一種多功能移動(dòng)充電車及充電方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種充電設(shè)備，是一種可移動(dòng)的多功能充電車。該多功能移動(dòng)充電車在有日照的情況下，太陽(yáng)能光伏板發(fā)電并通過(guò)發(fā)電控制器給鋰電電池組充電貯備能源；一旦有緊急狀況需要該移動(dòng)充電車提供電能，車可以迅速開到需要應(yīng)急供電的位置，首先鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)5s以內(nèi)啟動(dòng)給應(yīng)急處提供電能，燃料電池系統(tǒng)2分鐘以內(nèi)啟動(dòng)發(fā)電給應(yīng)急處提供電能；該移動(dòng)充電車移動(dòng)方便，實(shí)行雙發(fā)電模式（光伏發(fā)電和燃料電池發(fā)電），可以同時(shí)提供交流380V、220V和直流300~500V輸出多種功能。
【專利說(shuō)明】—種多功能移動(dòng)充電車及充電方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種充電設(shè)備，是一種可移動(dòng)的多功能充電車；該充電車包括太陽(yáng)能發(fā)電和燃料電池發(fā)電雙發(fā)電系統(tǒng)、鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)和改裝后的貨柜車，工作示意圖如圖1所
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技術(shù)背景
[0002]隨著霧霾問(wèn)題的嚴(yán)重，國(guó)家大力控制環(huán)境污染，在交通工具方面，國(guó)內(nèi)十二五規(guī)劃把新能源車作為國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)，國(guó)內(nèi)比亞迪、吉利、眾泰、江淮等車廠已經(jīng)開發(fā)出油電混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)車，并且都有各種款式油電混合動(dòng)力汽車和純電動(dòng)車出售，如比亞迪E3、E6等，江淮IREV增程式電動(dòng)車，吉利熊貓純電動(dòng)車，眾泰5008EV純電動(dòng)車。各個(gè)廠家爭(zhēng)先恐后開發(fā)新型電動(dòng)車，針對(duì)充電技術(shù)也有突破，但是對(duì)于大型多功能移動(dòng)復(fù)合型充電車幾乎還未涉及。
[0003]國(guó)外特斯拉電動(dòng)車給汽車市場(chǎng)帶來(lái)新的活力，目前特斯拉已經(jīng)公布它的所有專利，特斯拉開放的專利中，104項(xiàng)與電池以及電池安全控制系統(tǒng)有關(guān)；28項(xiàng)涉及充電技術(shù)，這兩類專利就占到了專利總數(shù)的53%，也是特斯拉最主要的優(yōu)勢(shì)技術(shù)；現(xiàn)有的電池安全控制系統(tǒng)專利，主要用于協(xié)調(diào)運(yùn)行車上7000多節(jié)鋰電池組成的電池組；涉及到的充電技術(shù)是固定充電樁技術(shù)和快速充電技術(shù)，縱觀全球涉及到于大型多功能移動(dòng)復(fù)合型充電車廠家微乎其微，涉及到的專利技術(shù)更是少之又少。
[0004]電動(dòng)汽車是未來(lái)汽車產(chǎn)業(yè)的革命，隨著電動(dòng)車的發(fā)展電動(dòng)車帶來(lái)的問(wèn)題也日益增多，電動(dòng)車在行駛過(guò)程中電量耗盡，但是又無(wú)法到達(dá)有固定充電樁的位置，目前拖車費(fèi)用高昂，再加上現(xiàn)行的電動(dòng)大巴車拖車?yán)щy，就給大型移動(dòng)充電設(shè)備帶來(lái)發(fā)展機(jī)會(huì)，所以電動(dòng)汽車行業(yè)的發(fā)展必定帶來(lái)大型移動(dòng)充電設(shè)備的發(fā)展，經(jīng)分析電動(dòng)車行業(yè)充電樁10000億元市場(chǎng)份額，其中移動(dòng)充電設(shè)備500億元以上，可見多功能移動(dòng)復(fù)合型充電車具有廣闊的市場(chǎng)前景。