一種電池發(fā)電方艙的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種電池發(fā)電方艙。
【背景技術】
[0002] 傳統(tǒng)的發(fā)電方艙或儲能方艙采用柴油發(fā)電機或蓄電池的方式，柴油發(fā)電機噪音污 染大，柴油價格高且不易于長期存放；蓄電池的缺點是儲能密度低，對電網(wǎng)依賴性強。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種電池發(fā)電方艙，該電池發(fā)電系統(tǒng)的 氫氣提純效率高，可達80% ;相對燃油發(fā)電機，可減少廢氣排放量70%。
[0004] 為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是，一種電池發(fā)電方艙，包括 艙體，所述艙體內(nèi)安裝有順次連接的甲醇原料箱、甲醇制氫組件、氫氣提純組件、氫氣緩沖 缸、燃料電池模塊以及電纜收放組件，所述氫氣提純組件為變壓吸附分離組件。
[0005] 較佳地，所述燃料電池模塊為水冷燃料電池模塊。
[0006] 較佳地，所述艙體內(nèi)安裝有蓄電池。
[0007] 較佳地，所述艙體內(nèi)安裝有控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)分別與甲醇原料箱、甲醇制氫 組件、氫氣提純組件、氫氣緩沖缸、燃料電池模塊以及電纜收放組件的耗電部件及傳感器電 連接。
[0008] 較佳地，所述甲醇原料箱放置在所述艙體的前部。
[0009] 較佳地，所述變壓吸附分離組件上設有廢氣排出孔，所述廢氣排出孔通過管道與 所述甲醇制氫組件的燃燒爐相連。
[0010] 較佳地，所述甲醇制氫組件選自甲醇水汽重整組件、自熱重整組件或部分氧化重 整組件。
[0011] 較佳地，所述燃料電池模塊上連接有散熱器。
[0012] 較佳地，所述艙體包括三室，分別為燃料室、配電室和設備倉；所述甲醇原料箱設 置于所述燃料室內(nèi)，所述控制系統(tǒng)設置于所述配電室內(nèi)，所述甲醇制氫組件、氫氣提純組 件、氫氣緩沖缸、燃料電池模塊以及電纜收放組件設置于所述設備倉內(nèi)。
[0013] 較佳地，所述電纜收放組件由電動電纜絞盤、纏繞在電纜絞盤外側的電纜以及電 纜盤控制系統(tǒng)組成。
[0014] 本實用新型的有益效果是：
[0015] 1、本實用新型采用甲醇和水作為原料進行發(fā)電，由于甲醇水溶液的化學穩(wěn)定性 好，方艙可長時間放置并且不影響系統(tǒng)正常啟動及壽命，且方艙發(fā)電的排放只有co2，沒有 C0、硫化物、氮氧化物及V0C排放。
[0016] 2、本實用新型中氫氣的提純采用變壓吸附分離組件，通過變壓吸附分離技術提純 氫氣，可提高氫氣的提純效率，提高了氫氣提純的純度，并可控制氫氣提純過程中廢氣的排 量，降低甲醇水燃料中甲醇的重量比在54. 2% -61. 8%，甲醇水燃料中甲醇的含量低于現(xiàn) 有甲醇水燃料，使甲醇水燃料的燃點更高，也更不易揮發(fā)，即安全性更好。
[0017] 3、本實用新型中燃料電池模塊為水冷燃料電池模塊，由于水冷燃料電池的功率密 度比風冷燃料電池更高，所以同一方艙內(nèi)允許更大的輸出功率。
[0018] 4、本實用新型將甲醇原料箱放置于艙體前部，以防車輛追尾時產(chǎn)生燃料泄漏事 故。
