【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电动汽车
，涉及一种电动汽车，尤其涉及一种二氧化碳循环式水氢动力动汽车；同时，本专利技术还涉及该汽车的空调系统。
技术介绍
汽车工业是世界上仅次于石油化工的第二大产业，目前，大部分汽车都以汽油、柴油为燃料，不仅消耗了大量的石油资源，而且汽车尾气中所含的氮氧化物、碳氢化物、一氧化碳等造成了大气的严重污染。为了保持国民经济的可持续发展，保护人类居住环境和保障能源供给，世界各国政府纷纷投入大量的人力、物力寻求解决这些问题的各种途径。目前主要有两种节能的途径，一种是以丰田为代表的混合动力汽车，另一种是以特斯拉为代表的纯电动汽车。混合动力汽车的起步慢，燃料依然为汽油或柴油，不能从本质上解决资源、污染的问题。纯电动汽车需要特定的充电桩，较难普及，且续航能力较差。燃料电池是一种不经过燃烧过程直接以电化学反应方式将燃料和氧化剂的化学能转变为电能的高效发电装置，其工作过程不受卡诺循环限制，转换效率高，几乎没有污染物排放。以燃料电池为动力的燃料电池电动汽车既可以保护环境又可以缓解能源短缺和调整能源结构，已成为未来汽车发展的重要趋势之一，是当今世界能源和交通领域开发的热点。燃料电池按电解质分类可分为碱性燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池、质子交换膜燃料电池等五类。而汽车用燃料电池的要求为：能够在常温下工作，电流密度高，免维护性好，耐振性与耐冲击性好，能够从低负荷到高负荷进行高效率运转。质子交换膜燃料电池(PEMFC)能够满足这些性能要求，因此成为发展最快也最成熟的车用燃料电池。基于PEMFC的燃料电池汽车需要氢气作为燃料，自从燃...
【技术保护点】
一种水氢动力汽车，其特征在于，所述汽车包括：甲醇制氢系统、氢气发电系统、甲醇制备设备、电动发动机、变速箱、车身、底盘、车轮，甲醇制氢系统与氢气发电系统连接，氢气发电系统与甲醇制备设备连接；电动发动机、甲醇制备设备通过氢气发电系统发出的电能工作；所述甲醇制氢系统包括制氢子系统、气压调节子系统、收集利用子系统，制氢子系统、气压调节子系统、氢气发电系统、收集利用子系统依次连接；所述制氢子系统利用甲醇水制备氢气，所述制氢子系统包括固态氢气储存容器、储存容器、原料输送装置、快速启动装置、制氢设备、膜分离装置；所述储存容器包括：容器、设置于容器内的间隔机构、与间隔机构连接的驱动机构、控制模块、感应模块；所述间隔机构将容器至少分为两个空间；两个空间中，一个放置反应液体，另一侧设置氢气发电系统释放、而后被压缩的液态或固态的二氧化碳；控制模块分别连接驱动机构、感应模块；所述驱动机构包括电机，感应模块包括压力传感器或/和液位传感器；所述感应模块用以感应容器内反应液体的量，同时感应氢气发电系统释放、而后被压缩的液态或固态的二氧化碳的量；并将感应数据发送至控制模块；所述控制模块根据感应模块感应的数据控制驱动机...