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]所述的多功能移動(dòng)充電車包括太陽(yáng)能發(fā)電和燃料電池發(fā)電雙發(fā)電系統(tǒng)、鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)和改裝后的貨柜車，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)包括燃料瓶、燃料電池堆及發(fā)電控制器；鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)包括電池管理系統(tǒng)和鋰電電池組；燃料電池發(fā)電系統(tǒng)和鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)位于改裝后的貨柜車的箱體內(nèi)；太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)包括太陽(yáng)能光伏板，太陽(yáng)能光伏板鋪在改裝后的貨柜車箱體頂部上表面并固定；太陽(yáng)能光伏板通過(guò)光伏組件接線盒鏈接發(fā)電控制器構(gòu)成一套發(fā)電系統(tǒng)(如圖1所示);燃料瓶通過(guò)軟管連接燃料反應(yīng)堆，燃料反應(yīng)堆通過(guò)導(dǎo)線鏈接發(fā)電控制器構(gòu)成另外一套發(fā)電系統(tǒng)(如圖1所示)，發(fā)電控制器有交流380V、220V和直流30(T500V輸出等多種功能輸出端；發(fā)電控制器通過(guò)導(dǎo)線鏈接到鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)的鋰電電池組，鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)有交流380V、220V和直流30(T500V輸出等多種功能輸出端；鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)位于改裝后的貨柜車箱體的前部，燃料氣瓶位于改裝后的貨柜車箱體的中部，燃料電池堆和發(fā)電控制器在位于改裝后的貨柜車箱體的后部；裝配的時(shí)候先裝配儲(chǔ)能系統(tǒng)的電柜并固定如圖2中的4部分并將電池管理系統(tǒng)和鋰電電池組裝配到電柜里面，然后裝備燃料氣瓶并固定如圖2中的3部分，最后裝配燃料反應(yīng)堆及發(fā)電控制器并固定如圖2中的2部分，太陽(yáng)光伏板鋪在改裝后的貨柜車箱體頂部上表面并固定如圖2中的I部分。
[0006]所述的貨柜車是普通貨柜車。
[0007]所述的太陽(yáng)能光伏板為多晶、單晶或薄膜太陽(yáng)板。
[0008]所述燃料氣瓶是裝有氫氣、甲烷或天然氣燃料氣體的鋼瓶。
[0009]所述的燃料電池堆是采購(gòu)的上海神力的型號(hào)FEMFC燃料電池堆。
[0010]所述的發(fā)電控制器是采購(gòu)的東莞鉅威的型號(hào)PWSHESO1-XK-22 O控制器。
[0011]所述的電池管理系統(tǒng)是采購(gòu)上海妙益的型號(hào)DK202V2電池管理系統(tǒng)。
[0012]所述的鋰電電池組的型號(hào)可以是18650、26650或軟包的單體電池，通過(guò)串、并聯(lián)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的鋰電電池組；設(shè)計(jì)要求就是，一定的串聯(lián)單體電池達(dá)到電池組設(shè)計(jì)的電壓，一定的并聯(lián)達(dá)到電池組設(shè)計(jì)的容量。
[0013]該多功能移動(dòng)充電車在有日照的情況下，太陽(yáng)能光伏板發(fā)電并通過(guò)發(fā)電控制器給鋰電電池組充電貯備能源；一旦有緊急狀況需要該移動(dòng)充電車提供電能，車可以迅速開到需要應(yīng)急供電的位置，首先鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)5s以內(nèi)啟動(dòng)給應(yīng)急處提供電能，燃料電池系統(tǒng)2分鐘以內(nèi)啟動(dòng)發(fā)電給應(yīng)急處提供電能；該移動(dòng)充電車移動(dòng)方便，實(shí)行雙發(fā)電模式(光伏發(fā)電和燃料電池發(fā)電)可以同時(shí)提供交流380V、220V和直流30(T500V輸出多種功能。
[0014]工作原理是:多功能移動(dòng)充電車是改裝貨柜車，太陽(yáng)能光伏板鋪在改裝后的貨柜車箱體頂部上表面(如圖2的I部分)、改裝后的貨柜車箱體內(nèi)部位于中部的位置裝上燃料瓶并固定(如圖2的3部分)，改裝后的貨柜車箱體內(nèi)部位于后部的位置裝上燃料電池堆及控制器并固定(如圖2的2部分)，改裝后的貨柜車箱體內(nèi)部位于前部的位置裝上鋰電電池組和管理系統(tǒng)組成鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)(如圖2的4部分)。
