CN115306507A - 移动式车载电源系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种移动式车载电源系统，系统包括：太阳能集热模块，连接至超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块和熔盐储热模块，用于为超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块供热，将供热剩余的热能存储至熔盐储热模块；超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块，连接制冷供热模块，用于：将热能转换为电能，热电转换后的工质中的热量供至制冷供热模块，以使制冷供热模块进行制冷或者供热；控制模块用于在超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块的发电功率低于预设值时控制熔盐储热模块将所存储的热能供至超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块，以及控制制冷供热模块进行制冷和供热的切换。本申请实施例可以提高热能的利用率。

Description

移动式车载电源系统

技术领域

本申请属于电源技术领域，尤其涉及一种移动式车载电源系统。

背景技术

超临界二氧化碳动力转换技术具有系统简化、效率高、体积小、易于实现模块化建设等技术优势，因此应用超临界二氧化碳布雷顿循环实现发电是一种非常具有前景的发电技术。

单独应用典型再压缩布雷顿循环实现热电转换，难以实现更多的能量利用，因此具有能源利用率低的问题，尤其不适用于偏远地区的能源单一的现状。

发明内容

本申请实施例提供一种移动式车载电源系统，能够提高能源利用率。

本申请实施例提供一种动式车载电源系统，包括：超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块、制冷供热模块、太阳能集热模块、熔盐储热模块和控制模块，其中：

所述太阳能集热模块，连接至所述超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块和所述熔盐储热模块，用于为所述超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块供热，将供热剩余的热能存储至所述熔盐储热模块；

所述超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块，连接所述制冷供热模块，用于：将热能转换为电能，并热电转换后的工质中的热量供至所述制冷供热模块，以使所述制冷供热模块进行制冷或者供热；

所述控制模块，连接至所述超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块和所述制冷供热模块，用于在所述超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块的发电功率低于预设值时控制所述熔盐储热模块将所存储的热能供至所述超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块，以及控制所述制冷供热模块进行制冷和供热的切换。

本申请实施例的动式车载电源系统，太阳能集热模块为超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块提供热能，超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块将热能转换为电能，同时超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块为制冷供热模块提供热能，以使制冷供热模块进行制冷或者供热。当太阳能集热模块获取的热能较多时，太阳能集热模块还会将多余的热能存储在熔盐储罐中。而当超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块的发电功率较低时，控制模块控制熔盐储罐释放热能，使得熔盐储罐和太阳能集热模块同时为超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块提供热能，从而保证超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块提供热能的发电量，可以使得电源系统可以实现长距离供电，提高电源系统发电的可持续性，克服了太阳能不可持续性应用的缺点，可以广泛应用于工业及生活。由于将太阳能转换为热能，进而将热能转换为电能，太阳能是一种清洁能源，具有安全环保的优点。同时电源系统在发电之外还可以供暖和制冷，实现了热能的多方面利用，从而提高了热能的利用率。将超临界二氧化碳布雷顿发电循环技术与供热、制冷相结合，构成能源多形式利用的联合循环，能解决偏远地区能源单一、能源利用率低等问题，且还能缓解偏远地区的交通运输压力。而且，电源系统可固定应用也可长途移动式应用，在军、民车载电源、城市环卫建设等方面具有重要意义。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一个实施例提供的移动式车载电源系统的整体框图；

图2是本发明一个实施例提供的移动式车载电源系统的电路结构示意图；

图3是本申请一个实施例提供的移动式车载电源系统在应用场景中的部署示意图。

附图标记：10-超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块；20-制冷供热模块；30-太阳能集热模块；40-熔盐储热模块；50-控制模块；60-牵拉锁扣；1-第一换热器；2-透平；3-发电机；4-太阳能集热器；5-第三换热器；6-熔盐储罐；7-第一回热器；8-第二回热器；9-第一压缩机；10-第二压缩机；11-冷却器；12-第二换热器；13-喷射器；14-冷凝器；15-蒸发器；16-工质泵；17-热用户；a-第二阀门；b-第一阀门；c-第四阀门；d-第三阀门；18-太阳能集热板。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请，而不是限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

