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一种双氢燃料电池应急电源车的制作方法

作者:admin      2022-08-31 13:33:23     273



车辆装置的制造及其改造技术1.本发明涉及应急电源车技术领域,具体为一种双氢燃料电池应急电源车。背景技术:2.在电力中断,突发事故或临时用特定供电场所等领域,应急发电车是一种有效的供电方式。目前基于移动应急发电车的电源供应方式主要为柴油发电机组供电方式,噪音大、易造成环境污染;少数采用锂离子电池供电方式,但充电慢、能量密度小;极少数采用氢燃料电池发电机组供电方式,但车辆动力系统采用柴油、锂离子电池等能源,仍然存在环境污染、补电慢、功率小、成本高等不足。在申请号为200820158867.x的专利申请中,提出了一种风能燃油混合移动电源车,仍需以柴油作为其能源供应。在申请号200910034761.8的专利申请中,提出了一种涉及风力,太阳能,燃油混合发电车,但其结构复杂,使用不方便。在申请号为201010208177.2专利申请中,提出了一种涉及氢燃料电池发电车,但其为单燃料电池反应堆发电,且未阐明整车动力系统是否可参与发电,存在发电功率较小、发电量小等不足。所以就需要一种双氢燃料电池应急电源车。技术实现要素:3.本发明的目的在于提供一种双氢燃料电池应急电源车;4.本发明是这样实现的,本发明包括电源车车体,电源车车体包括底盘和安装在底盘上的上装,所述上装的中部设有上装储氢系统,与所述上装储氢系统相邻固定设有高压配电系统,与所述高压配电系统相邻设有消防系统,与所述消防系统相邻设有锂电池系统、空调系统和控制系统,与所述空调系统相邻设有逆变输出系统,在逆变输出系统的一侧在上装的尾端设有电缆及绞盘系统;所述上装储氢系统、高压配电系统、逆变输出系统、空调系统、电缆及绞盘系统依次连接;5.其中,在所述底盘上设有底盘储氢系统,在所述底盘储氢系统的下方设有底盘氢燃料系统,与所述底盘氢燃料系统连接有底盘锂电池,所述底盘锂电池连接有高压配电盒,所述高压配电盒的输出端与上装上的高压配电系统连接,所述高压配电盒的输出端连接有动力系统。本发明将两组上装储氢系统、底盘储氢系统作为发电源。一组氢燃料电池安装在底盘上,在车辆行驶时给整车提供动力,在车辆驻停发电时和另一组安装在上装箱体内的氢燃料电池共同为外部提供发电,对外提供大功率的电力供应;6.双氢燃料电池应急电源车由底盘燃料电池系统、上装燃料电池系统、锂电池系统共同提供直流电源,直流电源经逆变输出系统后逆变为交流电源,交流电源通过电缆及绞盘子系统并网或离网为电网用户供电。同时,可以在逆变输出系统的输出端接入交流电源,交流电源经逆变输出系统整流后为锂电池系统进行充电。7.进一步,所述动力系统包括电驱系统和与电驱系统连接的电机,所述高压配电盒连接有降压dc/dc,所述降压dc/dc连接有24v蓄电池,并且所述降低dc/dc与控制系统的输入端连接。所述电源车体的上装在上装储氢系统、消防系统的侧壁,和底盘上的底盘储氢系统的侧壁上均开设有检修门。8.进一步,所述逆变输出系统为直流电转三相交流电装置,所述空调系统为车厢温度湿度调节装置,所述消防系统为传感器及灭火装置。当发生氢气浓度过高或烟雾时,触发报警及灭火装置,以便人员发现及第一时间扑灭着火点。9.本发明将底盘氢燃料系统作为发电时的并联能源,故对底盘电连接进行模块兼顾设计,兼顾底盘动力行驶及驻停发电功能,将底盘部分的系统连接在车辆行驶时设置为独立输出回路,行驶时与上装能量源通过机械开关物理隔开;当驻停发电时,控制系统闭合k0继电器,命令动力系统输出锁止,保证发电时车辆处于绝对静止状态。底盘电能通过高压配电系统与上装电能并联,并由高压配电系统一起输送至逆变输出系统,最终电能通过电缆及绞盘系统输出至电网及负载。10.