[0015]多功能移動(dòng)充電車在有日照的情況下，太陽(yáng)能光伏板(如圖2的I部分)能夠發(fā)電，把電能通過(guò)發(fā)電控制器(如圖2的2部分)給鋰電電池組充電儲(chǔ)存電能，直至儲(chǔ)能系統(tǒng)電量充滿；一旦有緊急狀況或需要該移動(dòng)充電車提供電能時(shí)候，車可以迅速開到需要應(yīng)急供電的位置，由于燃料電池需要預(yù)熱啟動(dòng)需要I分鐘的時(shí)間，事先充滿電的鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)(如圖2的4部分)，能夠迅速啟動(dòng)，5s以內(nèi)啟動(dòng)鋰電電池組輸出直流或交流(如圖2的7部分)給應(yīng)急處提供電能。
[0016]由于鋰電池電量有限(小于50kWh)，然而燃料電池可以長(zhǎng)時(shí)供電(5000kWh)，鋰電電池組只能短時(shí)供電，長(zhǎng)時(shí)供電必須啟動(dòng)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)供電；首先啟動(dòng)燃料瓶(如圖2的3部分)注入到燃料電池反應(yīng)堆(如圖2的2部分)，燃料電池反應(yīng)堆開始工作并發(fā)電，從燃料注入反應(yīng)堆到發(fā)出電能需要I分半鐘時(shí)間，燃料電池發(fā)出電能通過(guò)發(fā)電控制器對(duì)外輸出電能(如圖2的6部分)，整套燃料電池系統(tǒng)兩分鐘以內(nèi)啟動(dòng)發(fā)電給應(yīng)急處提供電能。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1多功能移動(dòng)充電車工作原理示意圖。
[0018]圖2多功能移動(dòng)充電車結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]I是太陽(yáng)能光伏板，2是燃料電池堆及發(fā)電控制器，3是燃料氣瓶，4是鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)，5是光伏組件接線盒，6是發(fā)電控制器的多種功能輸出端，7是鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)的多種功能輸出端。

【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0021]實(shí)例1:
多功能移動(dòng)充電車是改裝貨柜車，將4塊250W的太陽(yáng)能光伏板鋪在改裝后的貨柜車箱體頂部上表面并固定(如圖2的I部分)，構(gòu)成IkW太陽(yáng)能發(fā)電組；改裝后的貨柜車箱體內(nèi)部位于中部的位置裝上10個(gè)氫氣燃料氣瓶并固定(如圖2的3部分)，改裝后的貨柜箱箱體內(nèi)部位于后部的位置裝上1kW燃料電池堆及發(fā)電控制器并固定(如圖2的2部分)，改裝后的貨柜箱箱體內(nèi)部位于前部的位置裝上單體為18650的鋰電電池組和管理系統(tǒng)組成鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)(如圖2的4部分)，鋰電池組功率10kWh(48V200Ah)，每個(gè)18650單體電池3.2V2Ah，30支單體18650電池串聯(lián)構(gòu)成一串電池組，100個(gè)這樣的串聯(lián)電池組再并聯(lián)起來(lái)，就構(gòu)成48V200Ah的1kWh儲(chǔ)能系統(tǒng)；lkW多晶硅太陽(yáng)能通過(guò)光伏組件接線盒鏈接發(fā)電控制器構(gòu)成一套發(fā)電系統(tǒng)；10個(gè)氫氣燃料鋼瓶匯集到一個(gè)軟管上鏈接到燃料反應(yīng)堆，燃料反應(yīng)堆再鏈接發(fā)電控制器構(gòu)成另外一套發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)電控制器有交流380V、220V和直流360V輸出多種功能輸出端；發(fā)電控制器鏈接到1kWh儲(chǔ)能系統(tǒng)，1kffh儲(chǔ)能系統(tǒng)有交流380V、220V和直流360V輸出多種功能輸出端。
