[發(fā)明專利]一種能夠同時(shí)或單獨(dú)充電和加氫的供應(yīng)站和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811115081.4
• 申請(qǐng)日: 2018-09-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110939868B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·皮克勒斯;顧佑宗;李先明;S·辛格;J·艾倫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家能源投資集團(tuán)有限責(zé)任公司;北京低碳清潔能源研究院
• 主分類號(hào): F17D1/04
• 分類號(hào): F17D1/04;B60L53/30;B60L53/53
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 劉依云;喬雪微

本發(fā)明涉及車輛能量供應(yīng)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種能夠同時(shí)或單獨(dú)充電和加氫的供應(yīng)站和方法，該供應(yīng)站包括：供電單元、蓄電池系統(tǒng)、能夠?qū)㈦娏D(zhuǎn)化為氫氣的設(shè)備、氫氣存儲(chǔ)系統(tǒng)、能夠?qū)錃廪D(zhuǎn)化為電力的設(shè)備、充電器和加氫機(jī)；供電單元與蓄電池系統(tǒng)連通以輸送電力；蓄電池系統(tǒng)與能夠?qū)㈦娏D(zhuǎn)化為氫氣的設(shè)備連通，以將電力轉(zhuǎn)化為氫氣；能夠?qū)㈦娏D(zhuǎn)化為氫氣的設(shè)備與氫氣存儲(chǔ)系統(tǒng)連通，以將所述氫氣存儲(chǔ)于氫氣存儲(chǔ)系統(tǒng)中；氫氣存儲(chǔ)系統(tǒng)與能夠?qū)錃廪D(zhuǎn)化為電力的設(shè)備連通。本發(fā)明提供的供應(yīng)站和方法能夠根據(jù)電動(dòng)車輛和氫動(dòng)力車輛的需求實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)整，相較于現(xiàn)有技術(shù)提供的供應(yīng)站可以減少設(shè)備投資，減輕了蓄電池系統(tǒng)的儲(chǔ)電量和氫氣存儲(chǔ)系統(tǒng)的儲(chǔ)氫量的限制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車輛能量供應(yīng)領(lǐng)域，具體涉及一種能夠同時(shí)或單獨(dú)充電和加氫的供應(yīng)站和方法。

背景技術(shù)

零排放車輛包括電動(dòng)車輛和氫動(dòng)力燃料電池車輛，隨著零排放車輛變得普遍，需要在低人口密度的長(zhǎng)距離跨省或州際公路上對(duì)這兩種類型的車輛進(jìn)行快速加油。

超長(zhǎng)距離上的基礎(chǔ)設(shè)施可以采用獨(dú)立的加氫或充電站解決方案，這將是非常昂貴的，也可以采用更有效的更靈活的供應(yīng)站以支持多種加注類型。氫氣為中型/重型車輛、公共汽車提供了優(yōu)勢(shì)，并最終可能成為乘用車的重要份額。電動(dòng)車輛在零排放車輛中的采用正在加速，但需要較長(zhǎng)時(shí)間的充電，而且在跨省或州際高速公路上接入高功率充電器的機(jī)會(huì)有限。

如果其中一種技術(shù)占主導(dǎo)地位，則站設(shè)備應(yīng)配置相似的容量和連接方法(包括占地面積等)以重新配置站。此外，基于直流(DC)快速充電器的電動(dòng)車輛充電解決方案(目前開(kāi)發(fā)中的示例接近350kW)以最小化充電時(shí)間(30分鐘)將需要緩沖電池系統(tǒng)來(lái)減輕對(duì)電網(wǎng)的壓力(需求高峰和昂貴的使用時(shí)間成本)。電動(dòng)車(EV)充電器的電源可以直接來(lái)自電網(wǎng)或本地分布式能源。

目前，需要滿足能量和功率密度要求的長(zhǎng)距離跨省或州際公路上的加油站，具體而言，必須存儲(chǔ)足夠的能量以容納需要高電壓的長(zhǎng)途電動(dòng)車輛和長(zhǎng)途氫動(dòng)力車輛(包括卡車)。高壓充電非常有用，因?yàn)榭梢詼p少為電動(dòng)車輛充電所需的時(shí)間，但是，提供高電壓所需的功率輸出需要大型電池存儲(chǔ)系統(tǒng)。面臨的挑戰(zhàn)是需要高功率水平，要么采用具有高能量密度的電池，要么從電網(wǎng)中抽取大量電能。目前的系統(tǒng)僅使用電池存儲(chǔ)器，但是電池的能量密度限制意味著需要非常大的(并且昂貴的)系統(tǒng)來(lái)適應(yīng)為高電壓系統(tǒng)供電所需的能量水平。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入100兆瓦時(shí)或更大的范圍時(shí)，可負(fù)擔(dān)性是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。

聯(lián)合供應(yīng)站具有可重新配置的潛力，通過(guò)攤銷設(shè)施成本、電網(wǎng)連接和支付方案來(lái)降低各個(gè)站的成本。

US7523770公開(kāi)了一種機(jī)動(dòng)車輛服務(wù)站，包括有多種燃料來(lái)源，包括不同等級(jí)的液體燃料，H₂和電力。該站能夠通過(guò)適用于使用每種燃料的車輛的不同加注站來(lái)容納不同類型的車輛。其進(jìn)一步描述了一種無(wú)線通信系統(tǒng)，其能夠傳達(dá)車輛的要求，以便利用正確的加注技術(shù)將車輛引導(dǎo)到適當(dāng)?shù)姆?wù)塊。US7523770僅限定多種燃料被儲(chǔ)存，但是如果一種燃料的需求很高，那么存在該燃料的儲(chǔ)存可能被耗盡的風(fēng)險(xiǎn)。

US20030008183A1公開(kāi)了一種能量供應(yīng)站，用于將烴燃料轉(zhuǎn)換成氫和電中的至少一種，用于隨后輸送到車輛，所述站包括一個(gè)或多個(gè)化學(xué)轉(zhuǎn)換器，所述化學(xué)轉(zhuǎn)換器定位成接收燃料并用于處理燃料以形成包括二氧化碳的輸出介質(zhì)，用于將化學(xué)成分與輸出介質(zhì)分離的分離階段，具有用于收集二氧化碳的分離階段的流體回路中的收集元件，以及用于與車輛接口的車輛界面。該站的一個(gè)特征是通過(guò)諸如重整器或燃料電池現(xiàn)場(chǎng)可變地產(chǎn)生電和氫，以滿足燃料需求。US20030008183A1描述了從碳?xì)淙剂显诂F(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)換為電力和氫氣，然而，這種轉(zhuǎn)換所需的化學(xué)過(guò)程涉及多個(gè)單元操作，并且其響應(yīng)時(shí)間和功率密度受到限制。

從上述內(nèi)容可以看出，無(wú)論采用單獨(dú)的基礎(chǔ)設(shè)施方案還是聯(lián)合供應(yīng)站均不能滿足需要高電壓的長(zhǎng)途電動(dòng)車輛和長(zhǎng)途氫動(dòng)力車輛(包括卡車)的需求，且不能夠滿足不斷變化的電力和氫氣需求。

發(fā)明內(nèi)容