为了解决现有技术问题，本申请实施例提供了一种动式车载电源系统。

下面结合图1对本申请实施例提供的动式车载电源系统进行介绍。参见图1，本申请实施例提供的动式车载电源系统包括：超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块10、制冷供热模块20、太阳能集热模块30、熔盐储热模块40和控制模块50，其中：

所述太阳能集热模块30，连接至所述超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块10和所述熔盐储热模块40，用于为所述超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块10供热，将供热剩余的热能存储至所述熔盐储热模块40。

所述超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块10，连接所述制冷供热模块，用于：将热能转换为电能，并热电转换后的工质中的热量供至所述制冷供热模块20，以使所述制冷供热模块20进行制冷或者供热；

所述控制模块50，连接至所述超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块10和所述制冷供热模块20，用于在所述超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块10的发电功率低于预设值时控制所述熔盐储热模块40将所存储的热能供至所述超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块10，以及控制所述制冷供热模块20进行制冷和供热的切换。

可理解的是，超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块10的作用从太阳能集热模块30中获取热能，将热能转换为电能，实现电源系统的电力供应。超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块10中采用的工质即下文中的第一工质二氧化碳，在将热能转换为电能后，二氧化碳可以称之为乏气，乏气的温度还是很高的。超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块10除了能够进行电力供应之外，还可以将热电转换后的乏气中的热量提供给制冷供热模块20，以供制冷供热模块20进行制冷或者供热，其中供热可以为用户提供生活热水或者供暖。制冷处理后可以为用户提供冷气。

可理解的是，超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块10的原理是再压缩布雷顿循环技术，基于这一原理的模块结构有多种，在下文中会提供超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块10的一种具体结构。

可理解的是，太阳能集热模块30的作用是为超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块10提供热源，整个电源系统的热量主要来源于太阳能集热模块30，在满足超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块10所需热能之后的多余热能可以利用熔盐储热模块40储存起来，这样可以在例如无阳光照射等原因导致热能不足时将熔盐储热模块40中的热能释放出来，以驱动超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块10发电。

其中，控制模块50可以但不限于DCS控制系统，DCS控制系统也可以称为集散控制系统。集散控制系统是以微处理器为基础，采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的新一代控制系统。其主要特征是它的集中管理和分散控制。

可理解的是，控制模块50的作用是控制所述制冷供热模块20进行制冷和供热的切换，因此在需要制冷时开启制冷供热模块20的制冷功能，在需要供热时开启制冷供热模块20的供热功能。除此之外，控制模块50还会控制何时利用熔盐储热模块40中存储的热能供电。具体的，如果超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块10的发电功率低于一定程度时，说明此时太阳能集热模块30为超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块10提供的热能不足，此时可以控制熔盐储热模块40中的热能释放出来为超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块10提供热能。

本申请实施例的移动式车载电源系统，太阳能集热模块30为超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块10提供热能，超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块10将热能转换为电能，同时超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块10为制冷供热模块20提供热能，以使制冷供热模块20进行制冷或者供热。当太阳能集热模块30获取的热能较多时，太阳能集热模块30还会将多余的热能存储在熔盐储罐中。而当超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块10的发电功率较低时，控制模块50控制熔盐储罐释放热能，使得熔盐储罐和太阳能集热模块30同时为超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块10提供热能，从而保证超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块10提供热能的发电量，可以使得电源系统可以实现长距离供电，提高电源系统发电的可持续性。电源系统在发电之外还可以供暖和制冷，实现了热能的多方位利用，从而提高了热能的利用率。

在一个实施例中，参见图2，所述超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块可以包括第一换热器1、透平2和发电机3，其中：

第一换热器1，连接透平2，用于获取所述太阳能集热模块提供的热能，利用所述热能对第一工质进行加热，将加热后的第一工质输入至所述透平2中；其中，所述第一工质为二氧化碳。