本发明提供一种双氢燃料电池应急电源车使用方法,具体按以下步骤执行:11.s5.1:在控制系统上设置独立可控开关,驾驶员闭合控制系统的低压上电开关,24v蓄电池将对控制系统、上装储氢系统、锂电池系统、底盘储氢系统及底盘氢燃料系统、逆变输出系统、动力系统进行低压供电,供电成功后各系统控制器低压唤醒;12.s5.2:控制系统发送保电模式状态给动力系统,动力系统控制非必要的接触器断开,并将行驶禁止;13.s5.3:控制系统收到上装储氢系统、锂电池系统、底盘储氢系统及底盘氢燃料系统、逆变输出系统低压准备就绪或自检成功后,等待车辆发电请求;14.s5.4:驾驶员闭合控制系统发电请求开关,控制系统给锂电池系统发送高压上电指令,锂电池系统收到此指令后闭合内部可控开关,开始供电;15.s5.5:控制系统根据锂电池系统反馈的可控开关状态信息,判断是否闭合k0/k1可控开关,如时间阈值,可设置为1s,后控制系统仍未收到锂电池系统可控开关信息,退出发电请求策略;16.s5.6:锂电池系统可控开关闭合成功后,控制系统闭合k0/k1可控开关,若k0/k1可控开关在预设次,可设置为3次,后未闭合,退出发电请求策略;17.s5.7:k0/k1可控开关闭合成功后,高压配电盒进行预充,并反馈给控制系统预充状态,如时间阈值,可设置为3s,后控制系统仍未收到预充信息,报预充故障,退出发电请求策略;18.s5.8:预充成功后控制系统给上装储氢系统和底盘氢燃料系统发送开机指令,等待功率输出;19.s5.9:控制器收到逆变输出系统的功率请求后,将功率请求发送至上装储氢系统、底盘储氢系统及底盘氢燃料系统,其中上装储氢系统、底盘储氢系统根据功率请求控制氢气输出量请求控制功率输出。20.进一步,空调系统自身设置温度湿度传感器检测当前环境温度湿度,可自适应控制温度湿度变化,保证车厢环境处于恒温恒湿状态;消防系统通过在上装储氢系统、锂电池系统、底盘储氢系统设置氢浓度传感器、烟雾传感器等硬件监测装置监测各系统的安全状态。21.进一步,本发明提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述程序被主控制器执行时实现如上述中任一项所述的方法。22.与现有技术相比,本发明的有益效果是:23.1、具有能源消耗小、污染小、体积小、重量小、环保性高,碳排放低的优点,解决传统柴油电源车,能源消耗大、污染大、体积大、重量大、环保性差,高碳排放的问题;24.2、能量密度大、补充能源快,解决了锂离子电池电源车,能量密度小、补充能源慢的问题;25.3、成本低,通用性高,解决了锂电或柴油作为动力能源,氢能作为发电能源的应急电源车成本高、能源补充通用性差、环境污染等问题;26.4、利用氢气作为供能的新能源发电技术,车辆排放的只有清洁的空气和水,相比传统柴油电源车,具有安静、零碳、清洁、环保等诸多优点;相比锂离子电池电源车,因氢气能量密度远高于以能量密度相对较高而被高端电动车广泛使用的锂电池,氢能源车具有加氢时间短,补电快、电量足等诸多优点,较于柴油动力氢能发电的应急电源车,本发明解决的不仅是底盘动力电堆与上装发电电堆的并联协调应用,而且较大程度上降低整车保电成本。附图说明27.为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。28.图1是本发明的系统连接结构图;29.图2是本发明的车体结构图;30.图3是本发明的方法流程图;31.其中,1底盘储氢系统,2高压配电系统,3上装储氢系统,4消防系统,5锂电池系统,6逆变输出系统,7电缆及绞盘系统,8空调系统,9控制系统,10检修门。具体实施方式32.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。33.请参阅图1-3,一种双氢燃料电池应急电源车,包括电源车车体,电源车车体包括底盘和安装在底盘上的上装,所述上装的中部设有上装储氢系统,与所述上装储氢系统相邻固定设有高压配电系统,与所述高压配电系统相邻设有消防系统,与所述消防系统相邻设有锂电池系统、空调系统和控制系统,与所述空调系统相邻设有逆变输出系统,在逆变输出系统的一侧在上装的尾端设有电缆及绞盘系统;所述上装储氢系统、高压配电系统、逆变输出系统、空调系统、电缆及绞盘系统依次连接;34.