一種多功能移動充電車及充電方法
【專利摘要】本發明涉及一種充電設備，是一種可移動的多功能充電車。該多功能移動充電車在有日照的情況下，太陽能光伏板發電并通過發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充電車提供電能，車可以迅速開到需要應急供電的位置，首先鋰電儲能系統5s以內啟動給應急處提供電能，燃料電池系統2分鐘以內啟動發電給應急處提供電能；該移動充電車移動方便，實行雙發電模式（光伏發電和燃料電池發電），可以同時提供交流380V、220V和直流300~500V輸出多種功能。
【專利說明】—種多功能移動充電車及充電方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種充電設備，是一種可移動的多功能充電車；該充電車包括太陽能發電和燃料電池發電雙發電系統、鋰電儲能系統和改裝后的貨柜車，工作示意圖如圖1所
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技術背景
[0002]隨著霧霾問題的嚴重，國家大力控制環境污染，在交通工具方面，國內十二五規劃把新能源車作為國家戰略發展目標，國內比亞迪、吉利、眾泰、江淮等車廠已經開發出油電混合動力汽車、純電動車，并且都有各種款式油電混合動力汽車和純電動車出售，如比亞迪E3、E6等，江淮IREV增程式電動車，吉利熊貓純電動車，眾泰5008EV純電動車。各個廠家爭先恐后開發新型電動車，針對充電技術也有突破，但是對于大型多功能移動復合型充電車幾乎還未涉及。
[0003]國外特斯拉電動車給汽車市場帶來新的活力，目前特斯拉已經公布它的所有專利，特斯拉開放的專利中，104項與電池以及電池安全控制系統有關；28項涉及充電技術，這兩類專利就占到了專利總數的53%，也是特斯拉最主要的優勢技術；現有的電池安全控制系統專利，主要用于協調運行車上7000多節鋰電池組成的電池組；涉及到的充電技術是固定充電樁技術和快速充電技術，縱觀全球涉及到于大型多功能移動復合型充電車廠家微乎其微，涉及到的專利技術更是少之又少。
[0004]電動汽車是未來汽車產業的革命，隨著電動車的發展電動車帶來的問題也日益增多，電動車在行駛過程中電量耗盡，但是又無法到達有固定充電樁的位置，目前拖車費用高昂，再加上現行的電動大巴車拖車困難，就給大型移動充電設備帶來發展機會，所以電動汽車行業的發展必定帶來大型移動充電設備的發展，經分析電動車行業充電樁10000億元市場份額，其中移動充電設備500億元以上，可見多功能移動復合型充電車具有廣闊的市場前景。
【發明內容】
[0005]所述的多功能移動充電車包括太陽能發電和燃料電池發電雙發電系統、鋰電儲能系統和改裝后的貨柜車，燃料電池發電系統包括燃料瓶、燃料電池堆及發電控制器；鋰電儲能系統包括電池管理系統和鋰電電池組；燃料電池發電系統和鋰電儲能系統位于改裝后的貨柜車的箱體內；太陽能發電系統包括太陽能光伏板，太陽能光伏板鋪在改裝后的貨柜車箱體頂部上表面并固定；太陽能光伏板通過光伏組件接線盒鏈接發電控制器構成一套發電系統(如圖1所示);燃料瓶通過軟管連接燃料反應堆，燃料反應堆通過導線鏈接發電控制器構成另外一套發電系統(如圖1所示)，發電控制器有交流380V、220V和直流30(T500V輸出等多種功能輸出端；發電控制器通過導線鏈接到鋰電儲能系統的鋰電電池組，鋰電儲能系統設有交流380V、220V和直流30(T500V輸出等多種功能輸出端；鋰電儲能系統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，燃料電池堆和發電控制器在位于改裝后的貨柜車箱體的后部；裝配的時候先裝配儲能系統的電柜并固定如圖2中的4部分并將電池管理系統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，最后裝配燃料反應堆及發電控制器并固定如圖2中的2部分，太陽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]所述的太陽能光伏板為多晶、單晶或薄膜太陽板。
[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的上海神力的型號FEMFC燃料電池堆。
[0010]所述的發電控制器是采購的東莞鉅威的型號PWSHESO1-XK-22 O控制器。
[0011]所述的電池管理系統是采購上海妙益的型號DK202V2電池管理系統。
[0012]所述的鋰電電池組的型號可以是18650、26650或軟包的單體電池，通過串、并聯達到設計要求的鋰電電池組；設計要求就是，一定的串聯單體電池達到電池組設計的電壓，一定的并聯達到電池組設計的容量。