所述透平2，连接发电机3，用于将所述第一工质中的热能转换为机械能；

所发电机3，用于将所述机械能转换为电能。

也就是说，太阳能集热模块为第一换热器1提供热能，这样经过第一换热器1的第一工质被加热至高温状态。高温高压的第一工质进入透平2之后，透平2会将热能转换为机械能，这样发电机3可以将机械能转换为电能，从而实现热能至电能的转换。在透平2中做功后的第一工质可以称为乏气。

可理解的是，透平，英文为turbine，是将流体介质中蕴有的能量转换成机械功的机器，又称涡轮。

基于第一换热器1、透平2和发电机3，可以实现发电，从而对外提供电能。

更进一步的，参见图2，所述超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块还可以包括：

第一回热器7，所述第一回热器7的热侧入口连接所述透平2，所述第一回热器7的热侧出口连接第二回热器8的热侧入口，所述第一回热器7的热侧用于将在所述透平2中进行能量转换后的第一工质进行降温后输入至第二回热器8的热侧；其中，在所述透平2中进行能量转换后的第一工质为所述乏气。

第二回热器8，所述第二回热器8的热侧出口连接第一压缩机9和第二换热器12，所述第二回热器8的热侧用于将经过第一回热器7的热侧的第一工质进行降温后输入至所述第一压缩机9和所述第二换热器12。

所述第一压缩机9，连接所述第一回热器7的冷侧入口，用于将所述第二回热器8的热侧输出的第一工质进行升压后输入至所述第一回热器7的冷侧。

所述第二换热器12，连接冷却器11，用于将所述第二回热器8的热侧输出的第一工质中的热能传递至制冷供热模块。

所述冷却器11，连接第二压缩机10，用于经过所述第二换热器12的第一工质进行冷却处理。

所述第二压缩机10，连接所述第二回热器8的冷侧入口，用于将冷却处理后的第一工质进行升压后输入至所述第二回热器8的冷侧。

所述第二回热器8的冷侧出口连接所述第一回热器7的冷侧入口，所述第二回热器8的冷侧用于将所述第二压缩机10升压后的第一工质进行升温；

所述第一回热器7的冷侧出口连接所述第一换热器1，所述第一回热器7的冷侧用于将所述第二回热器8的冷侧输出的第一工质和所述第一压缩机9升压后的第一工质进行升温，将升温后的第一工质返回至所述第一换热器1中加热。

也就是说，透平2做功之后的乏气即第一工质从第一回热器7的热侧入口进入第一回热器7的热侧，然后从第一回热器7的热侧出口输出，在这个过程中因为热量交换会将热量传递给第一回热器7的冷侧中的第一工质，因此第一回热器7的热侧输出的第一工质温度会降低。即第一回热器7的热侧将透平2输出的第一工质进行降温。第一回热器7的热侧出口连接第二回热器8的热侧入口，这样从第一回热器7的热侧出口输出的第一工质会从第二回热器8的热侧入口进入到第二回热器8的热侧中，然后从第二回热器8的热侧出口输出。在经过第二回热器8的热侧后，由于热量交换会将第二回热器8的热侧的热能传递给第二回热器8的冷侧中的第一工质，因此经过第二回热器8热侧的第一工质的温度会降低。

接着，由于第二回热器8的热侧出口连接第一压缩机9和第二换热器12，因此从第二回热器8的热侧输出的第一工质分流，一部分进入到第一压缩机9中进行工质升压，另一部分会进入到第二换热器12中。经过第二换热器12的热量交换后第一工质的温度降低，温度降低后的第一工质进入到冷却器11中，经过冷却器11的冷却，第一工质的温度进一步的降低，之后第一工质进入到第二压缩机10中，第二压缩机10对第一工质进行升压，得到低温高压的第一工质。然后将低温高压的第一工质输入给第二回热器8的冷侧，进入第二回热器8的冷侧的第一工质会吸收第二回热器8热侧的热能，因此经过第二回热器8冷侧的第一工质的温度上升。第一压缩机9将第一工质升压后输入给第一回热器7的冷侧，因此进入到第一回热器7的冷侧的第一工质来自两部分，一部分是经过第一压缩机9升压后的第一工质，一部分是经过第二回热器8冷侧的第一工质。这两部分第一工质在第一回热器7的冷侧中吸收第一回热器7中热侧的第一工质的热量后温度升高，升温后的第一工质进入到第一换热器1中进行加热，至此完成超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环。

