攜帶燃料的二氧化碳為動(dòng)力的汽車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種攜帶燃料的二氧化碳為動(dòng)力的汽車，包括車體、車輪、蓄電池、發(fā)電機(jī)、變速及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。變速及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括離合器、變速器和傳動(dòng)軸。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括高壓燃料儲(chǔ)罐、高壓氧氣儲(chǔ)罐、換熱器和動(dòng)力設(shè)備。動(dòng)力設(shè)備與發(fā)電機(jī)軸連接，通過離合器與變速器連接，變速器通過傳動(dòng)軸與車輪連接。高壓燃料儲(chǔ)罐通過燃?xì)夤苈愤B接到動(dòng)力設(shè)備，高壓氧氣儲(chǔ)罐通過助燃?xì)怏w管路連接到動(dòng)力設(shè)備，動(dòng)力設(shè)備出口連接到換熱器，換熱器出口通過廢氣管路連接到廢氣排放口。本發(fā)明利用高壓燃料儲(chǔ)罐儲(chǔ)存的攜帶燃料的高壓二氧化碳與高壓氧氣燃燒產(chǎn)生高壓煙氣驅(qū)動(dòng)動(dòng)力設(shè)備做功，驅(qū)動(dòng)汽車行駛，進(jìn)一步提高了超臨界二氧化碳的儲(chǔ)能潛力。
【專利說明】
攜帶燃料的二氧化碳為動(dòng)力的汽車
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于新能源交通工具技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種攜帶燃料的二氧化碳為動(dòng)力的汽車。
【背景技術(shù)】
[0002]柴油機(jī)、汽油機(jī)等均為內(nèi)燃機(jī)階段的產(chǎn)物，交通工具體現(xiàn)為汽車、摩托車、輪船、拖拉機(jī)等。近年來汽車的生產(chǎn)量連年劇增，汽車尾氣成為了環(huán)境污染的重要原因。針對(duì)汽車污染的問題，各國(guó)政府都積極制定汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，其中歐盟的標(biāo)準(zhǔn)極其嚴(yán)格，成為了其他國(guó)家制定標(biāo)準(zhǔn)的重要參照。為了應(yīng)對(duì)不斷嚴(yán)格的汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，各大汽車廠商目前主要采取利用新能源來解決汽車尾氣和能源匱乏的重要問題。
[0003]儲(chǔ)能技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)能量的有效存儲(chǔ)，并在需要時(shí)完成能量的高效率釋放。利用儲(chǔ)能技術(shù)，供能系統(tǒng)可以隨時(shí)將富余能源轉(zhuǎn)化為電力、動(dòng)力、冷能或熱能，利用二氧化碳進(jìn)行能量存儲(chǔ)，從而有效減少能源的浪費(fèi)。如何利用二氧化碳為載體實(shí)現(xiàn)供能系統(tǒng)的儲(chǔ)能和供能，提高能源的利用率，減少能量的浪費(fèi)，是供能系統(tǒng)面臨的重要挑戰(zhàn)。
[0004]以二氧化碳為工作介質(zhì)儲(chǔ)能供能系統(tǒng)較為少見。二氧化碳是一種無毒、不易燃、密度高、臨界點(diǎn)適宜(臨界溫度T c = 31.1°C，臨界壓力P c = 7.38*10 6 Pa)的流體，具有較好的流動(dòng)性和傳輸特性，常被用于制冷、化工等領(lǐng)域。但從總體上來看，目前對(duì)于二氧化碳的開發(fā)和利用還不夠。單純的二氧化碳儲(chǔ)能和供能，能量不能最大限度的發(fā)揮，有待于進(jìn)一步挖掘和提高二氧化碳的應(yīng)用價(jià)值，拓寬超臨界二氧化碳的儲(chǔ)能和用能的潛力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種攜帶燃料的二氧化碳為動(dòng)力的汽車，有效的存儲(chǔ)并利用二氧化碳儲(chǔ)存的能量，為汽車提供動(dòng)力，開辟新能源新的利用途徑，實(shí)現(xiàn)綠色能源汽車全天候正常行駛。