[0019] 5、本實用新型中的控制系統(tǒng)，可同時控制甲醇原料箱、甲醇制氫組件、氫氣提純組 件、氫氣緩沖缸、燃料電池模塊以及電纜收放組件的耗電部件及傳感器電，控制系統(tǒng)支持在 正常狀態(tài)下任意時間啟動，并可以任意調(diào)節(jié)負載，并支持并網(wǎng)發(fā)電或多臺類似設備同時發(fā) 電，控制系統(tǒng)負載在負載允許范圍內(nèi)任意變化，控制系統(tǒng)均可正常工作且不會帶來超標干 擾，并有較高的抗沖擊能力?？刂葡到y(tǒng)具有浪涌及輸出短路保護功能，并針對燃料電池電 極形成電隔離，能在特殊情況下更好的保護設備。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本實用新型電池發(fā)電方艙的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021] 為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下文中將結合附圖對本 實用新型的實施例進行詳細說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及 實施例中的特征可以相互任意組合。
[0022] 如圖1所示，一種電池發(fā)電方艙，包括艙體1，所述艙體內(nèi)安裝有順次連接的 甲醇原料箱2、甲醇制氫組件9、氫氣提純組件5、氫氣緩沖缸6、燃料電池模塊7以及電 纜收放組件；艙體1采用全封閉結構，采用全滿焊框架結構廂體，艙體1的外部尺寸為 6000X1880X2550mm，內(nèi)部具有尺寸為5900X1800X2500mm的容納空間；艙體1外表板材 為1. 5mm冷軋鋼板，中間夾層采用隔熱材料，內(nèi)板為0. 8mm彩鋼板，底板采用防滑花紋鋁板， 自重輕，強度高；艙體1內(nèi)部共分為三室，包括前部的燃料室101，中部的配電室102,后部的 設備倉103。
[0023] 燃料室101內(nèi)設有甲醇原料箱2,甲醇原料箱2內(nèi)裝有甲醇的重量百分比為 54.2% -61. 8%的甲醇水混合燃料；其上設有電子液位計，用于查看燃料箱內(nèi)甲醇水混合 燃料的含量。燃料室101的一側設有燃料艙門8,燃料艙門8的尺寸保證甲醇原料箱2可 整體移出燃料室101進行維修作業(yè)；甲醇原料箱2的燃料添加口與燃料艙門8設置在同一 側，方便添加燃料。
[0024] 配電室102上方安裝車載升降照明燈；配電室102內(nèi)的一側設有控制系統(tǒng)4,控制 系統(tǒng)4分別與電纜收放組件，燃料泵、風機、電磁閥以及甲醇原料箱2、甲醇制氫組件9、氫氣 提純組件5、氫氣緩沖缸6、燃料電池模塊7、電纜收放組件上的傳感器電連接，用于控制甲 醇產(chǎn)氫量、燃料泵、風機及燃料電池發(fā)電的供氫、供氧、輸出電壓、和電纜收放組件。配電室 102在控制系統(tǒng)4的同側設有配電柜門，可在車輛外部對甲醇發(fā)電和電纜收放組件進行控 制；配電室102內(nèi)部另一側放置四組蓄電池3,可為車載設備提供直流電源；配電室102另 一側的中部設有散熱扇，將配電室102內(nèi)產(chǎn)生的熱量排出，配電室102與設備倉103之間設 有維修門，方便檢修。
[0025] 設備倉103內(nèi)安裝有甲醇制氫組件9、氫氣提純組件5、氫氣緩沖缸6、燃料電池 模塊7以及電纜收放組件，設備倉103的底板采用緩震材料，設備倉103內(nèi)的各設備與底 板之間加裝有緩震墊；甲醇制氫組件9選自甲醇水汽重整組件、自熱重整組件或部分氧化 重整組件，甲醇制氫組件9優(yōu)選為甲醇水汽重整組件，通過原料甲醇水混合燃料制氫，將甲 醇和水通過單向水汽重整反應（CH30H+H20--3H2+C02)及雙向水氣置換反應（C0+H20-- C02+H2)生成富氫，富氫包括H2、C02、C0及未參加反應的郵，重整反應為吸熱反應；反應熱量 通過甲醇水汽重整組件中的燃燒爐燃燒雜質(zhì)提供，燃燒排放物為H20和0)2及極少量C0 ;氫 氣提純組件5為變壓吸附分離組件，所述變壓吸附分離組件上設有廢氣排出孔，所述廢氣 排出孔通過管道與所述甲醇水汽重整模塊的燃燒爐相連，廢氣排出孔排出的雜質(zhì)C02、C0、 H20及少部分H2在燃燒爐燃燒，為甲醇制氫組件9提供熱量。