[0013]該多功能移動充電車在有日照的情況下，太陽能光伏板發電并通過發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充電車提供電能，車可以迅速開到需要應急供電的位置，首先鋰電儲能系統5s以內啟動給應急處提供電能，燃料電池系統2分鐘以內啟動發電給應急處提供電能；該移動充電車移動方便，實行雙發電模式(光伏發電和燃料電池發電)可以同時提供交流380V、220V和直流30(T500V輸出多種功能。
[0014]工作原理是:多功能移動充電車是改裝貨柜車，太陽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部位于前部的位置裝上鋰電電池組和管理系統組成鋰電儲能系統(如圖2的4部分)。
[0015]多功能移動充電車在有日照的情況下，太陽能光伏板(如圖2的I部分)能夠發電，把電能通過發電控制器(如圖2的2部分)給鋰電電池組充電儲存電能，直至儲能系統電量充滿；一旦有緊急狀況或需要該移動充電車提供電能時候，車可以迅速開到需要應急供電的位置，由于燃料電池需要預熱啟動需要I分鐘的時間，事先充滿電的鋰電儲能系統(如圖2的4部分)，能夠迅速啟動，5s以內啟動鋰電電池組輸出直流或交流(如圖2的7部分)給應急處提供電能。
[0016]由于鋰電池電量有限(小于50kWh)，然而燃料電池可以長時供電(5000kWh)，鋰電電池組只能短時供電，長時供電必須啟動燃料電池發電系統供電；首先啟動燃料瓶(如圖2的3部分)注入到燃料電池反應堆(如圖2的2部分)，燃料電池反應堆開始工作并發電，從燃料注入反應堆到發出電能需要I分半鐘時間，燃料電池發出電能通過發電控制器對外輸出電能(如圖2的6部分)，整套燃料電池系統兩分鐘以內啟動發電給應急處提供電能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1多功能移動充電車工作原理示意圖。
[0018]圖2多功能移動充電車結構示意圖。
[0019]I是太陽能光伏板，2是燃料電池堆及發電控制器，3是燃料氣瓶，4是鋰電儲能系統，5是光伏組件接線盒，6是發電控制器的多種功能輸出端，7是鋰電儲能系統的多種功能輸出端。
【具體實施方式】
[0020]以下結合附圖對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。
[0021]實例1:
多功能移動充電車是改裝貨柜車，將4塊250W的太陽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)，構成IkW太陽能發電組；改裝后的貨柜車箱體內部位于中部的位置裝上10個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部位于后部的位置裝上1kW燃料電池堆及發電控制器并固定(如圖2的2部分)，改裝后的貨柜箱箱體內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組成鋰電儲能系統(如圖2的4部分)，鋰電池組功率10kWh(48V200Ah)，每個18650單體電池3.2V2Ah，30支單體18650電池串聯構成一串電池組，100個這樣的串聯電池組再并聯起來，就構成48V200Ah的1kWh儲能系統；lkW多晶硅太陽能通過光伏組件接線盒鏈接發電控制器構成一套發電系統；10個氫氣燃料鋼瓶匯集到一個軟管上鏈接到燃料反應堆，燃料反應堆再鏈接發電控制器構成另外一套發電系統，發電控制器有交流380V、220V和直流360V輸出多種功能輸出端；發電控制器鏈接到1kWh儲能系統，1kffh儲能系統有交流380V、220V和直流360V輸出多種功能輸出端。
[0022]多功能移動充電車在有日照的情況下光伏電池(如圖2的I部分)發電，通過發電控制器(如圖2的2部分)給1kWh鋰電池組充電儲存電能；一旦有緊急狀況需要該移動充電車提供電能，車可以迅速開到需要應急供電的位置，首先1kWh鋰電儲能系統(如圖2的4部分)，5s以內啟動1kWh鋰電池輸出端(如圖2的7部分)給應急處提供電能，燃料電池系統(如圖2的2和3部分)兩分鐘以內啟動發電(如圖2的6部分)給應急處提供電能。
[0023]實例2:
多功能移動充電車是改裝貨柜車，4塊250W的單晶硅太陽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)，構成IkW光伏太陽組；改裝后的貨柜車箱體內部位于中部的位置裝上10個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部位于后部的位置裝上1kW燃料電池堆及發電控制器并固定(如圖2的2部分)，改裝后的貨柜車箱體內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組成鋰電儲能系統(如圖2的4部分)，鋰電池組1kWh (48V、200Ah)，每個26650單體電池3.2V4Ah，30支單體26650電池串聯構成一串電池組，50個這樣的串聯電池組再并聯起來，就構成48V200Ah的1kWh儲能系統；IkW單晶硅太陽能光伏通過光伏組件接線盒鏈接發電控制器構成一套發電系統；10個液態甲烷燃料鋼瓶匯集到一根軟管鏈接到1kW燃料反應堆，1kW燃料反應堆再鏈接發電控制器構成另外一套發電系統，發電控制器有交流380V、220V和直流500V輸出多種功能輸出端；發電控制器鏈接到1kWh儲能系統，儲能系統有交流380V、220V和直流500V輸出多種功能輸出端。
[0024]多功能移動充電車在有日照的情況下IkW光伏電池(如圖2的I部分)發電，通過發電控制器(如圖2的2部分)給1kWh鋰電池組充電儲存電能；一旦有緊急狀況需要該移動充電車提供電能，車可以迅速開到需要應急供電的位置，首先1kWh鋰電儲能系統(如圖
2的4部分)，5s以內啟動(如圖2的7部分)給應急處提供電能，燃料電池系統(如圖2的2和3部分)兩分鐘以內啟動(如圖2的6部分)給應急處提供電能。
【權利要求】
1.一種多功能移動充電車，其特征在于:所述多功能移動充電車包括太陽能發電和燃料電池發電雙發電系統、鋰電儲能系統和改裝后的貨柜車，燃料電池發電系統包括燃料瓶、燃料電池堆及發電控制器；鋰電儲能系統包括電池管理系統和鋰電電池組；燃料電池發電系統和鋰電儲能系統位于改裝后的貨柜車的箱體內；太陽能發電系統包括太陽能光伏板，太陽能光伏板鋪在改裝后的貨柜車箱體頂部上表面并固定；太陽能光伏板通過光伏組件接線盒鏈接發電控制器構成太陽能發電發電系統；燃料瓶通過軟管連接燃料反應堆，燃料反應堆通過導線鏈接發電控制器構成燃料電池發電系統，發電控制器設有多種功能輸出端；發電控制器通過導線鏈接到鋰電儲能系統的鋰電電池組，鋰電儲能系統設有多種功能輸出端；鋰電儲能系統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，燃料電池堆和發電控制器在位于改裝后的貨柜車箱體的后部。
2.如權利要求1所述的一種多功能移動充電車，其特征在于:裝配的時候先裝配儲能系統的電柜并固定，并將電池管理系統和鋰電電池組裝配到電柜里面，然后裝備燃料氣瓶并固定，最后裝配燃料反應堆及發電控制器并固定，太陽光伏板鋪在改裝后的貨柜車箱體頂部上表面并固定。
3.如權利要求1所述的一種多功能移動充電車，其特征在于:發電控制器設有交流380V、220V和直流30(T500V輸出等多種功能輸出端。
4.如權利要求1所述的一種多功能移動充電車，其特征在于:鋰電儲能系統設有交流380V、220V和直流30(T500V輸出等多種功能輸出端。
5.如權利要求1所述的一種多功能移動充電車，其特征在于:所述的貨柜車是普通貨柜車；所述的太陽能光伏板為多晶、單晶或薄膜太陽板；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的上海神力的型號FEMFC燃料電池堆；所述的發電控制器是采購的東莞鉅威的型號PWSHES01-XK-22 O控制器；所述的電池管理系統是采購上海妙益的型號DK202V2電池管理系統。
6.如權利要求1所述的一種多功能移動充電車，其特征在于:所述的鋰電電池組的型號可以是18650、26650或軟包的單體電池，通過串、并聯達到設計要求的鋰電電池組；設計要求就是，一定的串聯單體電池達到電池組設計的電壓，一定的并聯達到電池組設計的容量。
7.如權利要求1所述的一種多功能移動充電車的充電方法，其特征在于步驟如下:多功能移動充電車在有日照的情況下，太陽能光伏板能夠發電，把電能通過發電控制器給鋰電電池組充電儲存電能，直至鋰電儲能系統電量充滿；一旦有緊急狀況或需要該移動充電車提供電能時候，車可以迅速開到需要應急供電的位置，由于燃料電池需要預熱啟動需要I分鐘的時間，事先充滿電的鋰電儲能系統，能夠迅速啟動，5s以內啟動鋰電電池組輸出直流或交流給應急處提供電能； 由于鋰電池電量有限(小于50kWh)，然而燃料電池可以長時供電(5000kWh)，鋰電電池組只能短時供電，長時供電必須啟動燃料電池發電系統供電；首先啟動燃料瓶注入到燃料電池反應堆，燃料電池反應堆開始工作并發電，從燃料注入反應堆到發出電能需要I分半鐘時間，燃料電池發出電能通過發電控制器對外輸出電能，整套燃料電池系統兩分鐘以內啟動發電給應急處提供電能。
【文檔編號】H02J7/00GK104319848SQ201410617837
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月6日 優先權日:2014年11月6日
【發明者】司紅磊, 林道勇, 李青海 申請人:江蘇峰谷源儲能技術研究院有限公司