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:攜帶燃料的二氧化碳為動(dòng)力的汽車，包括車體、車輪、蓄電池、發(fā)電機(jī)、變速及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。變速及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括離合器、變速器和傳動(dòng)軸，變速器通過傳動(dòng)軸與車輪連接，發(fā)電機(jī)和蓄電池電路連接。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括高壓燃料儲(chǔ)罐、高壓氧氣儲(chǔ)罐、換熱器和動(dòng)力設(shè)備。動(dòng)力設(shè)備與發(fā)電機(jī)軸連接，通過離合器與變速器連接。高壓燃料儲(chǔ)罐通過燃?xì)夤苈愤B接到動(dòng)力設(shè)備，高壓氧氣儲(chǔ)罐通過助燃?xì)怏w管路連接到動(dòng)力設(shè)備，動(dòng)力設(shè)備出口連接到換熱器，換熱器出口通過廢氣管路連接到廢氣排放口。
[0007]動(dòng)力設(shè)備包括燃燒室和膨脹機(jī)，燃燒室設(shè)有燒嘴。高壓燃料儲(chǔ)罐通過燃?xì)夤苈愤B接到燒嘴，高壓氧氣儲(chǔ)罐通過助燃?xì)怏w管路連接到燒嘴。燃燒室出口連接到膨脹機(jī)入口，膨脹機(jī)出口連接到換熱器。燃燒室為直接加熱燃燒室、間接加熱燃燒室或高溫?fù)Q熱器。
[0008]作為選擇，動(dòng)力設(shè)備為混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，高壓燃料儲(chǔ)罐通過燃?xì)夤苈愤B接到混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，高壓氧氣儲(chǔ)罐通過助燃?xì)怏w管路連接到混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī);所述混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)出口連接到換熱器。
[0009]燃?xì)夤苈飞显O(shè)有燃料緩沖器、減壓閥和流量閥，減壓閥位于燃料緩沖器之前，流量閥位于燃料緩沖器之后。助燃?xì)怏w管路上設(shè)有助燃?xì)怏w緩沖罐、減壓閥和流量閥，減壓閥位于助燃?xì)怏w緩沖罐之前，流量閥位于助燃?xì)怏w緩沖罐之后。汽車設(shè)有空調(diào)和儲(chǔ)物柜，換熱器與空調(diào)和儲(chǔ)物柜連接。高壓燃料儲(chǔ)罐中的氣體為氫氣與二氧化碳混合物或甲烷與二氧化碳混合物，二氧化碳的體積含量為O?100%。高壓氧氣儲(chǔ)罐中的氣體為氧氣或富氧氣體，富氧氣體的氧氣含量為30%?100%。高壓燃料儲(chǔ)罐的氣體壓力為O?30MPa，高壓氧氣儲(chǔ)罐的壓力為O?30MPa。
[0010]混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，利用高壓氣體燃料的壓力能和化學(xué)能輸出動(dòng)力，混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)可以同時(shí)釋放壓力能和化學(xué)能做功，也可以分步進(jìn)行兩種能量的釋放來做功。涉及儲(chǔ)罐儲(chǔ)存的采用低溫儲(chǔ)存，涉及管道輸送的采用低溫輸送。主要目的是增加儲(chǔ)存量和輸送量。
[0011]本發(fā)明攜帶燃料的二氧化碳為動(dòng)力的汽車，利用高壓燃料儲(chǔ)罐儲(chǔ)存的攜帶燃料的高壓二氧化碳與高壓氧氣燃燒產(chǎn)生高壓煙氣驅(qū)動(dòng)動(dòng)力設(shè)備做功，驅(qū)動(dòng)汽車行駛，進(jìn)一步提高了超臨界二氧化碳的儲(chǔ)能潛力。攜帶燃料的超臨界二氧化碳流體與壓縮空氣混合燃燒產(chǎn)生巨大的能量進(jìn)行做功，使攜帶燃料的超臨界二氧化碳流體儲(chǔ)存的能量充分釋放進(jìn)行利用，實(shí)現(xiàn)了二氧化碳儲(chǔ)存的能量的高效利用，開辟儲(chǔ)能用能的新途徑。通過儲(chǔ)能材料二氧化碳，使有熱值的燃料都能夠安全、方便、最大限度發(fā)揮其作用。
【附圖說明】
