專利名稱：電動車電能供應站的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種使用鋅--空氣電池的電動車電能供應站的實施方法和技術。
現有技術的各種電動車因造車理念的局限將蓄電池所有權歸屬于購車者，以及蓄電池容量的有限，使得各種電動車的運行里程在40公里-100公里的范圍內，一旦蓄電池電能耗盡，通常又需要充電3-8小時才能重新使用，如果蓄電池的電能在車輛運行途中耗盡，則給車主帶來更大的不便，要么請車來拖，要么棄車而去，而攜帶備用電池不僅增加成本而且也增大電動車自重和載重電能損耗，而且效果也不顯著；傳統燃油汽車解決長途運行中能源補給是通過在沿途加油站加油來完成的，燃氣汽車則是通過加液化氣來完成，加油加氣是可以在幾分鐘內完成的，因為油料是燃油汽車能量的載體，液化氣則是燃氣汽車能量的載體，而電動汽車要解決長途運行中能源補給，傳統的辦法是通過建立充電站來完成，但建立充電站就要首先解決給蓄電池快速充電的世界性難題，因為在幾分鐘之內為電動車蓄電池充足電必須采用大電流充電，但大電流充電不僅會縮短蓄電池的使用壽命，而且現有技術也很難做到在幾分鐘內為蓄電池充足電，這一技術難題全世界都正在努力解決但進展不大，如果電動車主在辦事途中需補充電能，而不得不花一兩個小時來等待，恐怕誰都寧愿不要這種交通工具了，因為這樣的技術不能滿足現代社會交通流的需要。而電動車電能的載體是蓄電池，在傳統觀念中，電動車的蓄電池的所有權歸電動車及車主所有，更換蓄電池的工作是只有在蓄電池反復充放電用舊老化之后才能得以買新換舊，這種觀念是根深蒂固不可動搖的，表現在電動車的制造上就是將電動車蓄電池固化在電動車車架上不易更換的位置上，蓄電池與車上的調速控制器和充電器的連接也是用螺釘或不便更換的接頭緊固連接的。
本發明的目的是克服現有技術的不足，打破傳統電動車電能供應模式，建立一種公用電能載體的新概念，提供一種鋅--空氣電池電能供應站，專門為使用一種新型電源鋅--空氣電池電動車提供能源電池，使用鋅--空氣電池箱的電動車主將用完電的鋅--空氣電池箱G送往電能供應站，在電能供應站的置換站點II出錢購買換回另一個加滿電能的鋅--空氣電池箱E，電能供應站收錢賣出加滿電能的鋅--空氣電池箱E及鋅--空氣電池箱G的回收更新費，電站建站費及毛利潤，并負責回收處理鋅--空氣電池箱中的反應剩液和向處理后的單體鋅--空氣電池箱內加滿新的電能活性物質鋅粒和堿液，這種新的電能補充技術模式的出現，從根本上克服了傳統使用蓄電池的電動車靠充電補充電能所帶來的種種弊病，把電動車用完電后，電動車主回家耗費大量時間進行電能補充的工作交給了專業化和工廠化的電能供應站，實現了為電動車補充電能的專職化、專業化、社會化，實現了電動車補充電能的即時、快速化，使得電能的補充能像汽車那樣在短短的幾分鐘甚至一分鐘內完成，為電動車在城市的大規模普及創造了成熟的技術條件和物質基礎。在城市市區和城際間建立使用鋅--空氣電池箱的電動車電能供應網站，相鄰的電能供應站間距小于補充新電能后電動車的續行里程，從而避免了開發高容量和快速充電蓄電池投入大、費時長，而收效微的難題，以及蓄電池在使用過程中存在使用壽命短和容量小的弊病，實現電動車運行里程無限延長，在城市和城際間普及環保無污染，廉價的電動車，取代污染嚴重的機動車，為解決未來地球石油能源日漸枯竭導致的能源危機提供戰略決策和實用技術解決方案。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明
圖1為一個電動車電能供應站的構成和工作流程結構示意圖。
圖2為城際公路電動車電能供應網站的構成和沿路布局結構示意圖。
圖3為城市市區電動車電能供應網站的構成環城布局結構示意圖。
