一種基于天然氣的一體化充氣站與充電站裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基于天然氣的一體化充氣站與充電站裝置，利用現有的天然氣加氣站改裝，得到一體化充氣站與充電站，屬于新能源技術領域。
【背景技術】
[0002]CNG(壓縮天然氣)汽車和加氣站技術日趨成熟，國產化進程加快。先進的電子技術和機械制造技術使CNG汽車安全性和控制性的得到保證，續駛里程由初始的50Km-70Km提高至lj300Km-400Km，天然氣汽車瓶重減輕，加氣站的體積減少，加氣速度可實現與加注汽油一樣，快速充氣僅需2-5分鐘，國內多年推廣應用CNG技術。CNG市場競爭格局已見端倪。當前，包括中國石油、中國石化、地方燃氣公司、公交公司、民營合資企業在內的很多商家都在紛紛投資建設CNG加氣站。另一方面，燃料電池的關鍵技術基本已經被突破，產業化技術較為成熟。燃料電池轉換效率高，在未來可能成為發電行業的主力軍。目前高溫燃料電池可以直接將天然氣直接轉換為電能。近幾年，電動汽車產業飛速發展，但是電動汽車充電難，幾乎是每個車主所面臨的最難的問題。這也是制約電動汽車發展的重要因素。充電站與充電粧的建設受到政策、技術等多因素影響。其中，充電設備的高功率是制約發展的一個重要因素。將加氣站加裝燃料電池并實現電動汽車充電功能，有利于電動汽車和燃料電池行業的發展。
【發明內容】
[0003]發明目的:針對上述現有存在的問題和不足，本發明一種基于天然氣的一體化充氣站與充電站裝置的目的是解決電動汽車充電難問題。
[0004]技術方案:一種基于天然氣的一體化充氣站與充電站裝置，包括一種基于天然氣的一體化充氣站與充電站裝置，包括LNG儲罐(I)、柱塞栗(2 )、高壓汽化器(3 )、順序控制盤
(4)、CNG高壓氣瓶組(5)、CNG加氣機(6)、汽車載氣瓶(7)、減壓器(8)、燃料電池組(9)、充電機(10)、蓄電池組(11)、DC/DC變換器(12)、光伏陣列(13)、防火墻隔離裝置(14)、隔離配電房(15);
所述LNG儲罐(I)存儲的天然氣為低溫低壓液態，LNG儲罐(I)的輸出與柱塞栗(2)的輸入連接，柱塞栗(2)做往復運動，柱塞栗(2)的輸出天然氣為低溫高壓氣態，柱塞栗(2)的輸出與高壓汽化器(3)的輸入連接，高壓汽化器(3)的輸出常溫高壓氣態的天然氣，高壓汽化器(3 )的輸出與順序控制盤(4 )的輸入連接，順序控制盤(4 )的輸出與CNG高壓氣瓶組(5 )的輸入連接，CNG高壓氣瓶組(5)的分兩路輸出:CNG高壓氣瓶組(5)輸出一與CNG加氣機(6)的輸入連接，CNG加氣機(6)的輸出與汽車載氣瓶(7)連接;CNG高壓氣瓶組(5)輸出二與減壓器(8 )的輸入連接，減壓器(8 )的輸出與燃料電池組(9 )的進氣端口連接，燃料電池組(9 )的輔助加熱電源端口與蓄電池組(11)的輸出一連接，蓄電池組(11)的輸出二與充電機(10)輸入連接，燃料電池組(9 )的輸出與充電機(1 )輸入連接，蓄電池組(11)的輸入與DC/DC變換器(12 )的輸出連接，DC/DC變換器(12 )的輸入與光伏陣列(13 )的輸出連接。
[0005]一種基于天然氣的一體化充氣站與充電站裝置，其特征在于燃料電池組(9)是由固體氧化物燃料電池構成，工作溫度為700度，啟動方式為電加熱。
[0006]一種基于天然氣的一體化充氣站與充電站裝置，其特征在于燃料電池組(9)安裝在隔離配電房(15)中，充電機(10)與CNG加氣機(6)中間有防火墻隔離裝置(14)，光伏陣列(13)安裝在辦公室屋頂和一體化充氣站與充電站裝置的頂棚。
