电动车的充电补水站的制作方法

1.本技术涉及补给站的技术领域，具体涉及一种电动车的充电补水站。


背景技术：

2.在我国的沿海发达的新城区，由于电网分布较为密集，设计规划较为先进合理，因此，电动车的充电较为方便，驾驶者不易出现难充电所导致的里程焦虑。但在一些老旧城区，其传统电网布局的负荷较低，难以实现对大量电动车集中充电的需求。此外，在城市与城市之间的高速公路上，经济欠发达、电网覆盖率较低的村镇地区，以及一些经济和交通欠发达的中西部地区，电网覆盖率较低，如架设专线，建立专门的充电站，铺设成本高昂，且电能传输损失较大，进一步推高了充电成本，电动车的充电也将出现很大的困难。
3.大型的电动车辆在行驶过程中除了需要充电之外，往往需要大量的水进行冷却和降温，而车辆驾驶和乘坐人员则需清洁的饮用水源。
4.但在交通和电网欠发达的地区，水资源的短缺和分配不均往往是伴随充电困难同时出现的另一个常态化问题。因此，需要设计一种在电网覆盖率低的地区可以同时对电动车辆进行充电和补水、且成本低的补给站。


技术实现要素：

5.因此，本技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的在交通和电网欠发达地区，电动车存在充电补水困难、成本高的缺陷，从而提供一种电动车的充电补水站。
6.为解决上述技术问题，本技术的技术方案如下：
7.一种电动车的充电补水站，包括：
8.甲酸制氢装置，包括甲酸储存罐、甲酸制氢反应器、以及连接在所述甲酸储存罐和所述甲酸制氢反应器之间的进样泵，所述进样泵将甲酸从所述甲酸储存罐泵入所述甲酸制氢反应器中，所述甲酸制氢反应器用于将甲酸分解生成氢气和二氧化碳；
9.提纯装置，与所述甲酸制氢反应器的出气口连通，适于从所述甲酸制氢反应器排出的混合气体中提取出氢气；
10.燃料电池，其阳极与所述提纯装置的出气口相连通，供氢气在其内部与燃料电池阴极处的氧气发生电化学反应以产生电能；
11.储能电池，与所述燃料电池连接，用于存储所述燃料电池生成的电能；所述储能电池连接有为车辆进行充电的充电桩；
12.蓄水器，与所述燃料电池的出水口连通，适于收集所述燃料电池内生成的水。
13.进一步地，所述蓄水器上连接有水泵，所述水泵适于抽出所述蓄水器内的水。
14.进一步地，所述蓄水器的出水口连通有净水装置，所述净水装置适于对水进行净化。
15.进一步地，所述净水装置的出水端还连接有罐装装置，所述罐装装置适于将净化后的水装在水瓶内。
16.进一步地，所述提纯装置的出气口还连通有储氢罐，所述提纯装置的出气口和所述储氢罐之间还设有氢气压缩机，所述氢气压缩机适于将所述提纯装置的出气口流出的氢气压缩后送入所述储氢罐内存储；所述储氢罐的出口阀和所述燃料电池之间设有减压阀，所述减压阀适于将所述储氢罐内的氢气减压后输入所述燃料电池的阳极。
17.进一步地，所述燃料电池的电能输出端与所述甲酸制氢装置电连接，并为所述甲酸制氢装置提供电能。
18.进一步地，所述燃料电池连通有空气压缩机，所述空气压缩机适于为所述燃料电池的阴极提供空气。
19.进一步地，所述燃料电池的电能输出端与所述空气压缩机电连接，并为所述空气压缩机提供电能。
20.进一步地，所述燃料电池和所述储能电池之间电连接有充电控制器。
21.进一步地，所述充电桩包括直流充电桩和交流充电桩，所述储能电池和所述交流充电桩之间电连接有dc/ac转换器，所述储能电池和所述直流充电桩之间电连接有dc/dc转换器。
22.本技术技术方案，具有如下优点：
23.1.本技术提供的电动车的充电补水站，充电补水站依靠其自身配备的甲酸制氢装置中的甲酸制氢反应器制取氢气，并将所制得氢气通入燃料电池的阳极，氢气在燃料电池内与燃料电池阴极处的氧气发生化学反应，将化学能转变为电能，并利用储能电池将电能储蓄起来，然后通过与储能电池电连接的充电桩为电动车充电，也即，电动车的充电补水站自身即具备产生电能并储备电能，并借助充电桩为电动车充电的功能，与现有技术中，在电网覆盖率比较低的偏远地区通过另外架设专线以建立专门的充电站的方式相比，不仅可以减少充电站的建设成本，而且可以减少电能通过专线长途输送到充电站的电能损失，从而可以大幅降低电动车在电网覆盖率低的偏远地区的充电成本。另外，氢气和氧气化学反应过程中产生的水，又可被蓄水器收集。如此一来，电动车的充电补水站既可为电动车充电又可为电动车补水，进而解决在交通和电网欠发达地区，电动车存在充电补水困难、成本高的问题。
