装置，通过水冷装置为燃料电池降温；水冷装置包括水冷介质容器、水冷介质泵体、水冷通道，燃料电池的电堆布设水冷通道，水冷通道的入口、出口分别连接水冷介质容器，水冷介质泵体与水冷通道连接；所述缓冲电源206为锂电池或超级电容。

请参阅图5，本实施例中，氢燃料电池包括：气体供给装置、电堆201；所述气体供给装置利用压缩的气体作为动力，自动输送至电堆201中。

本实施例中，气体供给装置为压缩气体供给装置202，所述压缩气体输送至一混合容器203后进入电堆201，混合容器203的一端连接空气；压缩气体进入混合容器203后产生的动力将自然空气按设定比例吸进电堆反应，调节氧气含量。

所述氢燃料电池还包括空气进气管路、出气管路，空气进气管路、出气管路均经过湿化系统204。所述压缩的气体主要为氧气(也可以为空气)；自然空气与压缩氧气在混合容器混合后进入电堆201。

所述氢燃料电池还包括气体调节系统，气体调节系统设置于混合容器203内；所述气体调节系统包括阀门调节控制装置，以及氧气含量传感器或/和压缩气体压缩比传感器。

所述氧气含量传感器用以感应混合容器中混合的空气与氧气中氧气的含量，并将感应到的数据发送至阀门调节控制装置。所述压缩气体压缩比传感器用以感应压缩氧气的压缩比，并将感应到的数据发送至阀门调节控制装置。所述阀门调节控制装置根据氧气含量传感器或/和压缩气体压缩比传感器的感应结果调节氧气输送阀门、空气输送阀门，控制压缩氧气、自然空气的输送比例(如自然空气比例可以为0-70％)；压缩氧气进入混合容器后产生的动力将混合气体推送至电堆反应，利用自然空气做稀释减压。

所述湿化系统204包括湿度交换容器、湿度交换管路，湿度交换管路为空气进气管路的一部分；经过燃料电池反应的气体通过出气管路输送至湿度交换容器。

所述湿度交换管路的材料只透水不透气，使得反应后气体与自然空气进行湿度交换，而气体之间无法流通。湿度交换管路在湿度交换容器中螺旋设置，可以充分进行湿度交换。

所述氢燃料电池还包括氢气输送监测模块、发电量监测模块、需电量监测模块、电量判断模块、电源切换模块、充电控制模块、多余电量输送模块。

所述氢气输送监测模块用以监测所述甲醇水重整制氢设备输送的氢气量。所述发电量监测模块用以监测所述氢燃料电池利用所述甲醇水重整制氢设备输送的氢气实时制得的电量。所述需电量监测模块用以监测实时用电需求。所述电量判断模块用以将所述发电量监测模块与需电量监测模块获取的数据进行比对，判断实时制得的电量与实时用电需求的关系，并将比对结果反馈至电源切换模块、多余电量输送模块。所述电源切换模块用以在电量判断模块得到实时制得的电量小于实时用电需求时，控制缓冲电源为有用电需求的用电设备供电。

所述多余电量输送模块用以在电量判断模块得到实时制得的电量大于实时用电需求时，将多余的电能为缓冲电源充电，或者/并且将部分电量输送至所述甲醇水重整制氢设备，为所述甲醇水重整制氢设备的需电装置提供电能；所述甲醇水重整制氢设备的需电装置包括为重整室加热的电加热器，以及控制电路板、各个传感器。

所述氢燃料电池连接低温余热发电机组，低温余热发电机组利用氢燃料电池的热能、所述甲醇水重整制氢设备的余气温度及余气燃烧发电。

所述低温余热发电机组连接发电机组开关控制单元，发电机组开关控制单元连接若干温度传感器，在各个温度传感器感应的数据满足设定要求时，控制低温余热发电机组打开；在各个温度传感器感应的数据满足设定要求时，控制低温余热发电机组关闭。