其中,在所述底盘上设有底盘储氢系统,在所述底盘储氢系统的下方设有底盘氢燃料系统,与所述底盘氢燃料系统连接有底盘锂电池,所述底盘锂电池连接有高压配电盒,所述高压配电盒的输出端与上装上的高压配电系统连接,所述高压配电盒的输出端连接有动力系统。35.本实施例中,所述动力系统包括电驱系统和与电驱系统连接的电机,所述高压配电盒连接有降压dc/dc,所述降压dc/dc连接有24v蓄电池,并且所述降低dc/dc与控制系统的输入端连接。所述电源车体的上装在上装储氢系统、消防系统的侧壁,和底盘上的底盘储氢系统的侧壁上均开设有检修门。36.本实施例中,所述逆变输出系统为直流电转三相交流电装置,所述空调系统为车厢温度湿度调节装置,所述消防系统为传感器及灭火装置。37.在本实施例中,上装储氢系统采用210l,35mpa,8瓶组氢瓶;上装燃料电池功率为130kw,底盘储氢系统采用165l,35mpa,9瓶组氢瓶;底盘燃料电池系统功率为90kw,锂电池系统采用122kwh电量,容量200ah,电压614.4v;选用的逆变输出系统可输出三相380v/50hz和单相220v/50hz的交流电,输入电压范围450~800v,额定输出功率250kva,并配备三相四线制的快接插头;采用的电缆及绞盘系统电缆线径150mm2,每根50米,8根共400米,单根电缆设计载流量400a。绞盘电机功率1.5kw;采用的空调系统制冷量5kw,加热量3kw,内循环风量1500m3/h。38.本实施例中,本发明提供一种双氢燃料电池应急电源车使用方法,具体按以下步骤执行:39.s5.1:在控制系统上设置有独立可控开关,驾驶员闭合控制系统的低压上电开关,24v蓄电池将对控制系统、上装储氢系统、锂电池系统、底盘储氢系统及底盘氢燃料系统、逆变输出系统、动力系统进行低压供电,供电成功后各系统控制器低压唤醒;40.s5.2:控制系统发送保电模式状态给动力系统,动力系统控制非必要的接触器断开,并将行驶禁止;41.s5.3:控制系统收到上装储氢系统、锂电池系统、底盘储氢系统及底盘氢燃料系统、逆变输出系统低压准备就绪或自检成功后,等待车辆发电请求;42.s5.4:驾驶员闭合控制系统发电请求开关,控制系统给锂电池系统发送高压上电指令,锂电池系统收到此指令后闭合内部可控开关,开始供电;43.s5.5:控制系统根据锂电池系统反馈的可控开关状态信息,判断是否闭合k0/k1可控开关,如时间阈值,可设置为1s,后控制系统仍未收到锂电池系统可控开关信息,退出发电请求策略;44.s5.6:锂电池系统可控开关闭合成功后,控制系统闭合k0/k1可控开关,若k0/k1可控开关在预设次,可设置为3次,后未闭合,退出发电请求策略;45.s5.7:k0/k1可控开关闭合成功后,高压配电盒进行预充,并反馈给控制系统预充状态,如时间阈值,可设置为3s,后控制系统仍未收到预充信息,报预充故障,退出发电请求策略;46.s5.8:预充成功后控制系统给上装储氢系统和底盘氢燃料系统发送开机指令,等待功率输出;47.s5.9:控制器收到逆变输出系统的功率请求后,将功率请求发送至上装储氢系统、底盘储氢系统及底盘氢燃料系统,其中上装储氢系统、底盘储氢系统根据功率请求控制氢气输出量请求控制功率输出。48.本实施例中,空调系统自身设置温度湿度传感器检测当前环境温度湿度,可自适应控制温度湿度变化,保证车厢环境处于恒温恒湿状态;消防系统通过在上装储氢系统、锂电池系统、底盘储氢系统设置氢浓度传感器、烟雾传感器等硬件监测装置监测各系统的安全状态。49.本实施例中,本发明提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述程序被主控制器执行时实现如上述中任一项所述的方法。50.以上所述仅为本发明的优选实施方式而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。









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