其中，第二换热器12的作用是将热量传递给冷供热模块，以供冷供热模块进行制冷或供热。

以上结构的超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块，利用回热器的热量交换进行降温和升温，利用两个压缩机对第一工质进行升压，从而形成布雷顿循环，在这个过程为自循环，控制模块不需要进行干预。

在一个实施例中，参见图2，所述太阳能集热模块可以包括：

太阳能集热板18，连接所述太阳能集热器4，用于将太阳能转换为热能后供至所述太阳能集热器4；

太阳能集热器4，连接所述第一换热器1，用于将获取的热能供至所述第一换热器1。

也就是说，太阳能集热板吸收太阳能后转换为热能，然后将热能传递给太阳能集热器4，这样太阳能集热器4便可以将热能提供给超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块，具体提供给第一换热器1，使得第一换热器1对第一工质进行加热。

可理解的是，在太阳能集热模块中采用的热能媒介可以不同于第一工质，具体采用何种介质可以根据需要选择，例如，水。

上述结构的太阳能集热模块具有结构简单的优点。

在一个实施例中，参见图2，所述熔盐储热模块可以包括：

熔盐储罐6；

第三换热器5，连接至所述太阳能集热器4和所述熔盐储罐6，用于将所述太阳能集热器4所提供的热能存储在所述熔盐储罐6中。

其中，所述太阳能集热器4用于将所述太阳能集热板提供的热能供至所述第一换热器1和所述第三换热器5。

也就是说，太阳能集热器4从太阳能集热板吸收的热能分为两部分，一部分提供给第一换热器1，从而为超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块提供热能，另一部分提供给第三换热器5，第三换热器5将工质中的热能传递给熔盐，使得熔盐储罐6将多余的热能存储起来。该工质是指太阳能集热模块中的工质。

这里了熔盐储热模块的一种具体结构，该结构简单，热量损失少。

在一个实施例中，参见图2，为了对熔盐储罐6的热能释放进行控制，可以在所述熔盐储罐6和所述第一换热器1的连接管路上设置第一阀门b；对应的，所述控制模块分别连接所述第一阀门b和所述发电机3，所述控制模块用于：对发电机的发电功率进行监测，在所述发电机3的发电功率低于预设值时控制所述第一阀门b打开，在所述发电机3的发电功率高于所述预设值时保持所述第一阀门b为关闭状态。

也就是说，由于控制模块与发电机3连接，因此可以实时通过发电机3的发电功率确定超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块获得的热能供给是否充足。当发电机3的发电功率高于所述预设值时，说明超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块获得的热能供给是充足的，不需要熔盐储罐6释放热能，此时第一阀门b保持关闭状态即可。而当发电机3的发电功率低于预设值时，说明超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块获得的热能供给是不充足，此时控制模块将第一阀门b打开，这样熔盐储罐6会释放热能。熔盐储罐6释放的热能和太阳能集热模块提供的热能共同为超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块提供热能。

在上述控制方式中，仅需要发电功率一个参量就可以得知需要对第一阀门b进行何种控制，控制过程简单，故障率低。

在一个实施例中，参见图2，为了对太阳能集热器4获取的热能是否通过熔盐存储起来进行控制，在所述太阳能集热器4和所述第三换热器5的连接管路上设置第二阀门a；对应的，所述控制模块分别连接所述第二阀门a和所述第一换热器1，所述控制模块用于：在所述第一换热器1出口的第一工质温度低于预设温度时控制所述第二阀门a关闭，在所述第一换热器1出口的第一工质温度高于预设温度时保持所述第二阀门a为打开状态。