所述氢燃料电池还包括控制参数记录模块、历史数据库、历史数据获取模块、实时控制参数获取模块、数据比对模块、自适应模块。

所述控制参数记录模块用以将控制参数记录至历史数据库中，控制参数包括工作中的用电设备标识、各工作中的用电设备在设定周期内的平均功率、环境参数数据、发电量数据、氢气供应量、甲醇水原料输送量。所述历史数据库用以存储控制参数的历史数据。所述历史数据获取模块用以从历史数据库中获取历史控制参数。所述实时控制参数获取模块用以获取实时的控制参数。所述数据比对模块用以将实时控制参数获取模块获取的实时控制参数与历史数据获取模块获取的历史控制参数进行比对，着重比对工作中的用电设备标识、各工作中的用电设备在设定周期内的平均功率、环境参数数据；获取与实时控制参数相似度最高的历史控制参数。所述自适应模块用以根据所述数据比对模块获取的相似度最高的历史控制参数储备甲醇水原料，并以此作为初始开机状态下制氢量的参考。

所述氢燃料电池还包括收集利用装置；所述收集利用装置连接氢气发电系统的排气通道出口，从排出的气体中分别收集氢气、氧气、水，利用收集到的氢气、氧气供制氢子系统或/和氢气发电系统使用，收集到的水作为制氢子系统的原料，从而循环使用。

所述收集利用装置包括氢氧分离器、氢水分离器、氢气止回阀、氧水分离器、氧气止回阀，将氢气与氧气分离，而后分别将氢气与水分离、氧气与水分离。

请参阅图7，所述甲醇制备设备包括：氮气输送装置A1、氢气输送装置A2、二氧化碳输送装置A3、第一混合器A4、第二混合气A5、微型固定床反应器A7、背压阀A8、醇水分离器A6、色谱仪A9、甲醇液化装置、甲醇收集容器、主控模块。所述二氧化碳输送装置连接所述储存容器收集二氧化碳的一侧；制备得到的甲醇输送至储存容器的甲醇水混合液一侧。

所述氮气输送装置A1包括氮气存储容器、第一输送管路，第一输送管路设有第一截止阀A11、第一质量流量计A12。所述二氧化碳输送装置A3包括二氧化碳存储容器、第二输送管路，第二输送管路设有第二截止阀、第二质量流量计。所述氢气输送装置A3包括氢气存储容器、第三输送管路、第四输送管路，第三输送管路设有第三截止阀、第三质量流量计，第四输送管路设有第四截止阀、第四质量流量计。所述氢气存储容器A3通过第三输送管路与第一输送管路连接，第三输送管路与第一输送管路交汇于一第一三通阀A13。所述氢气存储容器通过第四输送管路与第二输送管路连接，第四输送管路与第二输送管路交汇于一第一四通阀A14。所述第一三通阀A13与第一混合器A4连接，第一混合器A4的另一端与第二三通阀A15连接；第二三通阀A15通过第五输送管路连接微型固定床反应器A7，第五输送管路设有第五质量流量计、压强计。所述微型固定床反应器A7的另一端连接第四三通阀A16，第四三通阀A16还连接背压阀A8，背压阀A8的另一端连接一第二四通阀A10。所述第一四通阀A14与第二混合器A5连接，第二混合器A5的另一端与第三三通阀A17连接；醇水分离器A6、第二三通阀A15连接第三三通阀A17，醇水分离器A6、甲醇液化装置、色谱仪A9连接第二四通阀A10；甲醇液化装置与甲醇收集容器连接。

所述主控模块控制各个部件动作，先控制高纯氮气和高纯氢气以设定的比例经过第一混合器混合后通过催化剂床层排空，待催化剂还原完成后切换气体为氢气和二氧化碳的混合气，气体通过催化剂床层经背压阀升压到一定压力再经醇水分离器分离出产物甲醇和水，未反应的气体经过原料气补充后继续通过反应器循环反应。

所述甲醇水重整制氢设备还包括：甲醇水收集装置、甲醇浓度传感器、浓度调配装置、高浓度甲醇水容器。

所述氢燃料电池包括水收集装置、第一换热装置、空气压缩装置。所述甲醇制备设备包括二氧化碳输送接口、氢气输送接口，二氧化碳输送接口连接所述甲醇水重整制氢设备的二氧化碳收集管路，氢气输送接口连接所述甲醇水重整制氢设备的氢气输送管路。

所述甲醇水重整制氢设备将制得的氢气中部分输送至氢燃料电池，部分通过燃烧维持甲醇水重整制氢设备的运行；将收集的二氧化碳输送至甲醇制备设备，排放的余气通过燃烧用于维持甲醇水重整制氢设备的运行。

