[發(fā)明專利]無尾氣排放的水氫動力列車

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510736104.3
• 申請日: 2015-11-03
• 公開（公告）號: CN105390718A
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 向華
• 申請（專利權(quán)）人: 上海合既得動氫機(jī)器有限公司
• 主分類號: H01M8/0606
• 分類號: H01M8/0606;H01M8/22;B61C7/00
• 代理公司: 上海金盛協(xié)力知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31242
• 代理人: 王松

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電動汽車技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電動汽車，尤其涉及一種無尾氣排放的水氫動力列車。

背景技術(shù)

汽車工業(yè)是世界上僅次于石油化工的第二大產(chǎn)業(yè)，目前，大部分汽車都以汽油、柴油為燃料，不僅消耗了大量的石油資源，而且汽車尾氣中所含的氮氧化物、碳?xì)浠铩⒁谎趸嫉仍斐闪舜髿獾膰?yán)重污染。為了保持國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，保護(hù)人類居住環(huán)境和保障能源供給，世界各國政府紛紛投入大量的人力、物力尋求解決這些問題的各種途徑。

目前主要有兩種節(jié)能的途徑，一種是以豐田為代表的混合動力汽車，另一種是以特斯拉為代表的純電動汽車。混合動力汽車的起步慢，燃料依然為汽油或柴油，不能從本質(zhì)上解決資源、污染的問題。純電動汽車需要特定的充電樁，較難普及，且續(xù)航能力較差。

燃料電池是一種不經(jīng)過燃燒過程直接以電化學(xué)反應(yīng)方式將燃料和氧化劑的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿母咝Оl(fā)電裝置，其工作過程不受卡諾循環(huán)限制，轉(zhuǎn)換效率高，幾乎沒有污染物排放。以燃料電池為動力的燃料電池電動汽車既可以保護(hù)環(huán)境又可以緩解能源短缺和調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，已成為未來汽車發(fā)展的重要趨勢之一，是當(dāng)今世界能源和交通領(lǐng)域開發(fā)的熱點。

燃料電池按電解質(zhì)分類可分為堿性燃料電池、磷酸燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、固體氧化物燃料電池、質(zhì)子交換膜燃料電池等五類。而汽車用燃料電池的要求為：能夠在常溫下工作，電流密度高，免維護(hù)性好，耐振性與耐沖擊性好，能夠從低負(fù)荷到高負(fù)荷進(jìn)行高效率運轉(zhuǎn)。質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)能夠滿足這些性能要求，因此成為發(fā)展最快也最成熟的車用燃料電池。基于PEMFC的燃料電池汽車需要氫氣作為燃料，自從燃料電池誕生起，氫源問題與燃料電池本身是同樣重要的核心技術(shù)，而氫源的研究開發(fā)已成為燃料電池汽車從演示走向商業(yè)化的重要步驟。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種無尾氣排放的水氫動力列車，可利用甲醇作為汽車的能源，解決能源危機(jī)，減少車輛排放。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種無尾氣排放的水氫動力列車，包括：動力車、非動力車，動力車設(shè)有甲醇制氫系統(tǒng)、氫氣發(fā)電系統(tǒng)、電動發(fā)動機(jī)，甲醇制氫系統(tǒng)、氫氣發(fā)電系統(tǒng)、電動發(fā)動機(jī)設(shè)置于動力車內(nèi)，甲醇制氫系統(tǒng)、氫氣發(fā)電系統(tǒng)、電動發(fā)動機(jī)依次連接；

所述甲醇制氫系統(tǒng)包括制氫子系統(tǒng)、氣壓調(diào)節(jié)子系統(tǒng)、收集利用子系統(tǒng)，制氫子系統(tǒng)、氣壓調(diào)節(jié)子系統(tǒng)、氫氣發(fā)電系統(tǒng)、收集利用子系統(tǒng)依次連接；

所述制氫子系統(tǒng)利用甲醇水制備氫氣，所述制氫子系統(tǒng)包括固態(tài)氫氣儲存容器、儲存容器、原料輸送裝置、快速啟動裝置、制氫設(shè)備、膜分離裝置；

所述儲存容器設(shè)置于動力車的后部；儲存容器的中部設(shè)有隔板，隔板的一側(cè)設(shè)置反應(yīng)液體，另一側(cè)設(shè)置氫氣發(fā)電系統(tǒng)釋放、而后被壓縮的液態(tài)或固態(tài)的二氧化碳；隔板連接有推動機(jī)構(gòu)，在儲存容器內(nèi)的液體減少或二氧化碳增加達(dá)到設(shè)定條件時，推動機(jī)構(gòu)驅(qū)動隔板動作，減少存儲反應(yīng)液體區(qū)域的容積，增加存儲二氧化碳區(qū)域的容積；

所述制氫設(shè)備包括換熱器、氣化室、重整室；膜分離裝置設(shè)置于分離室內(nèi)，分離室設(shè)置于重整室的里面；所述固態(tài)氫氣儲存容器、儲存容器分別與制氫設(shè)備連接；儲存容器中儲存有液態(tài)的甲醇和水；

所述快速啟動裝置為制氫設(shè)備提供啟動能源；所述快速啟動裝置包括第一啟動裝置、第二啟動裝置；所述第一啟動裝置包括第一加熱機(jī)構(gòu)、第一氣化管路，第一氣化管路的內(nèi)徑為1～2mm，第一氣化管路緊密地纏繞于第一加熱機(jī)構(gòu)上；所述第一氣化管路的一端連接儲存容器，通過原料輸送裝置將甲醇送入第一氣化管路中；第一氣化管路的另一端輸出被氣化的甲醇，而后通過點火機(jī)構(gòu)點火燃燒；或者，第一氣化管路的另一端輸出被氣化的甲醇，且輸出的甲醇溫度達(dá)到自燃點，甲醇從第一氣化管路輸出后直接自燃；所述第二啟動裝置包括第二氣化管路，第二氣化管路的主體設(shè)置于所述重整室內(nèi)，第一氣化管路或/和第二氣化管路輸出的甲醇為重整室加熱的同時加熱第二氣化管路，將第二氣化管路中的甲醇?xì)饣凰鲋卣覂?nèi)壁設(shè)有加熱管路，加熱管路內(nèi)放有催化劑；所述快速啟動裝置通過加熱所述加熱管路為重整室加熱；所述制氫系統(tǒng)啟動后，制氫系統(tǒng)通過制氫設(shè)備制得的氫氣提供運行所需的能源；

所述快速啟動裝置的初始啟動能源為若干太陽能啟動模塊，太陽能啟動模塊包括依次連接的太陽能電池板、太陽能電能轉(zhuǎn)換電路、太陽能電池；太陽能啟動模塊為第一加熱機(jī)構(gòu)提供電能；或者，所述快速啟動裝置的初始啟動能源為手動發(fā)電機(jī)，手動發(fā)電機(jī)將發(fā)出的電能存儲于電池中；