[发明专利]基于电动汽车蓄电阵列的多源应急供电系统及方法

权利要求书

1.基于电动汽车蓄电阵列的多源应急供电系统，其特征在于，包括分布式电动汽车蓄电阵列、柴油发电机、人防人力发电机、氢燃料电池和低压配电室人防电源进线五路电源；其中，所述分布式电动汽车蓄电阵列经由第一逆变器连接至五电源切换装置的输入端，所述氢燃料电池经由第二逆变器连接至所述五电源切换装置的输入端，其他三路电源直接连接至所述五电源切换装置的输入端，所述五电源切换装置的输出端连接至多路人防设备配电箱。

2.根据权利要求1所述的基于电动汽车蓄电阵列的多源应急供电系统，其特征在于，所述分布式电动汽车蓄电阵列包括置于多辆电动汽车内的多组动力电池，各组所述动力电池通过充受电插座及充电兼受电桩连接至充受电桥架，所述充受电桥架分别连接至电动汽车充电配电柜和所述第一逆变器。

3.根据权利要求2所述的基于电动汽车蓄电阵列的多源应急供电系统，其特征在于，所述电动汽车充电配电柜通过远控隔离开关连接至所述充受电桥架；所述五电源切换装置的输入端和输出端之间连接有人防电源监控装置；所述人防电源监控装置分别通过远控隔离开关连接至所述五路电源中的各路；各路所述人防设备配电箱分别通过远控隔离开关连接至所述五电源切换装置的输出端。

4.根据权利要求3所述的基于电动汽车蓄电阵列的多源应急供电系统，其特征在于，所述柴油发电机连接至柴油储罐，所述柴油储罐埋设在人防工程外部；所述柴油储罐内设有柴油余量监测器，所述柴油余量监测器电连接至所述人防电源监控装置。

5.根据权利要求3所述的基于电动汽车蓄电阵列的多源应急供电系统，其特征在于，所述氢燃料电池连接至液氢储罐，所述液氢储罐内设有液氢余量监测器，所述液氢余量监测器电连接至所述人防电源监控装置。

6.根据权利要求1所述的基于电动汽车蓄电阵列的多源应急供电系统，其特征在于，所述人力发电机的安装空间内设有应急通风机，所述应急通风机的室外进风口处设有滤毒罐。

7.根据权利要求1-6任一项所述的基于电动汽车蓄电阵列的多源应急供电系统，其特征在于，各组所述动力电池的正上方分别设有辐射温度传感器，用于监测动力电池充电时的温度，当该温度超限时自动切断所述动力电池与所述充电兼受电桩的电气连接并发出警报。

8.基于电动汽车蓄电阵列的多源应急供电方法，其特征在于，采用分布式电动汽车蓄电阵列、柴油发电机、人防人力发电机、氢燃料电池和低压配电室人防电源进线五路电源为人防工程用电设备供电；所述五路电源互为备用，当其中一路电源故障时，自动切换至其他任一路电源。

9.根据权利要求8所述的基于电动汽车蓄电阵列的多源应急供电方法，其特征在于，在所述人力发电机的安装空间内设置应急通风机，在所述应急通风机的室外进风口处设置滤毒罐。

10.根据权利要求8-9任一项所述的基于电动汽车蓄电阵列的多源应急供电方法，其特征在于，适于按以下工况运行：

(1)市政电源供电工况：市政电源正常供电时，通过低压配电室人防电源进线及五电源切换装置为人防供电线路、人防设备以及电动车平时充电配电柜供电；充电兼受电桩通过充受电插座与电动汽车内设有电动车动力电池连接为电动车动力电池充电；

(2)分布式电动汽车蓄电阵列循环供电工况：在市政电源停止供电的间歇，使用分布式电动汽车蓄电阵列及五电源切换装置为人防供电线路、人防设备供电；当市政电力恢复供电时，采用工况(1)进行工作，将分布式电动汽车蓄电阵列中的电动车动力电池充满以备下一次使用；

(3)分布式电动汽车蓄电阵列和柴油发电机联合高效供电工况：市政电源完全无法供电时，先使用分布式电动汽车蓄电阵列及五电源切换装置为人防供电线路、人防设备供电；当分布式电动汽车蓄电阵列的电量消耗达到50％时，停止分布式电动汽车蓄电阵列供电，启动柴油发电机为人防设备供电；柴油发电机使用剩余功率同时为分布式电动汽车蓄电阵列中的电动车动力电池充电，使得柴油发电机在额定功率下的高效率区间运行；当分布式电动汽车蓄电阵列的电量充满达到100％时，此时停止柴油发电机运行，使用分布式电动汽车蓄电阵列供电；当分布式电动汽车蓄电阵列的电量消耗达到50％时，再次停止分布式电动汽车蓄电阵列供电，启动柴油发电机为人防设备供电并为分布式电动汽车蓄电阵列充电；循环往复直至柴油油量下降到柴油储罐总油量的20％以下时，停止运行工况(3)，开启运行工况(4)；