所述氢燃料电池将部分生成的电能输送至甲醇水重整制氢设备、甲醇制备设备，氢燃料电池收集的水输送至甲醇水重整制氢设备；氢燃料电池排放的热量通过第一换热装置，为甲醇水重整制氢设备的甲醇水原料预热。所述甲醇制备设备制得甲醇水溶液，输送至甲醇水重整制氢设备。所述甲醇水收集装置连接甲醇制备设备，用以收集甲醇制备设备制得的甲醇水溶液。所述甲醇浓度传感器设置于甲醇水收集装置内，用以感应甲醇水溶液中的甲醇浓度。所述浓度调配装置包括调配容器、第一调配阀体、第二调配阀体、第三调配阀体、搅拌机构、调配控制单元，第一调配阀体、第二调配阀体分别设有阀体控制机构。

所述甲醇水收集装置、水收集装置、高浓度甲醇水容器分别通过各自的管路及输送泵连接调配容器，搅拌机构设置于调配容器中。

所述甲醇水收集装置设置第一调配阀体，水收集装置设置第二调配阀体，高浓度甲醇水容器设置第三调配阀体；调配控制单元根据甲醇浓度传感器感应的数据计算甲醇水溶液或/和水或/和高浓度甲醇水溶液的配比，控制甲醇水收集装置、水收集装置、高浓度甲醇水容器对应调配阀体的开关，使得在调配容器中调配的甲醇水溶液中，甲醇浓度达到设定值。

所述甲醇水重整制氢设备排出的高温气体作为电动汽车空调暖气的热源，通过热量交换装置为车辆供暖；热量交换装置包括若干换热管路，换热管路内为车辆空调的流通气体，换热管路外为制氢设备排出的高温气体或者被高温气体加热后的高温液体。

所述热量交换装置设有微处理器、阀门控制器、高温气体温度传感器、流量传感器，微处理器分别连接阀门控制器、高温气体温度传感器、流量传感器、车辆空调控制器，根据高温气体温度传感器、流量传感器感应的高温气体的温度、流量及车辆空调的控制参数控制阀门控制器，通过阀门控制器调整阀门的大小，从而调整通向热量交换装置内的高温气体的流量。

所述水氢发电机还包括主储存容器，主储存容器包括第一液位识别单元、阀门、输送泵体、连接管路；第一液位识别单元用以识别主储存容器的液位，连接管路设有阀门及输送泵体。所述储存容器设有第二液位识别机构，用以识别储存容器的液位；在储存容器内的液位低于设定值时，输送泵体从主储存容器向储存容器输送甲醇水原料。

所述水氢发电机或控制终端还包括语音数据库、语音识别模块、语音命令执行模块、语音自学习模块、语音数据库更新模块；所述语音数据库用以存储语音数据，以及各语音数据对应的执行命令；所述语音识别模块用以将获取的语音数据与所述语音数据库中的语音数据进行比对，若语音数据库中存在符合的语音数据，将比对结果反馈至语音命令执行模块；所述语音命令执行模块用以根据语音识别模块的识别结果执行对应的命令；所述语音自学习模块用以根据用户的语音发声习惯为其设定特定的语音比对数据；语音比对数据通过语音自学习模块根据用户的发音习惯自学习得到；所述语音数据库更新模块用以将所述语音自学习模块为设定用户设定的特定语音比对数据更新至语音数据库中，使得语音数据库中设定用户具有特定的语音比对数据库。

具体地，所述语音自学习模块用以获取用户的第一语音数据，判断该第一语音数据是否有记录，若无记录，初始化其语音值序列；若有记录，则获取该第一语音数据的语音值序列；语音值序列中记录至少一个数据，该数据代表某语音数据与另一语音数据的语音值，该语音值达到设定阈值时，表示某语音数据与另一语音数据相近似，认为两者对应同一语音命令。

若语音识别模块未能在语音数据库中找到对应的语音数据，或者被用户反馈语音识别模块识别错误；若用户在设定时间内发出第二语音数据被语音识别模块识别成功，或者用户通过其他途径发送控制命令、该控制命令对应的语音数据为第二语音数据；则将第一语音数据对应第二语音数据的语音值增加设定值，而后，判断该语音值是否达到设定阈值；若达到设定阈值，则该用户对应的语音比对数据库中，将第一语音数据增加至第二语音数据对应的控制命令所对应的语音数据，且第一语音数据的比对优先级大于第二语音数据，在后续比对过程中被优先比对。