[0012]圖1為攜帶燃料的二氧化碳為動(dòng)力的汽車的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2本發(fā)明另一種實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中:I一車體、2—換熱器、3—膨脹機(jī)、4一燃燒室、5—燒嘴、6—廢氣管路、7—燃?xì)夤苈贰?—助燃?xì)怏w管路、9一流量閥、1—燃料緩沖器、11 一儲(chǔ)物柜、12—高壓燃料儲(chǔ)罐、13—助燃?xì)怏w緩沖S1、14一減壓閥、15—廢氣排放口、16一混氣風(fēng)機(jī)、17一蓄電池、18—發(fā)電機(jī)、19 一離合器、20—變速器、21—傳動(dòng)軸、22—車輪、23—高壓氧氣儲(chǔ)罐、24—空調(diào)、25—混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明保護(hù)范圍不限于實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在權(quán)利要求限定的范圍內(nèi)做出任何改動(dòng)也屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0014]實(shí)施例1
本發(fā)明攜帶燃料的二氧化碳為動(dòng)力的汽車如圖1所示，包括車體1、車輪22、蓄電池17、發(fā)電機(jī)18、空調(diào)24、儲(chǔ)物柜11、變速及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。變速及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括離合器19、變速器20和傳動(dòng)軸21，發(fā)電機(jī)和蓄電池電路連接。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括高壓燃料儲(chǔ)罐12、高壓氧氣儲(chǔ)罐23、燃料緩沖器10、助燃?xì)怏w緩沖罐13、換熱器2、燃燒室4和膨脹機(jī)3，燃燒室設(shè)有燒嘴5。膨脹機(jī)與發(fā)電機(jī)軸連接，通過離合器與變速器連接，變速器通過傳動(dòng)軸與車輪連接。高壓燃料儲(chǔ)罐通過燃?xì)夤苈?連接到燒嘴，高壓氧氣儲(chǔ)罐通過助燃?xì)怏w管路8連接到燒嘴。燃燒室出口連接到膨脹機(jī)入口，膨脹機(jī)出口連接到換熱器，換熱器出口通過廢氣管路6連接到廢氣排放口 15，廢氣排放口的出口處設(shè)有混氣風(fēng)機(jī)16。換熱器與空調(diào)和儲(chǔ)物柜連接。燃?xì)夤苈飞显O(shè)有燃料緩沖器10、減壓閥14和流量閥9，減壓閥位于燃料緩沖器之前，流量閥位于燃料緩沖器之后。助燃?xì)怏w管路上設(shè)有助燃?xì)怏w緩沖罐13、減壓閥14和流量閥9，減壓閥位于助燃?xì)怏w緩沖罐之前，流量閥位于助燃?xì)怏w緩沖罐之后。
[0015]高壓燃料儲(chǔ)罐12中的氣體為氫氣和二氧化碳混合物，氫氣和二氧化碳的體積比為60:40,高壓氧氣儲(chǔ)罐23中的氣體為氧氣。高壓燃料儲(chǔ)罐的氣體壓力為1MPa，高壓氧氣儲(chǔ)罐的壓力為lOMPa。
[0016]本發(fā)明攜帶燃料的二氧化碳為動(dòng)力的汽車的運(yùn)行方式是:高壓燃料儲(chǔ)罐12輸出高壓攜帶燃料氫氣的二氧化碳經(jīng)燃?xì)饩彌_罐到燒嘴，高壓氧氣儲(chǔ)罐23儲(chǔ)存的高壓氧氣經(jīng)助燃?xì)怏w緩沖罐到燒嘴，在燃燒室進(jìn)行高壓燃燒，燃燒產(chǎn)生的煙氣進(jìn)入膨脹機(jī)做功，驅(qū)動(dòng)汽車行駛，同時(shí)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，為汽車全車用電系統(tǒng)供電。做功后的煙氣溫度降低，通過換熱器將冷量傳給空調(diào)和儲(chǔ)物柜。換熱后的煙氣經(jīng)廢氣管路6到廢氣排放口 15排放。為避免排放的煙氣二氧化碳濃度過大超標(biāo)，在廢氣排放口用混氣風(fēng)機(jī)16通入空氣對(duì)排出的煙氣進(jìn)行稀釋。
[0017]實(shí)施例2