也就是说，当第一换热器1出口的第一工质温度高于预设温度时，说明太阳能集热器4输出的热能充足，可以将多余的热能存储在熔盐储罐6中，所以将第二阀门a保持在打开状态。如果第一换热器1出口的第一工质的温度低于预设温度，说明太阳能集热器4输出的热能不足，此时不能将热能存储在熔盐储罐6中，因此将第二阀门a关闭。当然，如果同时发电机3的发电功率低于预设值，可以将第一阀门b打开，利用熔盐储罐6和太阳能集热器4同时提供热能。

在上述控制方式中，仅需要根据第一换热器1出口的第一工质温度就得知需要对第二阀门a进行何种控制，控制过程简单，故障率低。

在一个实施例中，所述制冷供热模块包括制冷回路和供热回路 ；制冷回路用于进行制冷，供热回路用于进行供热。供热回路连接所述第二换热器12，所述供热回路中的第三工质从所述第二换热器12吸收热能后提供给热用户17。参见图2，所述制冷回路可以包括如下结构：

喷射器13，连接冷凝器14和所述第二换热器12，用于将从所述第二换热器12获取热能的第二工质进行绝热膨胀处理后输入至所述冷凝器14中。

所述冷凝器14，连接至工质泵16和蒸发器15，用于对绝热膨胀处理后的第二工质进行冷凝处理并分离，将分离后得到的液态的第二工质供至所述工质泵16，将分离后得到的汽液混合的第二工质经过节流阀降压后供至所述蒸发器15。

所述工质泵16，连接所述第二换热器12，用于将液态的第二工质进行升压后供至所述第二换热器12中吸收热量。

所述蒸发器15，连接所述喷射器13，用于将汽液混合的第二工质进行汽化处理后返回至所述喷射器13。

其中，第二工质为制冷剂，具体采用何种流体可以根据实际场景选择。

可理解的是，第二工质从第二换热器12获取热能后进入到喷射器13中，喷射器13对第二工质进行绝热膨胀处理，得到低压高速的工质流。将绝热膨胀处理后的第二工质输入至冷凝器14中，冷凝器14对第二工质进行冷凝处理并进行分离，得到液态的第二工质和汽液混合的第二工质。液态的第二工质进入到工质泵16中进行升压，升压后的第二工质进入到第二换热器12中吸收热量。汽液混合的第二工质经过节流阀降压后进入到蒸发器15中，蒸发器15将汽液混合的第二工质进行汽化后被喷射器13中的低压高速工质流抽走，完成整个制冷循环。

其中，第三工质可以和第二工质相同，也可以不同。

其中，第三工质从第二换热器12获取热能，提供给热用户17，热能消耗后的第三工质再回到第二换热器12吸收热能，完成供热循环。

这种结构的制冷供热模块的控制过程非常简单，不需要控制模块参与，即可实现自行制冷或供热，简单可靠。

进一步的，为了便于对制冷和供热的切换控制，可以在所述供热回路和所述第二换热器12之间设置第三阀门d，在所述制冷回路和所述第二换热器12之间设置第四阀门c，所述第三阀门d和所述第四阀门c均连接至所述控制模块；对应的，所述控制模块用于：通过控制所述第三阀门d关闭和所述第四阀门c打开，使得所述制冷供热模块为制冷状态；通过控制所述第三阀门d打开和所述第四阀门c关闭，使得所述制冷供热模块为供热状态。

也就是说，控制模块控制第三阀门d关闭和所述第四阀门c打开，这样可以使得制冷供热模块为制冷状态。控制模块控制所述第三阀门d打开和所述第四阀门c关闭，这样可以使得制冷供热模块为供热状态。

可见，制冷循环和供热循环可以通过阀门自由切换，可以非常方便的控制制冷供热模块的工作模式。

在本申请实施例中，超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块为基础，耦合了制冷供热模块，并采用太阳能集热模块和熔盐储罐6提供热能。当太阳光照充足时，太阳能集热模块将热能供给超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块发电和供给熔盐储罐6进行存储。如果太阳光照不足时，可以通过第二阀门a关闭，截断储热回路，所有的热能用于发电。如果太阳能集热模块的热能仍不足以支撑超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块发电运行时，可以打开第一阀门b，利用熔盐储罐6中的热能发电。控制模块对第三阀门d、第四阀门c的控制可以实现供热和制冷的切换。可见，控制模块通过对各个阀门的控制，可以实现对整个电源系统的控制，控制过程简单、故障率低。