圖1為一個電動車電能供應站的構成和工作流程結構示意圖，圖中I為鋅--空氣電池電能活性物質補充安裝車間，II為電能供應站的鋅--空氣電池箱置換站點，III為鋅--空氣電池回收及氧化鋅電解、鋅電極制板、造粒車間，在鋅--空氣電池回收及氧化鋅電解、鋅電極制板、造粒車間III內先將氧化鋅電解制得鋅粉，將參有無機緩蝕劑和/或有機緩蝕劑的鋅粉或金屬鋅進行壓制、鋅電極的制板或造粒制成電極板和/或鋅粒備用，在鋅--空氣電池電能活性物補充安裝車間I內將陰極或與陰極電子導通的電能活性物質鋅粒或加有緩蝕劑的鋅粒及電池的電解液KOH或NaOH補充裝填進單體鋅--空氣電池箱的正負電極的電極腔內，或重新組裝更換電池槽內的陰極鋅電極板和陽極電極板或只更換陰極鋅電極板及電解液制成加滿電能的鋅--空氣電池箱E，在電能供應站的鋅--空氣電池箱置換站點II處，將加滿電能的鋅--空氣電池箱E賣給公路上處于欠電狀態的電動車F，交換回欠電的鋅--空氣電池箱G，為電動車補充電能。
圖2為城際公路電動車電能供應站的構成和沿路布局結構示意圖，圖中L1、L2...Li為公路沿線兩側分布的電能供應網站，L1、L2...Li中的各個電能供應站是由圖1所示的一個個電能供應站結構單元組成，它們沿公路兩側分布，公路每側相鄰兩個電能供應站的間距小于加滿電能的使用鋅--空氣電池箱的電動車的續行里程200-800公里，則公路兩邊每側相鄰兩電能供應站的間距選擇20-260公里，并在相鄰電能供應站間安裝應急欠電求助電話亭，并參照里程碑由電能供應站就近派車送換鋅--空氣電池箱，相鄰的電能供應站之間還可安裝排列太陽能和/或風能輔助供電電解系統以充分利用公路兩旁空間和自然無償能源來降低電能供應站的供電成本，增產增收，當然上述輔助供電系統也可不安裝。
圖3為城市市區電動車電能供應網站的結構和環城布局結構示意圖，城市市區電能供應網站的基本單元仍然是圖1所示的一個電能供應站，各電能供應站(如圖中矩形框所示)沿城市市區各級環城公路兩側均勻分布并在連通各環城公路的慣通公路和市區中心縱橫主干道上適當分布電能供應站，以保證相鄰兩個電能供應站的間隔距離小于或等于電動車的最小續行里程或它的二分之一或三分之一或四分之一續行里程，以確保電動車可以隨時隨地方便的更換鋅--空氣電池箱，考慮到在城市市區不同電動車類型及電動車用戶較為集中，為使市民補充電能方便的特點，市區及一、二環線內公路兩邊每側相鄰兩電能供應站間距選擇0.1-100公里較為理想，三、四、五環線內公路兩邊每側相鄰兩電能供應站間距為4-160公里，六環線以上公路兩邊每側相鄰兩電能供應站間距為15-260公里。
市區的電能供應站中的鋅--空氣電池電能活性物質補充填裝車間I與鋅--空氣電池回收及電解、制板、造粒車間III及與鋅--空氣電池箱置換電站點II可各自分開，由集中的電能活性物質補充填裝車間I分時段向鋅--空氣電池箱置換電站點送取鋅--空氣電池箱或它們之間相互組合在一起，以利于方便、高效、降低運作成本對社會公眾的電動車提供優質快捷的鋅--空氣電池箱電能補充服務。為了保證電能供應站運行的有序性、安全性，應對鋅--空氣電池箱外形尺寸進行統一規劃、設計，如設計成外形為長方體或正方體結構的鋅--空氣電池手提箱或集裝箱結構，同種車型之間采用統一規格的鋅空氣電池箱，不同車型的輕型電動車也應盡量采用統一規格的鋅--空氣電池箱，如使用鋅--空氣電池箱的電動自行車與電動摩托車及輕型電動三輪車、電動三、四輪椅車之間盡量采用同一外形尺寸，同容量或不同容量的鋅--空氣電池手提箱，而使用鋅--空氣電池箱的電動小汽車、電動小公共汽車、電動觀光車、電動高爾夫車、電動平臺車，采用同一外形尺寸，同容量或不同容量的小型鋅--空氣電池集裝箱，大型電動公共汽車、大型電動貨車等采用同一外形尺寸同容量或不同容量的大型鋅--空氣電池集裝箱，并配以各種大、中、小標準型號的可快速抽插的電源連接插頭--插座，以便迅速抽插補充電能。