所述水氢发电机或控制终端还包括手势数据库、手势识别模块、手势命令执行模块、手势自学习模块、手势数据库更新模块；所述手势数据库用以存储手势数据，以及各手势数据对应的执行命令；所述手势识别模块用以将获取的手势数据与所述手势数据库中的手势数据进行比对，若手势数据库中存在符合的手势数据，将比对结果反馈至手势命令执行模块；所述手势命令执行模块用以根据手势识别模块的识别结果执行对应的命令；所述手势自学习模块用以根据用户的手势习惯为其设定特定的手势比对数据；手势比对数据通过手势自学习模块根据用户的手势习惯自学习得到；所述手势数据库更新模块用以将所述手势自学习模块为设定用户设定的特定手势比对数据更新至手势数据库中，使得手势数据库中设定用户具有特定的手势比对数据库；

具体地，所述手势自学习模块用以获取用户的第一手势数据，判断该第一手势数据是否有记录，若无记录，初始化其手势值序列；若有记录，则获取该第一手势数据的手势值序列；手势值序列中记录至少一个数据，该数据代表某手势数据与另一手势数据的手势值，该手势值达到设定阈值时，表示某手势数据与另一手势数据相近似，认为两者对应同一手势命令；

若手势识别模块未能在手势数据库中找到对应的手势数据，或者被用户反馈手势识别模块识别错误；若用户在设定时间内发出第二手势数据被手势识别模块识别成功，或者用户通过其他途径发送控制命令、该控制命令对应的手势数据为第二手势数据；则将第一手势数据对应第二手势数据的手势值增加设定值，而后，判断该手势值是否达到设定阈值；若达到设定阈值，则该用户对应的手势比对数据库中，将第一手势数据增加至第二手势数据对应的控制命令所对应的手势数据，且第一手势数据的比对优先级大于第二手势数据，在后续比对过程中被优先比对。

所述水氢发电机还包括用电量预测模块、氢气缓冲存储容器。

所述用电量预测模块用以根据历史数据或/和不同用户的用电习惯预测设定时间内的用电量。

所述用电量预测模块包括用电历史数据库、用户生活习惯数据库、用户位置信息获取单元、用户识别单元、用户习惯分析单元、用电设备习惯分析单元、用电量预测单元。

所述用电历史数据库用以存储设定时间内各个用电设备的用电情况，记录各个用电设备由哪个用户打开、由哪个或哪些用户使用、由哪个用户关闭；用户打开/关闭用电设备设定时间内的用户生活习惯数据、用户实时位置信息。

所述用户生活习惯数据库用以记录用户随时携带的便携电子终端存储的用户生活习惯数据。所述便携电子终端包括主控制芯片、肌电传感器、无线通讯模块，主控制芯片分别连接肌电传感器、无线通讯模块；肌电传感器记录用户的实时肌电数据。

所述用户位置信息获取单元用以获取用户的实时位置信息。

各个用电设备均设置用户识别单元，所述用户识别单元用以在打开用电设备时、关闭用电设备时识别打开、关闭该用电设备的用户，同时每隔设定时间识别用电设备由哪个或哪些用户使用；所述用户识别单元为人脸识别设备。

所述用户习惯分析单元用以根据用电历史数据库记录的各个用户对各用电设备的用电情况，结合用户生活习惯数据库记录的用户生活习惯数据，从中得出各个用电设备开启及关闭的规律；所述用户习惯分析单元根据用电历史数据库，判断设定用户每次打开第一用电设备后是否都在设定时间内会打开第二用电设备，或者打开第二用电设备的几率超过设定阈值；若是，则将设定数据发送至用电量预测单元；所述用电量预测单元在用户识别单元识别到该用户打开第一用电设备时，判断在设定时间内第二用电设备预计会被打开。所述用户习惯分析单元用以判断各用电设备的使用情况与用户肌电数据变化规律是否满足设定阈值，若满足，则将各用电设备的使用情况与用户肌电数据变化规律关联；若出现相同的用户肌电数据变化规律作为该用电设备使用的提前预测，并发送至用电量预测单元；所述用电量预测单元在识别到肌电传感器感应的用户肌电数据存在对应变化规律时，预测对应用电设备在设定时间的使用情况。

所述用电设备习惯分析单元用以根据用电历史数据库记录的各个用电设备的用电情况，获取其中用电设备开关的关联信息，从中得出各个用电设备开启及关闭的规律；用电设备习惯分析单元根据用电历史数据库，判断某一时间区间，各个用电设备否被打开；若是，则将设定数据发送至用电量预测单元；所述用电量预测单元在该时间区间到来前做提前储氢准备。