在一个实施例中，参见图3，所述系统的各个模块装载在集装箱内，所述集装箱的底部设置有可拆卸车轮，所述集装箱上设置有牵拉锁扣60。

其中，集装箱的尺寸可以根据需要设置，例如，10m*4 m *4m。由于配备有牵拉锁扣和可拆卸车轮，可以非常方便的将电源系统在车辆上进行安装和拖拽移动，可以灵活的应用于军工和民用。

在本申请实施例中，太阳能集热模块为超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块提供热能，超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块将热能转换为电能，同时超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块为制冷供热模块提供热能，以使制冷供热模块进行制冷或者供热。当太阳能集热模块获取的热能较多时，太阳能集热模块还会将多余的热能存储在熔盐储罐中。而当超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块的发电功率较低时，控制模块控制熔盐储罐释放热能，使得熔盐储罐和太阳能集热模块同时为超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块提供热能，从而保证超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块提供热能的发电量，可以使得电源系统可以实现长距离供电，提高电源系统发电的可持续性，克服了太阳能不可持续性应用的缺点，可以广泛应用于工业及生活。由于将太阳能转换为热能，进而将热能转换为电能，太阳能是一种清洁能源，具有安全环保的优点。同时电源系统在发电之外还可以供暖和制冷，实现了热能的多方位利用，从而提高了热能的利用率。将超临界二氧化碳布雷顿发电循环技术与供热、制冷相结合，构成能源多形式利用的联合循环，能解决偏远地区能源单一、能源利用率低等问题，且还能缓解偏远地区的交通运输压力。而且，电源系统可固定应用也可长途移动式应用，在军、民车载电源、城市环卫建设等方面具有重要意义。还有，通过模块化的方式可以缩小电源系统的体积。

本申请实施例将太阳能供热技术与超临界二氧化碳布雷顿循环发电技术结合在一起，耦合了射流制冷和生活供暖供热，采用熔盐储热的形式解决太阳能不可持续利用的缺点，充分利用超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块的小型化、可模块化的特点，可以将整个电源系统集中在集装箱中实现电源系统的可移动性和结构紧凑，并配有控制模块自动平衡发电和熔盐储热的分配，可以保证发电优先，从而实现优先为车辆供电。可见，本申请实施例提供一种利用太阳能储热来实现取暖制冷的移动式车载电源系统。整个电源系统的热量来源于太阳能集热模块，多余的能量利用熔盐储罐储存起来，用于无阳光照射时的能量供应，进而保证在无阳光照射时的正常发电。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种移动式车载电源系统，其特征在于，包括：超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块、制冷供热模块、太阳能集热模块、熔盐储热模块和控制模块，其中：

所述太阳能集热模块，连接至所述超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块和所述熔盐储热模块，用于为所述超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块供热，将供热剩余的热能存储至所述熔盐储热模块；

所述超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块，连接所述制冷供热模块，用于：将热能转换为电能，并将热电转换后的工质中的热量供至所述制冷供热模块，以使所述制冷供热模块进行制冷或者供热；

所述控制模块，连接至所述超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块和所述制冷供热模块，用于在所述超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块的发电功率低于预设值时控制所述熔盐储热模块将所存储的热能供至所述超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块，以及控制所述制冷供热模块进行制冷和供热的切换。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述工质为第一工质；所述超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块包括：

第一换热器，连接透平，用于获取所述太阳能集热模块提供的热能，利用所述热能对第一工质进行加热，将加热后的第一工质输入至所述透平中；其中，所述第一工质为二氧化碳；

所述透平，连接发电机，用于将所述第一工质中的热能转换为机械能；

所述发电机，用于将所述机械能转换为电能。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述太阳能集热模块包括：

太阳能集热板，连接太阳能集热器，用于将太阳能转换为热能后供至所述太阳能集热器；

太阳能集热器，连接所述第一换热器，用于将获取的热能供至所述第一换热器。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述熔盐储热模块包括：