[0007]—種基于天然氣的一體化充氣站與充電站裝置，其特征在于光伏陣列(13)的輸出與DC/DC變換器(12 )的輸入連接，DC/DC變換器(12 )的輸出與蓄電池組(11)的輸入連接，蓄電池組(11)優先給燃料電池組(9)的輔助加熱電源端口供電，其次給充電機(10)供電。
[0008]
所述LNG儲罐(I)由高壓瓶構成，外層有保溫層，用于儲存低溫低壓的液態天然氣。
[0009]所述柱塞栗(2)借助工作腔里的容積周期性變化來達到輸送液體的目的；原動機的機械能經栗直接轉化為輸送液體的壓力能，將低溫低壓的液態天然氣轉換為低溫高壓的液態天然氣。
[0010]所述高壓汽化器(3)吸熱后，將低溫高壓的液態天然氣轉換為常溫高壓的氣態天然氣CNG。
[0011]所述順序控制盤(4)用于將常溫高壓的氣態天然氣CNG合理地分配到CNG高壓氣瓶組(5)中。
[0012]所述CNG高壓氣瓶組(5)由多個高壓氣瓶構成的氣瓶組，用于緩沖、穩壓常溫高壓的氣態天然氣CNG。
[0013]所述CNG加氣機(6)由傳統的加氣站構成，將常溫高壓的氣態天然氣CNG加入汽車載氣瓶(7)中。
[0014]所述汽車載氣瓶(7)由車載高壓氣瓶構成，用于儲存常溫高壓的氣態天然氣CNG，作為汽車的燃料。
[0015]所述減壓器(8)用于將常溫高壓的氣態天然氣CNG減壓為常溫常壓的氣態天然氣CNG，燃料電池組(9 )需要的燃料為常溫常壓的氣體燃料。
[0016]所述燃料電池組(9)由高溫固體氧化物燃料電池構成，可直接將天然氣轉換為電能。燃料電池的啟動采用電加熱輔助啟動，電加熱的電能來自蓄電池組(11)，蓄電池組(11)的電能來自光伏陣列(13)。
[0017]所述充電機(10)由現有的直流充電機構成，將直流電能給電動汽車的動力電池充電。
[0018]所述蓄電池組(11)由鉛酸電池構成，用于儲存光伏陣列(13)的直流電能。
[0019]所述DC/DC變換器(12)將光伏陣列(13)產生的直流電能轉換為滿足光伏陣列(13)充電需求的直流電能，另一方面，在光伏陣列(13)產生的電能出現剩余的情況下，將光伏陣列(13)產生的直流電能轉換為滿足充電機(10)所需要的直流電能。
[0020]所述光伏陣列(13)由多晶娃光伏電池構成，安裝在加氣站/充電站的頂棚。
[0021]所述防火墻隔離裝置(14)用于隔離CNG加氣機(6)與充電機(10)，防止電磁產生電弧引起天然氣燃燒。
[0022]所述隔離配電房(15)用于安裝燃料電池組(9)、充電機(10)、蓄電池組(11)、DC/DC變換器(12)，并進行防火、電磁隔離。
[0023]工作原理:LNG儲罐(I)存儲的低溫低壓的液態天然氣，送入柱塞栗(2)中，柱塞栗
(2)做往復運動加壓后，低溫低壓的液態天然氣被轉換為低溫高壓的液態天然氣，低溫高壓的液態天然氣送入高壓汽化器(3)中吸熱，低溫高壓的液態天然氣被轉換為常溫高壓的氣態天然氣CNG，常溫高壓的氣態天然氣CNG經過順序控制盤(4)，將常溫高壓的氣態天然氣CNG送至CNG高壓氣瓶組(5)，常溫高壓的氣態天然氣CNG被儲存于CNG高壓氣瓶組(5)，起到常溫高壓的氣態天然氣CNG緩沖、穩壓作用。CNG高壓氣瓶組(5)中存儲的常溫高壓的氣態天然氣CNG送至CNG加氣機(6)，CNG加氣機(6)將常溫高壓的氣態天然氣CNG加入汽車載氣瓶
(7)中。
[0024]CNG高壓氣瓶組(5)另一路氣體被送至減壓器(8)中，常溫高壓的氣態天然氣CNG被減壓后得到常溫常壓的氣態天然氣CNG，常溫常壓的氣態天然氣CNG被送至燃料電池組(9)中，將燃料的化學能轉換為電能，給充電機(10)供電。燃料電池組(9)由高溫固體氧化物燃料電池構成，可直接將