所述用电量预测单元用以根据用电历史数据库、用户生活习惯数据库、便携电子终端、用户位置信息获取单元、用户识别单元、用户习惯分析单元、用电设备习惯分析单元的数据预测设定时间内的用电量情况，若预测设定时间内有超过设定阈值的电能需要消耗时，控制甲醇水重整制氢设备提高制氢量，并将部分氢气存储于氢气缓冲存储容器中作为用电缓冲。

所述用电量预测单元还设有用电设备选择面板，用以供用户选择设定时间内将要打开的用电设备；接收用户反馈的信息后，根据用户的选择做预测判断。

所述氢气缓冲存储容器用以存储甲醇水重整制氢设备生成的部分氢气，为后续氢燃料电池发电做准备。

所述氢气缓冲存储容器内设有氢气压力传感器，用以感应氢气缓冲存储容器内的气压。

所述甲醇水重整制氢设备包括氢气输送泵体、氢气输送控制器，氢气输送控制器根据所述氢气压力传感器感应的实时气压数据控制氢气输送泵体的输送功率；输送功率随着氢气缓冲存储容器内气压的增加而增加，随着氢气缓冲存储容器内气压的降低而降低。

所述氢气缓冲存储容器设有容积调节机构，用以调节氢气缓冲存储容器的容积，根据氢气缓冲存储容器内的压强大小作调节；若氢气缓冲存储容器内的压强超过/低于设定压强，容积调节机构通过调节侧壁的位置增加/减少氢气缓冲存储容器的容积。

所述电动汽车还包括第二电动发动机、能量存储单元、动能转换单元，动能转换单元、能量存储单元、第二电动发动机依次连接；所述动能转换单元将电动汽车刹车制动的能量转换为电能存储于能量存储单元内，为第二电动发动机提供电能；

所述第二电动发动机还连接氢燃料电池，由氢燃料电池为第二电动发动机提供能源；

所述电动汽车还包括道路环境感应模块、分配数据库、氢气分配模块；氢气分配模块分别与道路环境感应模块、分配数据库连接，根据道路环境感应模块感应的数据以及分配数据库中的数据为各电动发动机分配对应的氢气；

所述道路环境感应模块用以感应道路拥堵信息、地面平整度信息；道路拥堵信息根据电动汽车实时速度，加速、减速频率，以及停车时间确定；地面平整度信息根据电动汽车底盘上设置的倾角传感器确定；

所述分配数据库中存储若干数据表，数据表中记录各个道路拥堵信息、地面平整度信息对应的为电动发动机、第二电动发动机分配氢气的数据；电动发动机、第二电动发动机中一个用于驱动后轮或/和前轮，另一个用于驱动前轮或/和后轮；

所述甲醇水重整制氢设备设置于车身的密封容器内，密封容器设置至少一通道，用以放置甲醇水输送管路、氢气输送管路、余气排放管路；甲醇水输送管路、氢气输送管路、余气排放管路与对应通道通过密封机构密封。

请参阅图9，所述电动机4设有温度传感器42、水冷散热装置，水冷散热装置包括设置于电动机周边的散热管路43；散热管路43连接储存容器130，散热管路43设有阀门41，阀门41连接阀门控制器；阀门控制器连接电动机设置的温度传感器42，根据对应温度传感器42感应的温度信息控制对应阀门41的开关。此外，发动机5也可以设置上述冷却结构。所述电动机、水氢发电机将各自的信息发送至同一控制中心，共享信息，统一控制。

实施例二

一种具有水冷氢燃料电池的电动汽车，所述电动汽车包括水氢发电机、电动机、行走机构，所述水氢发电机连接电动机，电动机连接行走机构；所述水氢发电机包括：甲醇水重整制氢设备、氢燃料电池；所述甲醇水重整制氢设备包括原料输送装置、甲醇水输送管路、重整装置、分离装置、氢气输送管路、控制电路板；所述控制电路板分别连接原料输送装置、重整装置、分离装置，控制各个装置工作；所述原料输送装置通过甲醇水输送管路分别连接储存容器及重整装置，所述原料输送装置将储存容器中的甲醇水原料输送至重整装置；所述重整装置连接分离装置，分离装置连接氢气输送管路；所述分离装置包括膜分离装置。所述氢燃料电池包括燃料电池水冷装置，通过水冷装置为燃料电池降温。