(4)分布式电动汽车蓄电阵列和氢燃料电池联合高效供电工况：市政电源完全无法供电，并且柴油油量下降到柴油储罐总油量的20％以下时，先使用剩余电量不低于50％的分布式电动汽车蓄电阵列及五电源切换装置为人防供电线路、人防设备供电；分布式电动汽车蓄电阵列的电量消耗达到50％时，停止分布式电动汽车蓄电阵列供电，启动氢燃料电池为人防设备供电；当人防设备用电功率低于氢燃料电池供电功率时，使用氢燃料电池为分布式电动汽车蓄电阵列中的电动车动力电池充电；当人防设备负荷大于等于氢燃料电池供电功率时或电动车动力电池充满时，充电结束，使用氢燃料电池和分布式电动汽车蓄电阵列为人防设备联合供电；当分布式电动汽车蓄电阵列电量消耗殆尽时，使用氢燃料电池单独供电，此时仅有占用电负荷50％的人防设备正常运行，选择人防通风设备运行，维持最低的照明需求，其他照明或设备停机；当液氢储罐中的液氢消耗到总液氢储量的20％以下且分布式电动汽车蓄电阵列蓄存的电能剩余20％时，进入工况(5)；

(5)人力发电供电工况：当剩余柴油油量小于等于柴油储罐总油量的20％且剩余液氢量小于等于液氢储罐总液氢储量的20％且分布式电动汽车蓄电阵列蓄存的电能剩余小于等于20％时，启动人力发电供电工况；人员进入人力发电机室，采用手摇或脚踏方式操作人力发电机发电，供给人防设备运行；此时，仅人防通风设备运行，维持最低的照明需求，其他照明或设备停机；当人员疲劳无人更换或者人力发电机室内氧气监测器或CO₂监测器或核辐射监测器中有至少1项报警时，停止发电，人员撤离人力发电机室；启动运行工况(9)为应急通风机供电为人力发电机室通风，待人力发电机室内氧气监测器、CO₂监测器以及核辐射监测器的参数达标后，人员再返回人力发电机室，停止运行工况(9)，进行人力发电；

(6)氢气泄露应急供电工况：当燃料电池室内的氢燃料电池发生氢气泄露时，易燃易爆氢气监测器监测到氢气泄露，发出报警信号，此时氢燃料电池立即停机，开启市政电源或使用柴油发电机供电，开启应急防爆排风机II并启动人防应急照明，应急防爆排风机II向室外排出氢气并在应急照明指示下引导人员疏散；待易燃易爆氢气监测器的参数达标后，停止运行工况(6)；

(7)柴油泄露应急供电工况：当柴油发电机室内发生柴油泄露挥发时，易燃易爆柴油挥发气体监测器监测到柴油泄露后挥发的易燃易爆气体，发出报警信号，此时柴油发电机立即停机，开启市政电源或氢燃料电池供电，开启应急防爆排风机I并启动人防应急照明，应急防爆排风机I向室外排出易燃易爆气体并在应急照明指示下引导人员疏散；待易燃易爆柴油挥发气体监测器的参数达标后，停止运行工况(7)；

(8)柴油和氢气同时泄露应急供电工况：当柴油和液态氢同时泄露时，易燃易爆柴油挥发气体监测器和易燃易爆氢气监测器同时发出警报信号，此时氢燃料电池和柴油发电机均立即停机，采用分布式电动汽车蓄电阵列为应急防爆排风机供电，同时启动柴油发电机房内和燃料电池室内的应急防爆排风机I和应急防爆排风机II排风并启动人防应急照明，消除爆燃危险，保障安全；待易燃易爆柴油挥发气体监测器和易燃易爆氢气监测器的参数达标后，停止运行工况(8)；

(9)人员休息应急供电工况：当人力发电机室内氧气监测器或CO₂监测器以及核辐射监测器中有至少1项报警时，停止人力发电，人员撤离人力发电机室，开启运行工况(3)使用柴油发电机供电，当柴油耗尽时开启氢燃料电池供电，启动人力发电机室内应急通风机通风，待人力发电机室内氧气监测器或CO₂监测器以及核辐射监测器的参数达标后，停止运行工况(9)；

(10)生存环境改善应急供电工况：当人防工程中温湿度不达标、氧气浓度低于预设值或者有毒有害气体监测器超标或者CO₂超标时，温湿度监测器、氧气监测器、有毒有害气体监测器及CO₂检测器相应发出报警信号；人防电源监控装置接收到报警信号后，对五路电源进行切换控制，按工况(1)—工况(2)—工况(3)—工况(4)—工况(5)的优先级顺序，选择在报警发生时可行的供电工况为人防通风设备供电。