【技术特征摘要】
1.一种水氢动力汽车，其特征在于，所述汽车包括：甲醇制氢系统、氢气发电系统、甲醇制备设备、电动发动机、变速箱、车身、底盘、车轮，甲醇制氢系统与氢气发电系统连接，氢气发电系统与甲醇制备设备连接；电动发动机、甲醇制备设备通过氢气发电系统发出的电能工作；所述甲醇制氢系统包括制氢子系统、气压调节子系统、收集利用子系统，制氢子系统、气压调节子系统、氢气发电系统、收集利用子系统依次连接；所述制氢子系统利用甲醇水制备氢气，所述制氢子系统包括固态氢气储存容器、储存容器、原料输送装置、快速启动装置、制氢设备、膜分离装置；所述储存容器包括：容器、设置于容器内的间隔机构、与间隔机构连接的驱动机构、控制模块、感应模块；所述间隔机构将容器至少分为两个空间；两个空间中，一个放置反应液体，另一侧设置氢气发电系统释放、而后被压缩的液态或固态的二氧化碳；控制模块分别连接驱动机构、感应模块；所述驱动机构包括电机，感应模块包括压力传感器或/和液位传感器；所述感应模块用以感应容器内反应液体的量，同时感应氢气发电系统释放、而后被压缩的液态或固态的二氧化碳的量；并将感应数据发送至控制模块；所述控制模块根据感应模块感应的数据控制驱动机构对间隔机构的动作；在储存容器内的液体减少或二氧化碳增加达到设定条件时，驱动机构驱动间隔机构动作，减少反应液体的容积，增加二氧化碳的容积；所述储存容器还包括液化装置或/和固化装置，将收集到的二氧化碳液化或/和固化；所述制氢设备包括换热器、气化室、重整室；膜分离装置设置于分离室内，分离室设置于重整室的里面；所述固态氢气储存容器、储存容器分别与制氢设备连接；储存容器中储存有液态的甲醇和水；所述快速启动装置为制氢设备提供启动能源；所述快速启动装置包括第一启动装置、第二启动装置；所述第一启动装置包括第一加热机构、第一气化管路，第一气化管路的内径为1～2mm，第一气化管路紧密地缠绕于第一加热机构上；所述第一气化管路的一端连接储存容器，通过原料输送装置将甲醇送入第一气化管路中；第一气化管路的另一端输出被气化的甲醇，而后通过点火机构点火燃烧；或者，第一气化管路的另一端输出被气化的甲醇，且
\t输出的甲醇温度达到自燃点，甲醇从第一气化管路输出后直接自燃；所述第二启动装置包括第二气化管路，第二气化管路的主体设置于所述重整室内，第一气化管路或/和第二气化管路输出的甲醇为重整室加热的同时加热第二气化管路，将第二气化管路中的甲醇气化；所述重整室内壁设有加热管路，加热管路内放有催化剂；所述快速启动装置通过加热所述加热管路为重整室加热；所述制氢系统启动后，制氢系统通过制氢设备制得的氢气提供运行所需的能源；所述快速启动装置的初始启动能源为若干太阳能启动模块，太阳能启动模块包括依次连接的太阳能电池板、太阳能电能转换电路、太阳能电池；太阳能启动模块为第一加热机构提供电能；或者，所述快速启动装置的初始启动能源为手动发电机，手动发电机将发出的电能存储于电池中；所述催化剂包括Pt的氧化物、Pd的氧化物、Cu的氧化物、Fe的氧化物、Zn的氧化物、稀土金属氧化物、过渡金属氧化物；其中，贵金属Pt含量占催化剂总质量的0.6％～1.8％，Pd含量占催化剂总质量的1.1％～4％，Cu的氧化物占催化剂总质量的6％～12％，Fe的氧化物占催化剂总质量的3％～8％，Zn的氧化物占催化剂总质量的8％～20％，稀土金属氧化物占催化剂总质量的6％～40％，其余为过渡金属氧化物；或者，所述催化剂为铜基催化剂，包括物质及其质量份数为：3-17份的CuO，3-18份的ZnO，0.5-3份的ZrO，55-80份的Al2O3，1-3份的CeO2，1-3份的La2O3；所述固态氢气储存容器中储存固态氢气，当制氢系统启动时，通过气化模块将固态氢气转换为气态氢气，气态氢气通过燃烧放热，为制氢设备提供启动热能，作为制氢设备的启动能源；所述储存容器中的甲醇和水通过原料输送装置输送至换热器换热，换热后进入气化室气化；气化后的甲醇蒸气及水蒸气进入重整室，重整室内设有催化剂，重整室下部及中部温度为300℃～420℃；所述重整室上部的温度为400℃～570℃；重整室与分离室通过连接管路连接，连接管路的全部或部分设置于重整室的上部，能通过重整室上部的高温继续加热从重整室输出的气体；