实施例三

本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中，所述重整装置还包括快速启动装置；所述快速启动装置为甲醇水重整制氢设备提供启动能源。所述快速启动装置包括第一启动装置、第二启动装置。所述第一启动装置包括第一加热机构、第一气化管路，第一气化管路的内径为1～2mm，第一气化管路紧密地缠绕于第一加热机构上；所述第一气化管路的一端连接储存容器，通过原料输送装置将甲醇送入第一气化管路中；第一气化管路的另一端输出被气化的甲醇，而后通过点火机构点火燃烧；或者，第一气化管路的另一端输出被气化的甲醇，且输出的甲醇温度达到自燃点，甲醇从第一气化管路输出后直接自燃。所述第二启动装置包括第二气化管路，第二气化管路的主体设置于所述重整室内，第一气化管路或/和第二气化管路输出的甲醇为重整室加热的同时加热第二气化管路，将第二气化管路中的甲醇气化；所述重整室内壁设有加热管路，加热管路内放有催化剂；所述快速启动装置通过加热所述加热管路为重整室加热；所述制氢系统启动后，制氢系统通过制氢设备制得的氢气提供运行所需的能源。

所述快速启动装置的初始启动能源可以为若干太阳能启动模块，太阳能启动模块包括依次连接的太阳能电池板、太阳能电能转换电路、太阳能电池；太阳能启动模块为第一加热机构提供电能；或者，所述快速启动装置的初始启动能源为手动发电机，手动发电机将发出的电能存储于电池中。

实施例四

本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中，所述制氢设备包括电磁加热装置(用来为重整室、分离室加热，通过电加热来代替甲醇或氢气的燃烧加热)；所述氢燃料电池连接制氢设备，将发出的部分直流电输送至制氢设备；制氢设备通过自己制得的直流电带动电磁加热装置为重整室、分离室加热；同时，还将发出的直流电输送至系统的各设备，供各设备运行，同时还供氢燃料电池自身运行。

电磁加热装置包括形成重整室的重整缸体、形成分离室的分离缸体，设置于重整缸体外的第一加热线圈，分离缸体外的第二加热线圈，重整缸体、分离缸体内的温度传感器、压力传感器，以及电磁控制器；电磁控制器根据温度传感器、压力传感器感应到的数据控制第一加热线圈、第二加热线圈的电流，能使重整室、分离室瞬间达到设定温度。

综上所述，本发明提出的具有水冷氢燃料电池的电动汽车，可利用甲醇水重整制氢发出的电能提供动能，节约能源，无污染气体排放，减少对环境的污染，且无需花费时间充电；通过设置水冷装置，能有效降低设备的噪音，提升车辆的静音水准。同时本发明可以有效地利用自然能源发电，并能将多余电能以甲醇的方式存储，在供电高峰可以通过甲醇发电。本发明更有利于充分地利用能源，节能环保。此外，通过设置缓冲电源，在水氢发电机冷启动时(通常需要几分钟时间)可以为车辆提供电能。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (6)

1.一种具有水冷氢燃料电池的电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括水氢发电机、电动机、行走机构，所述水氢发电机连接电动机，电动机连接行走机构；

所述水氢发电机包括：甲醇水重整制氢设备、氢燃料电池；所述甲醇水重整制氢设备利用甲醇水重整制氢，制得的氢气通过氢燃料电池发电，为电动汽车提供电能；

所述氢燃料电池包括燃料电池水冷装置，通过水冷装置为燃料电池降温；所述水冷装置包括水冷介质容器、水冷介质泵体、水冷通道，燃料电池的电堆布设水冷通道，水冷通道的入口、出口分别连接水冷介质容器，水冷介质泵体与水冷通道连接。

2.根据权利要求1所述的具有水冷氢燃料电池的电动汽车，其特征在于：

所述电动机设有温度传感器、水冷散热装置，水冷散热装置包括设置于电动机周边的散热管路；散热管路连接储存容器，管路设有阀门，阀门连接阀门控制器；阀门控制器连接电动机设置的温度传感器，根据对应温度传感器感应的温度信息控制对应阀门的开关。

3.根据权利要求1所述的具有水冷氢燃料电池的电动汽车，其特征在于：

所述电动机、水氢发电机将各自的信息发送至同一控制中心，共享信息，由控制中心统一控制。

4.根据权利要求1所述的具有水冷氢燃料电池的电动汽车，其特征在于：

所述甲醇水重整制氢设备包括原料输送装置、甲醇水输送管路、重整装置、分离装置、氢气输送管路、控制电路板；所述控制电路板分别连接原料输送装置、重整装置、分离装置，控制各个装置工作；