本發(fā)明另一種實(shí)施方式如圖2所示，包括車體1、車輪22、蓄電池17、發(fā)電機(jī)18、空調(diào)24、儲(chǔ)物柜U、變速及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。變速及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括離合器19、變速器20和傳動(dòng)軸21，發(fā)電機(jī)和蓄電池電路連接。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括高壓燃料儲(chǔ)罐12、高壓氧氣儲(chǔ)罐23、燃料緩沖器10、助燃?xì)怏w緩沖罐13、換熱器2和混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)25?；旌蟿?dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)軸連接，通過離合器與變速器連接，變速器通過傳動(dòng)軸與車輪連接。高壓燃料儲(chǔ)罐通過燃?xì)夤苈?連接到混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，高壓氧氣儲(chǔ)罐通過助燃?xì)怏w管路8連接到混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)?；旌蟿?dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)出口連接到換熱器，換熱器出口通過廢氣管路6連接到廢氣排放口 15，廢氣排放口的出口處設(shè)有混氣風(fēng)機(jī)16。換熱器與空調(diào)和儲(chǔ)物柜連接。燃?xì)夤苈飞显O(shè)有燃料緩沖器10、減壓閥14和流量閥9，減壓閥位于燃料緩沖器之前，流量閥位于燃料緩沖器之后。助燃?xì)怏w管路上設(shè)有助燃?xì)怏w緩沖罐13、減壓閥14和流量閥9，減壓閥位于助燃?xì)怏w緩沖罐之前，流量閥位于助燃?xì)怏w緩沖罐之后。
[0018]高壓燃料儲(chǔ)罐12中的氣體為甲烷和二氧化碳混合物，甲烷和二氧化碳的體積比為50:50,高壓氧氣儲(chǔ)罐23中的氣體為氧氣。高壓燃料儲(chǔ)罐的氣體壓力為15MPa，高壓氧氣儲(chǔ)罐的壓力為15MPa。
[0019]高壓燃料儲(chǔ)罐12輸出高壓攜帶燃料氫氣的二氧化碳經(jīng)燃?xì)饩彌_罐到混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)25，高壓氧氣儲(chǔ)罐23儲(chǔ)存的高壓氧氣經(jīng)助燃?xì)怏w緩沖罐到混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，在混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行高壓燃燒并做功，驅(qū)動(dòng)汽車行駛，同時(shí)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，為汽車全車用電系統(tǒng)供電。。做功后的煙氣溫度降低，通過換熱器將冷量傳給空調(diào)和儲(chǔ)物柜。換熱后的煙氣經(jīng)廢氣管路6到廢氣排放口 15排放。為避免排放的煙氣二氧化碳濃度過大超標(biāo)，在廢氣排放口用混氣風(fēng)機(jī)16通入空氣對(duì)排出的煙氣進(jìn)行稀釋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種攜帶燃料的二氧化碳為動(dòng)力的汽車，包括車體(I)、車輪(22)、蓄電池(17)、發(fā)電機(jī)(18)、變速及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng);所述變速及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括離合器(19)、變速器(20)和傳動(dòng)軸(21)，所述變速器通過傳動(dòng)軸與車輪連接，所述發(fā)電機(jī)和蓄電池電路連接;其特征是:所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括高壓燃料儲(chǔ)罐(12)、高壓氧氣儲(chǔ)罐(23)、換熱器(2)和動(dòng)力設(shè)備，所述動(dòng)力設(shè)備與發(fā)電機(jī)軸連接，通過離合器與變速器連接;所述高壓燃料儲(chǔ)罐(12)通過燃?xì)夤苈?7)連接到動(dòng)力設(shè)備，所述高壓氧氣儲(chǔ)罐通過助燃?xì)怏w管路(8)連接到動(dòng)力設(shè)備，所述動(dòng)力設(shè)備出口連接到換熱器，所述換熱器出口通過廢氣管路(6)連接到廢氣排放口( 