本發明由于采用了全新的電動車供電技術和理念，從根本上打破了傳統觀念將蓄電池所有權歸屬購車者的局限，把電動車用完電后需費大量時間進行電能補充的工作交由電能供應站完成，使得電動車能夠在短短的幾分鐘內完成電能的補充，具體解決方案是將傳統電動車使用蓄電池供電方式改為使用鋅--空氣電池箱供電并把鋅--空氣電池箱與電動車從一而終的一一對應關系拆開，把電能源載體的鋅--空氣電池箱作為公共周轉電池箱放入社會電動車群體的大循環中，即一套鋅--空氣電池箱在不同時間可為社會上同類型的不同電動車供電，一輛電動車在不同時間可以使用不同鋅--空氣電池箱或同一鋅--空氣電池箱供電，而鋅--空氣電池箱的更新費、回收費是在每次電池置換過程中完成的。兩輪電動自行車、兩輪電動摩托車、三輪電動車、三、四輪電動椅車、四、六、八、十、十二、十四輪電動汽車，各種類型電動車的鋅--空氣電池箱類別之間尺寸可以不同，但同一類型電動車的鋅--空氣電池箱尺寸必須相同，實行標準化尺寸，箱頂部四角和/或中部開有吊裝孔、底部四角和/或中部設有凸起或凹進或平坦的支撐腳，集裝箱體或箱底設有鎖定器或鎖定孔，鋅--空氣電池集裝箱的更換采用叉車叉裝或吊車吊裝方式，或采用專用集裝箱搬運車或機械手或機器人來更換。
本發明的最佳實施例之一為一個電動車電能供應站由鋅--空氣電池箱電能活性物質補充填裝車間I、鋅--空氣電池箱置換站點II、鋅--空氣電池回收及氧化鋅電解、鋅電極制板、造粒車間III結合構成，工作流程為鋅--空氣電池箱電能活性物質補充填裝車間I向鋅--空氣電池箱置換站點II供應加足電的鋅--空氣電池箱E，并接收鋅--空氣電池箱置換站點II送來的耗盡電的鋅--空氣電池箱G進行電能補充。
本發明的最佳實施例之二為一個城際電動車供應網站，由相鄰兩站間隔距離為小于電動車續行里程，尤其是小于四、六、八、十輪電動汽車續行里程的二分之一的各個電動車電能供應站構成，各電能供應站之間可以安裝也可不安裝太陽能和/或風輪輔助電能補充電器系統構成。
本發明的最佳實施例之三為一個城市市區電動車電能供應網站，相鄰兩站間隔距離從市中心縱橫主干道、內環、二環間隔0.1-100公里，三、四、五環4-160公里，六環線以上為15-260公里即市區內環線往外環線間隔距離逐漸增大到兩輪、三輪、四、六、八、十輪電動車續行里程的約四分之一、三分之一、二分之一構成城市市區電動車電能供應網站。由于鋅--空氣電池箱供電的電動車的生產制造技術難度和營運成本遠遠小于燃油機動車，而且運行過程中無尾氣污染、無燥聲污染，它們將會成為未來城市、城際的主要交通工具，因而具有極大的發展前景。
權利要求
1.一種電動車電能供應站，由電能補充車間I、電池箱置換站點II、電池回收處理車間III結合構成，其特征在于電能補充車間I由鋅--空氣電池電能活性物質補充填裝車間構成，電池箱置換站點II由鋅--空氣電池箱置換站點構成，電池回收處理車間III由鋅--空氣電池回收及氧化鋅電解及加有緩蝕劑的鋅粉和/或金屬鋅造粒及陰極鋅電極板制板車間構成，鋅--空氣電池電能活性物質補充填裝車間I將加足電能的一體化的鋅--空氣電池箱E通過流程a送到鋅--空氣電池箱置換站點II，通過流程b接收置換站點II送回的欠電鋅--空氣電池箱G進行補充電能，鋅--空氣電池箱置換站點II向社會電動車群體有償提供加足電能的公用能源載體鋅--空氣電池箱E，供電動車置換鋅--空氣電池箱、快速置換補充電能，鋅--空氣電池箱回收及氧化鋅電解及加有緩蝕劑的鋅粉和/或金屬鋅造粒及陰極鋅電極板車間III向鋅--空氣電池箱電能活性物質補充填裝車間I提供新產鋅粒和/或陰極鋅電極板，并回收反應剩液、鋅--空氣電池箱電能活性物質補充填裝車間I將鋅粒加入電池箱的正、負電極腔內或重新組裝更換陰極鋅電極板或陽極電極板或只更換陰極鋅電極板及電解液。