所述原料输送装置通过甲醇水输送管路分别连接储存容器及重整装置，所述原料输送装置将储存容器中的甲醇水原料输送至重整装置；

所述重整装置连接分离装置，分离装置连接氢气输送管路；所述分离装置包括膜分离装置。

5.根据权利要求1所述的具有水冷氢燃料电池的电动汽车，其特征在于：

所述氢燃料电池还包括缓冲电源，所述氢燃料电池连接缓冲电源；所述缓冲电源为锂电池或超级电容。

6.根据权利要求1所述的具有水冷氢燃料电池的电动汽车，其特征在于：

所述水氢发电机或控制终端还包括语音数据库、语音识别模块、语音命令执行模块、语音自学习模块、语音数据库更新模块；

所述语音数据库用以存储语音数据，以及各语音数据对应的执行命令；

所述语音识别模块用以将获取的语音数据与所述语音数据库中的语音数据进行比对，若语音数据库中存在符合的语音数据，将比对结果反馈至语音命令执行模块；

所述语音命令执行模块用以根据语音识别模块的识别结果执行对应的命令；

所述语音自学习模块用以根据用户的语音发声习惯为其设定特定的语音比对数据；语音比对数据通过语音自学习模块根据用户的发音习惯自学习得到；

所述语音数据库更新模块用以将所述语音自学习模块为设定用户设定的特定语音比对数据更新至语音数据库中，使得语音数据库中设定用户具有特定的语音比对数据库；

具体地，所述语音自学习模块用以获取用户的第一语音数据，判断该第一语音数据是否有记录，若无记录，初始化其语音值序列；若有记录，则获取该第一语音数据的语音值序列；语音值序列中记录至少一个数据，该数据代表某语音数据与另一语音数据的语音值，该语音值达到设定阈值时，表示某语音数据与另一语音数据相近似，认为两者对应同一语音命令；

若语音识别模块未能在语音数据库中找到对应的语音数据，或者被用户反馈语音识别模块识别错误；若用户在设定时间内发出第二语音数据被语音识别模块识别成功，或者用户通过其他途径发送控制命令、该控制命令对应的语音数据为第二语音数据；则将第一语音数据对应第二语音数据的语音值增加设定值，而后，判断该语音值是否达到设定阈值；若达到设定阈值，则该用户对应的语音比对数据库中，将第一语音数据增加至第二语音数据对应的控制命令所对应的语音数据，且第一语音数据的比对优先级大于第二语音数据，在后续比对过程中被优先比对；

所述水氢发电机或控制终端还包括手势数据库、手势识别模块、手势命令执行模块、手势自学习模块、手势数据库更新模块；

所述手势数据库用以存储手势数据，以及各手势数据对应的执行命令；

所述手势识别模块用以将获取的手势数据与所述手势数据库中的手势数据进行比对，若手势数据库中存在符合的手势数据，将比对结果反馈至手势命令执行模块；

所述手势命令执行模块用以根据手势识别模块的识别结果执行对应的命令；

所述手势自学习模块用以根据用户的手势习惯为其设定特定的手势比对数据；手势比对数据通过手势自学习模块根据用户的手势习惯自学习得到；

所述手势数据库更新模块用以将所述手势自学习模块为设定用户设定的特定手势比对数据更新至手势数据库中，使得手势数据库中设定用户具有特定的手势比对数据库；

具体地，所述手势自学习模块用以获取用户的第一手势数据，判断该第一手势数据是否有记录，若无记录，初始化其手势值序列；若有记录，则获取该第一手势数据的手势值序列；手势值序列中记录至少一个数据，该数据代表某手势数据与另一手势数据的手势值，该手势值达到设定阈值时，表示某手势数据与另一手势数据相近似，认为两者对应同一手势命令；

若手势识别模块未能在手势数据库中找到对应的手势数据，或者被用户反馈手势识别模块识别错误；若用户在设定时间内发出第二手势数据被手势识别模块识别成功，或者用户通过其他途径发送控制命令、该控制命令对应的手势数据为第二手势数据；则将第一手势数据对应第二手势数据的手势值增加设定值，而后，判断该手势值是否达到设定阈值；若达到设定阈值，则该用户对应的手势比对数据库中，将第一手势数据增加至第二手势数据对应的控制命令所对应的手势数据，且第一手势数据的比对优先级大于第二手势数据，在后续比对过程中被优先比对；