[0022]多功能移動(dòng)充電車在有日照的情況下光伏電池(如圖2的I部分)發(fā)電，通過(guò)發(fā)電控制器(如圖2的2部分)給1kWh鋰電池組充電儲(chǔ)存電能；一旦有緊急狀況需要該移動(dòng)充電車提供電能，車可以迅速開到需要應(yīng)急供電的位置，首先1kWh鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)(如圖2的4部分)，5s以內(nèi)啟動(dòng)1kWh鋰電池輸出端(如圖2的7部分)給應(yīng)急處提供電能，燃料電池系統(tǒng)(如圖2的2和3部分)兩分鐘以內(nèi)啟動(dòng)發(fā)電(如圖2的6部分)給應(yīng)急處提供電能。
[0023]實(shí)例2:
多功能移動(dòng)充電車是改裝貨柜車，4塊250W的單晶硅太陽(yáng)能光伏板鋪在改裝后的貨柜車箱體頂部上表面并固定(如圖2的I部分)，構(gòu)成IkW光伏太陽(yáng)組；改裝后的貨柜車箱體內(nèi)部位于中部的位置裝上10個(gè)液體甲烷燃料氣瓶并固定(如圖2的3部分)，改裝后的貨柜車箱體內(nèi)部位于后部的位置裝上1kW燃料電池堆及發(fā)電控制器并固定(如圖2的2部分)，改裝后的貨柜車箱體內(nèi)部位于前部的位置裝上26650單體電池組成鋰電電池組和管理系統(tǒng)組成鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)(如圖2的4部分)，鋰電池組1kWh (48V、200Ah)，每個(gè)26650單體電池3.2V4Ah，30支單體26650電池串聯(lián)構(gòu)成一串電池組，50個(gè)這樣的串聯(lián)電池組再并聯(lián)起來(lái)，就構(gòu)成48V200Ah的1kWh儲(chǔ)能系統(tǒng)；IkW單晶硅太陽(yáng)能光伏通過(guò)光伏組件接線盒鏈接發(fā)電控制器構(gòu)成一套發(fā)電系統(tǒng)；10個(gè)液態(tài)甲烷燃料鋼瓶匯集到一根軟管鏈接到1kW燃料反應(yīng)堆，1kW燃料反應(yīng)堆再鏈接發(fā)電控制器構(gòu)成另外一套發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)電控制器有交流380V、220V和直流500V輸出多種功能輸出端；發(fā)電控制器鏈接到1kWh儲(chǔ)能系統(tǒng)，儲(chǔ)能系統(tǒng)有交流380V、220V和直流500V輸出多種功能輸出端。
[0024]多功能移動(dòng)充電車在有日照的情況下IkW光伏電池(如圖2的I部分)發(fā)電，通過(guò)發(fā)電控制器(如圖2的2部分)給1kWh鋰電池組充電儲(chǔ)存電能；一旦有緊急狀況需要該移動(dòng)充電車提供電能，車可以迅速開到需要應(yīng)急供電的位置，首先1kWh鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)(如圖
2的4部分)，5s以內(nèi)啟動(dòng)(如圖2的7部分)給應(yīng)急處提供電能，燃料電池系統(tǒng)(如圖2的2和3部分)兩分鐘以內(nèi)啟動(dòng)(如圖2的6部分)給應(yīng)急處提供電能。
【權(quán)利要求】
1.一種多功能移動(dòng)充電車，其特征在于:所述多功能移動(dòng)充電車包括太陽(yáng)能發(fā)電和燃料電池發(fā)電雙發(fā)電系統(tǒng)、鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)和改裝后的貨柜車，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)包括燃料瓶、燃料電池堆及發(fā)電控制器；鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)包括電池管理系統(tǒng)和鋰電電池組；燃料電池發(fā)電系統(tǒng)和鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)位于改裝后的貨柜車的箱體內(nèi)；太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)包括太陽(yáng)能光伏板，太陽(yáng)能光伏板鋪在改裝后的貨柜車箱體頂部上表面并固定；太陽(yáng)能光伏板通過(guò)光伏組件接線盒鏈接發(fā)電控制器構(gòu)成太陽(yáng)能發(fā)電發(fā)電系統(tǒng)；燃料瓶通過(guò)軟管連接燃料反應(yīng)堆，燃料反應(yīng)堆通過(guò)導(dǎo)線鏈接發(fā)電控制器構(gòu)成燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)電控制器設(shè)有多種功能輸出端；發(fā)電控制器通過(guò)導(dǎo)線鏈接到鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)的鋰電電池組，鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)有多種功能輸出端；鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)位于改裝后的貨柜車箱體的前部，燃料氣瓶位于改裝后的貨柜車箱體的中部，燃料電池堆和發(fā)電控制器在位于改裝后的貨柜車箱體的后部。
