[发明专利]一种多相可增程蓄能系统及具有其的车辆和能源基站

说明书

本发明公开了一种多相可增程蓄能系统及具有其的车辆和能源基站，由多相联合蓄能装置、能量转换和回收利用装置、增程装置、安全防护置及检测控制装置等组成，以气态、液态、固态三相蓄能装置联合蓄能，可利用多种清洁、可再生能源或传统能源实现增程，输出直流电能。其应用体系可涵盖各种交通运输、农业、工程等机械和具有其的分布式与集中式补能基站。该类基站可利用多种可再生能源和传统能源蓄能，并以充气、充电等方式为具有该蓄能系统的移动机械补充能量，还可用发电、供热、制冷、海水淡化等方式输出所蓄能量，扩展了可再生能源的利用领域。

技术领域

本发明属于新能源技术应用领域，尤其涉及一种多相可增程蓄能系统及具有其的车辆和能源基站。

背景技术

可再生能源和新能源的应用是当前国内外都十分重视的问题，但风能、太阳能、海浪能等可再生能源则受其波动性大、稳定性差的特性制约，至今也难以撼动传统矿物能源的统治地位，甚至难以摆脱被迫弃风弃电的顽疾。

至于交通运输方面，据权威部门报道，我国的进口石油量已超过石油消费总量的60％。而困扰京、津、冀等大城市的雾霾的主要生成物来自机动车辆的排放污染。国家的能源安全和环境安全面临着越来越大的压力。为此也产生了一些应对方案。目前看来，进展最突出的只有电动车。然而，尽管有国家多项政策和巨额财政补贴的支持，电动车的普及与市场化仍举步维艰，甚至出现了某些厂商造假骗补的事件。

目前，电动车的四大核心技术中，底盘、电机、电控等三项技术已相当成熟，制约其发展的关键因素是蓄能系统，即蓄电池组、燃料电池及超级电容器组等。

对于电动运输工具来说，理想的蓄电系统应该以下几个特性：

一﹒有足够的能量密度，单位体积单位重量要有足够的容量，这样才能跑更远的路程。而蓄电池组、尤其是超级电容组，都不能满足这一要求。

二﹒有足够的功率密度，单位体积单位重量能产生足够大的功率，以利于加速、爬坡。这一点这三种蓄电系统目前基本都可做到。

三﹒能量补充快捷方便，达到甚至超过目前燃油车加油的便捷性。这一点恰是蓄电池系统当前广受诟病的短板。

四﹒平均使用和制造成本要低，运行效率、寿命和价格综合起来要有竞争力。这一点是制约现有蓄电系统迅速实现市场化的共同短板。例如以锂电池为代表的蓄电池组加上电池管理系统，成本就达整车的一半左右，且使用寿命较短。而氢能源系统则由于技术难度较大，氢的制取、储存、运输的成本较高，市场化的门槛也相当高。

五﹒系统在使用中应具有较高的安全性，起码要不亚于现有的燃油发动机系统。相比之下。氢能源交通系统必须满足的安全要求则相当苛刻，在人口稠密区建立加氢站的制约因素相当多。

六﹒制造蓄电系统的各种原材料能够源源不断地满足大规模生产的需求，并较易于实现报废蓄电材料的大规模回收利用。这也是目前各种蓄电池生产和回收所面临的难题。

七.为蓄能系统补充能量的基站应便于大规模推广设立。制约建立该类基站的不利因素应尽可能少。显然在当前，建立充电站以及将来可能出现的充氢站的门槛都不够低。

八.蓄能系统应具有增程功能。增程装置应结构简单、成本低，效率高，污染少。增程燃料的选择范围广泛，补充便捷，可涵盖多种低成本的清洁能源和可再生能源。而现有电动车的增程装置尚难全面满足上述要求。

若试图将这三类蓄电系统应用于船舶及大型客货车辆等需要更大功率、更多蓄能的机械时，这些短板将愈加突出，故至今进展甚微。

至于直接利用压缩空气驱动的气动车，因其具有的诸多弊病如：噪声污染大、变工况适应性较差、不具增程能力等难于克服，至今仍徘徊于实验阶段。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种成本较低，效率较高，蓄能快捷方便，具有增程功能的多相可增程蓄能系统及具有其的车辆和能源基站。