所述水氢发电机还包括用电量预测模块、氢气缓冲存储容器；

所述用电量预测模块用以根据历史数据或/和不同用户的用电习惯预测设定时间内的用电量；

所述用电量预测模块包括用电历史数据库、用户生活习惯数据库、用户位置信息获取单元、用户识别单元、用户习惯分析单元、用电设备习惯分析单元、用电量预测单元；

所述用电历史数据库用以存储设定时间内各个用电设备的用电情况，记录各个用电设备由哪个用户打开、由哪个或哪些用户使用、由哪个用户关闭；用户打开/关闭用电设备设定时间内的用户生活习惯数据、用户实时位置信息；

所述用户生活习惯数据库用以记录用户随时携带的便携电子终端存储的用户生活习惯数据；所述便携电子终端包括主控制芯片、肌电传感器、无线通讯模块，主控制芯片分别连接肌电传感器、无线通讯模块；肌电传感器记录用户的实时肌电数据；

所述用户位置信息获取单元用以获取用户的实时位置信息；

各个用电设备均设置用户识别单元，所述用户识别单元用以在打开用电设备时、关闭用电设备时识别打开、关闭该用电设备的用户，同时每隔设定时间识别用电设备由哪个或哪些用户使用；所述用户识别单元为人脸识别设备；

所述用户习惯分析单元用以根据用电历史数据库记录的各个用户对各用电设备的用电情况，结合用户生活习惯数据库记录的用户生活习惯数据，从中得出各个用电设备开启及关闭的规律；所述用户习惯分析单元根据用电历史数据库，判断设定用户每次打开第一用电设备后是否都在设定时间内会打开第二用电设备，或者打开第二用电设备的几率超过设定阈值；若是，则将设定数据发送至用电量预测单元；所述用电量预测单元在用户识别单元识别到该用户打开第一用电设备时，判断在设定时间内第二用电设备预计会被打开；所述用户习惯分析单元用以判断各用电设备的使用情况与用户肌电数据变化规律是否满足设定阈值，若满足，则将各用电设备的使用情况与用户肌电数据变化规律关联；若出现相同的用户肌电数据变化规律作为该用电设备使用的提前预测，并发送至用电量预测单元；所述用电量预测单元在识别到肌电传感器感应的用户肌电数据存在对应变化规律时，预测对应用电设备在设定时间的使用情况；

所述用电设备习惯分析单元用以根据用电历史数据库记录的各个用电设备的用电情况，获取其中用电设备开关的关联信息，从中得出各个用电设备开启及关闭的规律；用电设备习惯分析单元根据用电历史数据库，判断某一时间区间，各个用电设备否被打开；若是，则将设定数据发送至用电量预测单元；所述用电量预测单元在该时间区间到来前做提前储氢准备；

所述用电量预测单元用以根据用电历史数据库、用户生活习惯数据库、便携电子终端、用户位置信息获取单元、用户识别单元、用户习惯分析单元、用电设备习惯分析单元的数据预测设定时间内的用电量情况，若预测设定时间内有超过设定阈值的电能需要消耗时，控制甲醇水重整制氢设备提高制氢量，并将部分氢气存储于氢气缓冲存储容器中作为用电缓冲；

所述用电量预测单元还设有用电设备选择面板，用以供用户选择设定时间内将要打开的用电设备；接收用户反馈的信息后，根据用户的选择做预测判断；

所述氢气缓冲存储容器用以存储甲醇水重整制氢设备生成的部分氢气，为后续氢燃料电池发电做准备；

所述氢气缓冲存储容器内设有氢气压力传感器，用以感应氢气缓冲存储容器内的气压；

所述甲醇水重整制氢设备包括氢气输送泵体、氢气输送控制器，氢气输送控制器根据所述氢气压力传感器感应的实时气压数据控制氢气输送泵体的输送功率；输送功率随着氢气缓冲存储容器内气压的增加而增加，随着氢气缓冲存储容器内气压的降低而降低；

所述氢气缓冲存储容器设有容积调节机构，用以调节氢气缓冲存储容器的容积，根据氢气缓冲存储容器内的压强大小作调节；若氢气缓冲存储容器内的压强超过/低于设定压强，容积调节机构通过调节侧壁的位置增加/减少氢气缓冲存储容器的容积。