15)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攜帶燃料的二氧化碳為動(dòng)力的汽車，其特征是:所述動(dòng)力設(shè)備包括燃燒室(4)和膨脹機(jī)(3)，所述燃燒室設(shè)有燒嘴(5);所述高壓燃料儲(chǔ)罐(12)通過燃?xì)夤苈?7)連接到燒嘴，所述高壓氧氣儲(chǔ)罐通過助燃?xì)怏w管路(8)連接到燒嘴;所述燃燒室出口連接到膨脹機(jī)入口，所述膨脹機(jī)出口連接到換熱器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攜帶燃料的二氧化碳為動(dòng)力的汽車，其特征是:所述動(dòng)力設(shè)備為混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)(25)，所述高壓燃料儲(chǔ)罐(12)通過燃?xì)夤苈?7)連接到混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，所述高壓氧氣儲(chǔ)罐通過助燃?xì)怏w管路(8)連接到混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī);所述混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)出口連接到換熱器。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的攜帶燃料的二氧化碳為動(dòng)力的汽車，其特征是:所述燃?xì)夤苈?7)上設(shè)有燃料緩沖器(10)、減壓閥(14)和流量閥(9)，所述減壓閥位于燃料緩沖器之前，所述流量閥位于燃料緩沖器之后;所述助燃?xì)怏w管路(8)上設(shè)有助燃?xì)怏w緩沖罐(13)、減壓閥(14)和流量閥(9)，所述減壓閥位于助燃?xì)怏w緩沖罐之前，所述流量閥位于助燃?xì)怏w緩沖罐之后。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攜帶燃料的二氧化碳為動(dòng)力的汽車，其特征是:所述汽車設(shè)有空調(diào)(24)和儲(chǔ)物柜(11)，所述換熱器與空調(diào)和儲(chǔ)物柜連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攜帶燃料的二氧化碳為動(dòng)力的汽車，其特征是:所述高壓燃料儲(chǔ)罐(12)中的氣體為氫氣與二氧化碳混合物或甲烷與二氧化碳混合物，所述二氧化碳的體積含量為O?100%;所述高壓氧氣儲(chǔ)罐中(23)的氣體為氧氣或富氧氣體，所述富氧氣體的氧氣含量為30%?100%。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的攜帶燃料的二氧化碳為動(dòng)力的汽車，其特征是:所述高壓燃料儲(chǔ)罐(12)的氣體壓力為O?30MPa，所述高壓氧氣儲(chǔ)罐(23)的壓力為O?30MPa。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的攜帶燃料的二氧化碳為動(dòng)力的汽車，其特征是:所述燃燒室(4)為直接加熱燃燒室、間接加熱燃燒室或高溫?fù)Q熱器。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攜帶燃料的二氧化碳為動(dòng)力的汽車，其特征是:涉及儲(chǔ)罐儲(chǔ)存的采用低溫儲(chǔ)存，涉及管道輸送的采用低溫輸送。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攜帶燃料的二氧化碳為動(dòng)力的汽車，其特征是:所述動(dòng)力設(shè)備為汽輪機(jī)、膨脹機(jī)、煙氣輪機(jī)、活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)或氣體發(fā)動(dòng)機(jī)。
【文檔編號(hào)】B60K6/24GK106042887SQ201610524784
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月6日
【發(fā)明人】賈會(huì)平
【申請(qǐng)人】石家莊新華能源環(huán)保科技股份有限公司