2.按權利要求1所述的電動車電能供應站，其特征在于分布在城際公路兩側的各個電動車電能供應站單元構成的城際公路電動車電能供應網站中，公路同側相鄰兩個電能供應站的的間距小于電動車鋅--空氣電池箱一次補充足電能后的續行里程，尤其為20-260公里間距。
3.按權利要求1所述的電動車電能供應站，其特征在于分布在城市市區各環城公路及環城公路慣通公路和市區中心縱橫主干道兩側的各個電動車電能供應站單元構成的城市市區電動車電能供應網站中，市區中心縱、橫、放射慣通主干道、內環、二環線公路同側相鄰兩個電能供應站間距為0.1-100公里，由三環向外擴展，各環線上相鄰兩個電能供應站間隔距離為三、四、五環線4-160公里；六環線以上為15-260公里。
4.按權利要求1或2或3所述的電動車電能供應站，其特征在于在相鄰兩個電能供應站之間安裝太陽能和/或風能輔助電能補充系統，以及安裝應急欠電求助電話機、亭。
5.按權利要求1或2或3所述的電動車電能供應站，其特征在于城際和城市市區電動車電能供應網站的各個電能供應站的鋅--空氣電池電能活性物質補充安裝車間I和/或鋅--空氣電池回收及氧化鋅電解、鋅電極制板、造粒車間III與鋅--空氣電池箱置換站點II分離，結合成一個或一個以上的大型鋅--空氣電池箱電能活性物質補充填裝車間I和/或鋅--空氣電池箱回收及氧化鋅電解制板造粒車間III，供集中統一補充電能并分時段向鋅--空氣電池箱置換站點II送取鋅--空氣電池箱，集中生產高容量環保鋅--空氣電池箱，集中回收無害化處理欠電鋅--空氣電池箱。
6.按權利要求1所述的電動車電能供應站，其特征在于公共電能源周轉載體的鋅--空氣電池箱體上安裝有與鋅--空氣電池箱正負極相連的可快速抽插的兩芯或兩芯以上的多芯供電插座--插頭結構。
7.按權利要求1或6所述的電動車電能供應站，其特征在于在電動車電能供應站內使用的公共電能源周轉載體的鋅--空氣電池箱為鋅--空氣電池手提箱和/或鋅--空氣電池集裝箱，鋅--空氣電池集裝箱頂部四角和/或中部開有吊裝孔，底部四角和/或中部設有凸起或凹進或平坦的支撐腳和鎖定器或鎖定孔。
8.按權利要求1或2或3或4或6或7所述的電動車電能供應站，其特征在于兩輪或輕型三輪電動車使用鋅--空氣電池手提箱，在電動車電能供應站內由人手工更換鋅--空氣電池手提箱，電動汽車和大型三輪車使用鋅--空氣電池集裝箱在電動車電能供應站內由集裝箱吊車吊裝或集裝箱叉車叉裝或集裝箱搬運車安裝或機械手、臂或機器人來更換鋅--空氣電池集裝箱。
9.按權利要求1所述的電動車電能供應站，其特征在于鋅--空氣電池箱置換站點II有償收取的電能費用內至少包含有電能活性物質補充費和平均的電能供應站建站費。
全文摘要
一種電動車電能供應站，由電池箱補充車間I、電池箱置換站點II、電池箱回收處理車間III結合構成，打破了傳統電動車電能供應模式，建立了公用電能載體電池箱置換站的新概念，電動車用完電后在一分鐘內把用完電的電池箱通過向電能供應站有償置換加足電能的電池箱進行電能補充，極大地縮短了電能補充時間，由各個電能供應站結合構成城市的電能供應網站，能方便地為電動車隨時隨地的補充電能，為清潔環保的電動車在城市的普及提供了技術保證。
文檔編號H01M8/00GK1540789SQ0310784
公開日2004年10月27日 申請日期2003年3月14日 優先權日2002年5月23日
發明者劉奧宇 申請人:劉奧宇