熔盐储罐；

第三换热器，连接至所述太阳能集热器和所述熔盐储罐，用于将所述太阳能集热器所提供的热能存储在所述熔盐储罐中；

其中，所述太阳能集热器用于将所述太阳能集热板提供的热能供至所述第一换热器和所述第三换热器。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述熔盐储罐和所述第一换热器的连接管路上设置有第一阀门；

对应的，所述控制模块分别连接所述第一阀门和所述发电机，所述控制模块用于：在所述发电机的发电功率低于预设值时控制所述第一阀门打开，在所述发电机的发电功率高于所述预设值时保持所述第一阀门为关闭状态。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述太阳能集热器和所述第三换热器的连接管路上设置有第二阀门；

对应的，所述控制模块分别连接所述第二阀门和所述第一换热器，所述控制模块用于：在所述第一换热器出口的第一工质温度低于预设温度时控制所述第二阀门关闭，在所述第一换热器出口的第一工质温度高于预设温度时保持所述第二阀门为打开状态。

7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环模块还包括：

第一回热器，所述第一回热器的热侧入口连接所述透平，所述第一回热器的热侧出口连接第二回热器的热侧入口，所述第一回热器的热侧用于将在所述透平中进行能量转换后的第一工质进行降温后输入至第二回热器的热侧；

第二回热器，所述第二回热器的热侧出口连接第一压缩机和第二换热器，所述第二回热器的热侧用于将经过第一回热器热侧的第一工质进行降温后输入至所述第一压缩机和所述第二换热器；

所述第一压缩机，连接所述第一回热器的冷侧入口，用于将所述第二回热器的热侧输出的第一工质进行升压后输入至所述第一回热器的冷侧；

所述第二换热器，连接冷却器，用于将所述第二回热器的热侧输出的第一工质中的热能传递至制冷供热模块；

所述冷却器，连接第二压缩机，用于经过所述第二换热器的第一工质进行冷却处理；

所述第二压缩机，连接所述第二回热器的冷侧入口，用于将冷却处理后的第一工质进行升压后输入至所述第二回热器的冷侧；

所述第二回热器的冷侧出口连接所述第一回热器的冷侧入口，所述第二回热器的冷侧用于将所述第二压缩机升压后的第一工质进行升温；

所述第一回热器的冷侧出口连接所述第一换热器，所述第一回热器的冷侧用于将所述第二回热器的冷侧输出的第一工质和所述第一压缩机升压后的第一工质进行升温，将升温后的第一工质返回至所述第一换热器中加热。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述制冷供热模块包括制冷回路和供热回路 ；

其中，所述制冷回路包括：

喷射器，连接冷凝器和所述第二换热器，用于将从所述第二换热器获取热能的第二工质进行绝热膨胀处理后输入至所述冷凝器中；

所述冷凝器，连接至工质泵和蒸发器，用于对绝热膨胀处理后的第二工质进行冷凝处理并分离，将分离后得到的液态的第二工质供至所述工质泵，将分离后得到的汽液混合的第二工质经过节流阀降压后供至所述蒸发器；

所述工质泵，连接所述第二换热器，用于将液态的第二工质进行升压后供至所述第二换热器中吸收热量；

所述蒸发器，连接所述喷射器，用于将汽液混合的第二工质进行汽化处理后返回至所述喷射器；

其中，供热回路连接所述第二换热器，所述供热回路中的第三工质从所述第二换热器吸收热能后提供给热用户。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述供热回路和所述第二换热器之间设置有第三阀门，所述制冷回路和所述第二换热器之间设置有第四阀门，所述第三阀门和所述第四阀门均连接至所述控制模块；

对应的，所述控制模块用于：通过控制所述第三阀门关闭和所述第四阀门打开，使得所述制冷供热模块为制冷状态；通过控制所述第三阀门打开和所述第四阀门关闭，使得所述制冷供热模块为供热状态。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统的各个模块装载在集装箱内，所述集装箱的底部设置有可拆卸车轮，所述集装箱上设置有牵拉锁扣。

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