[發(fā)明專利]純電動(dòng)汽車鎂-水采暖設(shè)備及工藝

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310224614.3
• 申請(qǐng)日: 2013-06-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104228522A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙松濤;王剛;周華林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京華泰天成科技發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): B60H1/22
• 分類號(hào): B60H1/22;H01M8/04
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于純電動(dòng)汽車采暖的設(shè)備及工藝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種不消耗純電動(dòng)汽車的電能而采用金屬鎂粉與水發(fā)生反應(yīng)的方式來(lái)提供熱能的設(shè)備及工藝。

背景技術(shù)

節(jié)能環(huán)保是當(dāng)今全世界共同倡導(dǎo)的主題，純電動(dòng)汽車將成為未來(lái)汽車行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。純電動(dòng)汽車取消了燃油發(fā)動(dòng)機(jī)，沒(méi)有燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的余熱，駕駛室的采暖將消耗大量的電能，嚴(yán)重影響了純電動(dòng)汽車的行駛里程。

目前的純電動(dòng)汽車采暖方案有三種，即燃油式加熱、PTC半導(dǎo)體電加熱、熱泵加熱。燃油式加熱方案不會(huì)影響行駛里程，但其違背了純電動(dòng)汽車的環(huán)保理念；熱泵加熱方案和PTC半導(dǎo)體電加熱方案都消耗大量的電能，影響行駛里程。目前有些理論采用鎂鋁活躍等金屬與水反應(yīng)，產(chǎn)生熱量給汽車供熱，但由于存在以下缺陷，僅存在理論的可能，無(wú)法與現(xiàn)實(shí)相結(jié)合。1、鎂粉是易燃的固態(tài)金屬粉末，添加鎂粉應(yīng)避免干摩擦，以杜絕摩擦產(chǎn)生的火花點(diǎn)燃鎂粉；2、鎂的密度大于水，鎂粉會(huì)逐漸沉積在反應(yīng)液的底層，使反應(yīng)速率和反應(yīng)程度都降低；3、產(chǎn)生的熱量很難被導(dǎo)出；4、不能實(shí)現(xiàn)持續(xù)勻速的按需制氫。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述的問(wèn)題，我們研發(fā)設(shè)計(jì)了新的一種基于自主技術(shù)的純電動(dòng)汽車鎂-水采暖設(shè)備及工藝，該設(shè)備不消耗純電動(dòng)汽車的電能，該工藝采用金屬鎂粉與水發(fā)生反應(yīng)的方式來(lái)提供熱能。

鎂粉與水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣和氫氧化鎂及大量的熱能，即

Mg+2H₂O→Mg(OH)₂+H₂+熱量

為了實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種純電動(dòng)汽車鎂-水采暖設(shè)備及工藝，純電動(dòng)汽車鎂-水采暖工藝是：把鎂粉與惰性潤(rùn)滑劑按比例混合，制成粘稠的懸濁態(tài)鎂粉混合液，由注射泵將懸濁態(tài)鎂粉混合液安全地輸送至反應(yīng)容器中，與反應(yīng)容器中的水發(fā)生反應(yīng)，可控的持續(xù)勻速按需制氫，利用鎂粉與水反應(yīng)產(chǎn)生的熱能直接為汽車供暖，產(chǎn)生的氫氣供給質(zhì)子交換膜氫燃料電池發(fā)電，質(zhì)子交換膜氫燃料電池發(fā)出的電能再驅(qū)動(dòng)PTC加熱器加熱供暖；產(chǎn)生的氫氧化鎂是優(yōu)良的防火阻燃劑，其作為防火建筑材料的主要添加劑而得到廣泛使用。

一種純電動(dòng)汽車鎂-水采暖設(shè)備及工藝，所述純電動(dòng)汽車鎂-水采暖設(shè)備由制氫反應(yīng)設(shè)備、質(zhì)子交換膜氫燃料電池、減壓閥、除水器、風(fēng)扇、附件和控制電路組成，所述制氫反應(yīng)設(shè)備包括反應(yīng)容器、注射泵、安全閥、尾料閥、單向閥、氣壓表、過(guò)濾器和PTC加熱器，所述反應(yīng)容器上面設(shè)有注射泵，注射泵與反應(yīng)容器之間設(shè)有單向閥；反應(yīng)容器下面設(shè)有PTC加熱器，所述PTC加熱器嵌入反應(yīng)容器內(nèi)，PTC加熱器通過(guò)電線連接質(zhì)子交換膜氫燃料電池；所述反應(yīng)容器上面設(shè)有安全閥和氣壓表，下面設(shè)有尾料閥，反應(yīng)容器外壁上設(shè)有散熱片；所述反應(yīng)容器向上通過(guò)氣管連接過(guò)濾器、除水器、減壓閥和質(zhì)子交換膜氫燃料電池；所述注射泵上面設(shè)有自鎖式壓縮手柄，注射泵的活塞上設(shè)有料位指示針，注射泵上面設(shè)有端蓋。

把鎂粉與惰性潤(rùn)滑劑按比例混合，制成粘稠的懸濁態(tài)鎂粉混合液，由注射泵將懸濁態(tài)鎂粉混合液安全地輸送至反應(yīng)容器中，與反應(yīng)容器中的水發(fā)生反應(yīng)，該料液可以由注射泵緩慢輸送，使鎂粉與水在反應(yīng)容器中進(jìn)行可控的持續(xù)性勻速制氫，該工藝可安全有效地控制鎂與水的反應(yīng)過(guò)程，并按照質(zhì)子交換膜氫燃料電池的需氫量制氫，無(wú)需高壓容器儲(chǔ)氫，滿足純電動(dòng)汽車至少需要能夠連續(xù)幾個(gè)小時(shí)的采暖的要求，如果采用一次性投放鎂粉的方式工作，將有大量的鎂粉與水混合，使得鎂與水的反應(yīng)過(guò)程很難控制。

所述制氫反應(yīng)設(shè)備為整體回收可更換式設(shè)備，回收后的制氫反應(yīng)設(shè)備經(jīng)過(guò)收集氫氧化鎂和重新填料，可循環(huán)使用，具備安全可靠、輕便耐用、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)；所述制氫反應(yīng)設(shè)備的PTC接線端子與外部接線端子之間采用觸點(diǎn)式連接，其氫氣管路與外部氫氣管路之間采用快插式連接，拆卸和安裝非常簡(jiǎn)便，回收后的制氫反應(yīng)設(shè)備需經(jīng)過(guò)專業(yè)人員收集氫氧化鎂和重新填料，再送到指定網(wǎng)點(diǎn)，使用者只需去指定網(wǎng)點(diǎn)換領(lǐng)即可，可以循環(huán)使用。

所述PTC加熱器安裝在反應(yīng)容器的底部，它不直接散熱，而是通過(guò)反應(yīng)液釋放熱量，反應(yīng)液底層加熱及自攪拌。鎂與水在85℃以上能夠比較充分地反應(yīng)，這樣安裝所損失的效率可忽略，但是形成了兩個(gè)有利于鎂-水反應(yīng)的條件：第一，PTC加熱元件表面溫度大于100℃，其周圍的反應(yīng)液局部溫度可達(dá)90℃以上，使得鎂與水在此局部能夠快速、充分地反應(yīng)；第二，在PTC加熱元件周圍產(chǎn)生的大量氫氣泡和熱液快速上升，能夠起到攪拌器的作用，進(jìn)一步促進(jìn)鎂與水的反應(yīng)。