2.如權(quán)利要求1所述的一種多功能移動(dòng)充電車，其特征在于:裝配的時(shí)候先裝配儲(chǔ)能系統(tǒng)的電柜并固定，并將電池管理系統(tǒng)和鋰電電池組裝配到電柜里面，然后裝備燃料氣瓶并固定，最后裝配燃料反應(yīng)堆及發(fā)電控制器并固定，太陽(yáng)光伏板鋪在改裝后的貨柜車箱體頂部上表面并固定。
3.如權(quán)利要求1所述的一種多功能移動(dòng)充電車，其特征在于:發(fā)電控制器設(shè)有交流380V、220V和直流30(T500V輸出等多種功能輸出端。
4.如權(quán)利要求1所述的一種多功能移動(dòng)充電車，其特征在于:鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)有交流380V、220V和直流30(T500V輸出等多種功能輸出端。
5.如權(quán)利要求1所述的一種多功能移動(dòng)充電車，其特征在于:所述的貨柜車是普通貨柜車；所述的太陽(yáng)能光伏板為多晶、單晶或薄膜太陽(yáng)板；所述燃料氣瓶是裝有氫氣、甲烷或天然氣燃料氣體的鋼瓶；所述的燃料電池堆是采購(gòu)的上海神力的型號(hào)FEMFC燃料電池堆；所述的發(fā)電控制器是采購(gòu)的東莞鉅威的型號(hào)PWSHES01-XK-22 O控制器；所述的電池管理系統(tǒng)是采購(gòu)上海妙益的型號(hào)DK202V2電池管理系統(tǒng)。
6.如權(quán)利要求1所述的一種多功能移動(dòng)充電車，其特征在于:所述的鋰電電池組的型號(hào)可以是18650、26650或軟包的單體電池，通過(guò)串、并聯(lián)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的鋰電電池組；設(shè)計(jì)要求就是，一定的串聯(lián)單體電池達(dá)到電池組設(shè)計(jì)的電壓，一定的并聯(lián)達(dá)到電池組設(shè)計(jì)的容量。
7.如權(quán)利要求1所述的一種多功能移動(dòng)充電車的充電方法，其特征在于步驟如下:多功能移動(dòng)充電車在有日照的情況下，太陽(yáng)能光伏板能夠發(fā)電，把電能通過(guò)發(fā)電控制器給鋰電電池組充電儲(chǔ)存電能，直至鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)電量充滿；一旦有緊急狀況或需要該移動(dòng)充電車提供電能時(shí)候，車可以迅速開到需要應(yīng)急供電的位置，由于燃料電池需要預(yù)熱啟動(dòng)需要I分鐘的時(shí)間，事先充滿電的鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)，能夠迅速啟動(dòng)，5s以內(nèi)啟動(dòng)鋰電電池組輸出直流或交流給應(yīng)急處提供電能； 由于鋰電池電量有限(小于50kWh)，然而燃料電池可以長(zhǎng)時(shí)供電(5000kWh)，鋰電電池組只能短時(shí)供電，長(zhǎng)時(shí)供電必須啟動(dòng)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)供電；首先啟動(dòng)燃料瓶注入到燃料電池反應(yīng)堆，燃料電池反應(yīng)堆開始工作并發(fā)電，從燃料注入反應(yīng)堆到發(fā)出電能需要I分半鐘時(shí)間，燃料電池發(fā)出電能通過(guò)發(fā)電控制器對(duì)外輸出電能，整套燃料電池系統(tǒng)兩分鐘以內(nèi)啟動(dòng)發(fā)電給應(yīng)急處提供電能。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK104319848SQ201410617837
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月6日
【發(fā)明者】司紅磊, 林道勇, 李青海 申請(qǐng)人:江蘇峰谷源儲(chǔ)能技術(shù)研究院有限公司