[0026] 氫氣緩沖缸6將氫氣提純組件5生成的氫氣存儲，存儲壓力范圍在0. 1-1.OMPa。
[0027] 燃料電池模塊7為水冷燃料電池模塊，水冷燃料電池模塊將純氫與空氣中的氧氣 通過電化學反應發(fā)出直流電，同時生成水和熱量；燃料電池模塊7上連接有散熱器，將反應 生成的熱量排出，燃料電池模塊7連接有儲能裝置，儲能裝置包括鋰電池、鉛酸電池、鎳氫 電池或超級電容，用于儲存電能。
[0028] 電纜收放組件由電動電纜絞盤、纏繞在電纜絞盤外側的電纜以及電纜盤控制系統(tǒng) 組成，電纜盤控制系統(tǒng)與控制系統(tǒng)4電連接，通過控制系統(tǒng)4控制電動電纜絞盤的轉(zhuǎn)速，電 動電纜絞盤為電動滾筒型式，放置于車輛尾部左下側工具箱內(nèi)，絞盤架上裝有倒順開關，控 制絞盤的正反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)電纜收放功能。
[0029] 本實用新型與現(xiàn)有技術中柴油發(fā)電機和蓄電池的對比結果如表1和表2所示：
[0030] 表1本實用新型與柴油發(fā)電機的對比結果
[0031]
【主權項】
1. 一種電池發(fā)電方艙，其特征在于，包括艙體，所述艙體內(nèi)安裝有順次連接的甲醇原料 箱、甲醇制氫組件、氫氣提純組件、氫氣緩沖缸、燃料電池模塊以及電纜收放組件，所述氫氣 提純組件為變壓吸附分離組件。
2. 如權利要求1所述的發(fā)電方艙，其特征在于，所述燃料電池模塊為水冷燃料電池模 塊。
3. 如權利要求1所述的發(fā)電方艙，其特征在于，所述艙體內(nèi)安裝有蓄電池。
4. 如權利要求1-3任一所述的發(fā)電方艙，其特征在于，所述艙體內(nèi)安裝有控制系統(tǒng)，所 述控制系統(tǒng)分別與甲醇原料箱、甲醇制氫組件、氫氣提純組件、氫氣緩沖缸、燃料電池模塊 以及電纜收放組件的耗電部件及傳感器電連接。
5. 如權利要求1-3任一所述的發(fā)電方艙，其特征在于，所述甲醇原料箱放置在所述艙 體的前部。
6. 如權利要求1-3任一所述的發(fā)電方艙，其特征在于，所述變壓吸附分離組件上設有 廢氣排出孔，所述廢氣排出孔通過管道與所述甲醇制氫組件的燃燒爐相連。
7. 如權利要求1-3任一所述的發(fā)電方艙，其特征在于，所述甲醇制氫組件選自甲醇水 汽重整組件、自熱重整組件或部分氧化重整組件。
8. 如權利要求1-3任一所述的發(fā)電方艙，其特征在于，所述燃料電池模塊上連接有散 熱器。
9. 如權利要求4所述的發(fā)電方艙，其特征在于，所述艙體包括三室，分別為燃料室、配 電室和設備倉；所述甲醇原料箱設置于所述燃料室內(nèi)，所述控制系統(tǒng)設置于所述配電室內(nèi)， 所述甲醇制氫組件、氫氣提純組件、氫氣緩沖缸、燃料電池模塊以及電纜收放組件設置于所 述設備倉內(nèi)。
10. 如權利要求1-3任一所述的發(fā)電方艙，其特征在于，所述電纜收放組件由電動電纜 絞盤、纏繞在電纜絞盤外側的電纜以及電纜盤控制系統(tǒng)組成。
【專利摘要】一種電池發(fā)電方艙，包括艙體，所述艙體內(nèi)安裝有順次連接的甲醇原料箱、甲醇制氫組件、氫氣提純組件、氫氣緩沖缸、燃料電池模塊以及電纜收放組件，所述氫氣提純組件為變壓吸附分離組件；該電池發(fā)電系統(tǒng)的氫氣提純效率高，可達80％；相對燃油發(fā)電機，可減少廢氣排放量70％。
【IPC分類】H01M8-04, H02J7-00, H01M10-613, H01M2-10
【公開號】CN204441354
【申請?zhí)枴緾N201520112662
【發(fā)明人】歐陽洵, 賴平化, 程亞飛, 陳海濤, 付云鵬, 黃小珂
【申請人】北京上善氫璞科技有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年2月16日