24.2.本技术提供的电动车的充电补水站，蓄水器上连接有水泵，水泵适于抽出蓄水器内的水，为电动车加水以对电动车进行降温。另外，蓄水器的出水口连通有净水装置，净水装置适于对水进行净化，净水装置的出水端还连接有罐装装置，罐装装置适于将净化后的水装在水瓶内，方便驾乘人员饮用。
25.3.本技术提供的电动车的充电补水站，依靠燃料电池的电能输出端为甲酸制氢装置和空气压缩机提供电能的设计，对于电力匮乏地区或电力不稳定地区显得尤为重要，避免电动车的充电补水站因电力中断而无法工作的情形，再者，对于需要设置电动车的充电补水站的偏远地区来讲，经过的电动车数量较少，电能比较容易出现富裕，使用燃料电池的电能输出端为甲酸制氢装置和空气压缩机提供电能，也是对富裕电能的充分利用。
26.4.本技术提供的电动车的充电补水站，用甲酸为储氢媒介，与传统储氢罐提供氢气相比，极大程度的降低氢气的运输成本，提高运输半径；而且，与甲醇分布式制氢技术相比，甲酸制氢可在更低的温度和压力下平缓进行，能耗较低，且产生的氢气中co含量低，进一步降低提纯成本。
附图说明
27.为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，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。
28.图1为本技术的电动车的充电补水站的平面示意图。
29.附图标记说明：
30.11、甲酸储存罐；12、甲酸制氢反应器；13、进样泵；2、提纯装置；21、氢气压缩机；22、储氢罐；23、减压阀；3、燃料电池；4、空气压缩机；5、充电控制器；6、储能电池；7、交流充电桩；71、dc/ac转换器；8、直流充电桩； 81、dc/dc转换器；9、蓄水器；91、水泵；92、净水装置；93、罐装装置。
具体实施方式
31.下面将结合附图对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
32.在本技术的描述中，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技术和简化描述，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技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
34.此外，下面所描述的本技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
35.实施例
36.如图1所示，本实施例提供一种电动车的充电补水站，包括甲酸制氢装置、提纯装置2、燃料电池3、储能电池6以及蓄水器9。
37.甲酸制氢装置包括甲酸储存罐11、甲酸制氢反应器12、以及连接在甲酸储存罐11和甲酸制氢反应器12之间的进样泵13，进样泵13将甲酸从甲酸储存罐11泵入甲酸制氢反应器12中，甲酸制氢反应器12用于将甲酸分解生成氢气和二氧化碳。
38.提纯装置2与甲酸制氢反应器12的出气口连通，适于从甲酸制氢反应器 12排出的混合气体中提取出氢气。
39.燃料电池3包括阳极和阴极，燃料电池3的阳极与提纯装置2的出气口相连通，氢气和燃料电池3阴极处的氧气在燃料电池3的内部发生电化学反应以产生电能。具体地，燃料电池3为质子交换膜燃料电池，当然，也可以是固体氧化物燃料电池等。在本实施例中，燃料
电池3阴极处的氧气来自空气压缩机 4向燃料电池3的阴极处内输送的空气。
40.储能电池6与燃料电池3电连接，用于存储燃料电池3生成的电能；储能电池6连接有为电动车进行充电的充电桩。
41.蓄水器9与燃料电池3的出水口连通，适于收集燃料电池3内生成的水。
42.由于电动车的充电补水站，可依靠其自身配备的甲酸制氢装置中的甲酸制氢反应器12所制得并进入燃料电池3阳极的氢气，与燃料电池3阴极处的氧气发生化学反应，将化学能转变为电能，并利用储能电池6将电能储蓄起来，然后通过与储能电池6电连接的充电桩为电动车充电，也即，电动车的充电补水站自身即具备产生电能并储备电能，并借助充电桩为电动车充电的功能，与现有技术中，在电网覆盖率比较低的偏远地区通过另外架设专线以建立专门的充电站的方式相比，不仅可以减少充电站的建设成本，而且可以减少电能通过专线长途输送到充电站的电能损失，从而可以大幅降低电动车在电网覆盖率低的偏远地区的充电成本，另外，氢气和氧气化学反应过程中产生的水，又可被蓄水器9收集。如此一来，电动车的充电补水站既可为电动车充电又可为电动车补水，进而解决在交通和电网欠发达地区，电动车存在充电补水困难、成本高的问题。
43.燃料电池3和储能电池6之间电连接有充电控制器5，在储能电池6充电过程中，当出现充电电压或充电电流过大、储能电池6温度过高、储能电池6 充电饱和等情况时，充电控制器5可以切断充电电流，以保证储能电池6的安全。燃料电池3产生的电能经过充电控制器5调节控制后进入储能电池6，储能电池6电连接dc/ac转换器71，以将储能电池6内的电能转化为交流电传输至交流充电桩7，供电电压为220v，电流范围为0a－32a，输出频率为50hz，或者，储能电池6电连接dc/dc转换器81，将储能电池6内的电能转化为直流电传输至直流充电桩8，供电电压范围为200v－600v，电流范围为0a－60a，以为电动车等设备提供快速充电。
44.另外，燃料电池3的电能输出端还可与甲酸制氢装置电连接，为甲酸制氢装置提供电能，另外，燃料电池3的电能输出端还可与空气压缩机4电连接，为空气压缩机4提供电能。这种依靠燃料电池3的电能输出端为甲酸制氢装置和空气压缩机4提供电能的设计，对于电力匮乏地区或电力不稳定地区显得尤为重要，因为燃料电池3产生的电能可补充电力中断期间，甲酸制氢装置和空气压缩机4工作所需电能，避免电动车的充电补水站因电力中断而无法工作的情形，再者，对于需要设置电动车的充电补水站的偏远地区来讲，经过的电动车数量较少，电能比较容易出现富裕，使用燃料电池3的电能输出端为甲酸制氢装置和空气压缩机4提供电能，也是对富裕电能的充分利用。
45.对于没有外接电力为电动车的充电补水站提供初始启动电能的情况，可于出厂时，向前述储能电池6充电，用储能电池6内充入的电能启动电动车的充电补水站的甲酸制氢装置和空气压缩机4工作，待燃料电池3发电稳定后，可由燃料电池3的电能输出端直接为甲酸制氢装置和空气压缩机4提供电能。
46.提纯装置2的出气口还连通有储氢罐22，优选地，提纯装置2的出气口和储氢罐22之间还设有氢气压缩机21，氢气压缩机21适于将提纯装置2的出气口流出的氢气压缩后送入储氢罐22内存储；储氢罐22的出口阀和燃料电池3 之间设有减压阀23，减压阀23适于将储氢罐22内的氢气减压后输入燃料电池 3的阳极。氢气压缩机21的设置可减小储氢罐22的体积，进而减小整个电动车的充电补水站的尺寸，以便在相等大小的空间内布置更多的电
动车的充电补水站，减压阀23的设计，可避免高压氢气对燃料电池3产生损伤。
47.蓄水器9上连接有水泵91，水泵91适于抽出蓄水器9内的水，为电动车加水降温。另外，蓄水器9的出水口连通有净水装置92，净水装置92适于对水进行净化，净水装置92的出水端还连接有罐装装置93，罐装装置93适于将净化后的水装在水瓶内，方便驾乘人员饮用。
48.蓄水器9将燃料电池3出水口处的水收集，并通过水泵91、净水装置92 和罐装装置93利用水的优点分析如下：
49.在生活便利的城镇上，或，临近城镇的郊区，水，对大家而言，触手可及，至少获得比较方便。但是，在交通和电网欠发达地区(通常为偏远地区)，那里沿途未铺设自来水管道，即使铺设有自来水管道，自行水的控制阀门也设置在居民家中，不利于水源的获取，并且，沿途的商店也稀少，这对电动车补水和人员补水来讲，造成非常大的困扰。对照现实中的各种困难，电动车的充电补水站的补水功能就显得尤为重要，具有非常高的实效性。
50.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本技术创造的保护范围之中。