\t所述连接管路作为重整室与分离室之间的缓冲，使得从重整室输出的气体的温度与分离室的温度相同或接近；所述分离室内的温度设定为350℃～570℃；分离室内设有膜分离器，从膜分离器的产气端得到氢气；所述原料输送装置提供动力，将储存容器中的原料输送至制氢设备；所述原料输送装置向原料提供0.15～5MPa的压强，使得制氢设备制得的氢气具有足够的压强；所述制氢设备启动制氢后，制氢设备制得的部分氢气或/和余气通过燃烧维持制氢设备运行；所述制氢设备制得的氢气输送至膜分离装置进行分离，用于分离氢气的膜分离装置的内外压强之差大于等于0.7M Pa；所述膜分离装置为在多孔陶瓷表面真空镀钯银合金的膜分离装置，镀膜层为钯银合金，钯银合金的质量百分比钯占75％～78％，银占22％～25％；所述制氢子系统将制得的氢气通过传输管路实时传输至氢气发电系统；所述传输管路设有气压调节子系统，用于调整传输管路中的气压；所述氢气发电系统利用制氢子系统制得的氢气发电；所述制氢设备排出的高温气体作为汽车空调暖气的热源，通过热量交换装置为车辆供暖；热量交换装置包括若干换热管路，换热管路内为车辆空调的流通气体，换热管路外为制氢设备排出的高温气体或者被高温气体加热后的高温液体；或者，换热管路外为车辆空调的流通气体，换热管路内为制氢设备排出的高温气体或者被高温气体加热后的高温液体；所述热量交换装置设有微处理器、阀门控制器、高温气体温度传感器、流量传感器，微处理器分别连接阀门控制器、高温气体温度传感器、流量传感器、车辆空调控制器，根据高温气体温度传感器、流量传感器感应的高温气体的温度、流量及车辆空调的控制参数控制阀门控制器，通过阀门控制器调整阀门的大小，从而调整通向热量交换装置内或外的高温气体的流量；所述气压调节子系统包括微处理器、气体压力传感器、阀门控制器、出气阀、出气管路；所述气体压力传感器设置于传输管路中，用以感应传输管路中的气压数据，并将感应的气压数据发送至微处理器；所述微处理器将从
\t气体压力传感器接收的该气压数据与设定阈值区间进行比对；当接收到的压力数据高于设定阈值区间的最大值，微处理器控制阀门控制器打开出气阀设定时间，使得传输管路中气压处于设定范围，同时出气管路的一端连接出气阀，另一端连接所述制氢子系统，通过燃烧为制氢子系统的需加热设备进行加热；当接收到的压力数据低于设定阈值区间的最小值，微处理器控制所述制氢子系统加快原料的输送速度；所述收集利用子系统连接氢气发电系统的排气通道出口，从排出的气体中分别收集氢气、氧气、水，利用收集到的氢气、氧气供制氢子系统或/和氢气发电系统使用，收集到的水作为制氢子系统的原料，从而循环使用；所述收集利用子系统包括氢氧分离器、氢水分离器、氢气止回阀、氧水分离器、氧气止回阀，将氢气与氧气分离，而后分别将氢气与水分离、氧气与水分离；所述制氢设备还包括电能估算模块、氢气制备检测模块、电能存储模块；所述电能估算模块用以估算氢气发电装置实时发出的电能是否能满足重整、分离时需要消耗的电能；如果满足，则关闭快速启动装置；氢气制备检测模块用来检测制氢设备实时制备的氢气是否稳定；若制氢设备制备的氢气不稳定，则控制快速启动装置再次启动，并将得到的电能部分存储于电能存储模块，当电能不足以提供制氢设备的消耗时使用；所述氢气发电系统为燃料电池系统，燃料电池系统包括：气体供给装置、电堆；所述气体供给装置利用压缩的气体作为动力，自动输送至电堆中；所述电堆包括若干子燃料电池模块，各个子燃料电池模块包括至少一个超级电容；所述燃料电池系统还包括空气进气管路、出气管路；所述压缩的气体主要为氧气；空气与氧气在混合容器混合后进入电堆；所述燃料电池系统还包括气体调节系统；所述气体调节系统包括阀门调节控制装置，以及氧气含量传感器或/和压缩气体压缩比传感器；所述氧气含量传感器用以感应混合容器中混合的空气与氧气中氧气的含量，并将感应到的数据发送至阀门调节控制装置；所述压缩气体压缩比传感器用以感应压缩氧气的压缩比，并将感应到的数据发送至阀门调节控制装置；所述阀门调节控制装置根据氧气含量传感器或/和压缩气体压缩比传感器的感应结果调节氧气输送阀门、空气输送阀门，控制压缩氧气、空气的输送比例；压缩氧气进入混合容器后产生的动力将混合气体推送至电堆反应；所述燃料电池系统还包括湿化系统，湿化系统包括湿度交换容器、湿度交换管路，湿度交换管路为空气进气管路的一部分；经过燃料电池反应的气体通过出气管路输送至湿度交换容器；所述湿度交换管路的材料只透水不透气，使得反应后气体与自然空气进行湿度交换，而气体之间无法流通；所述汽车还包括第二电动发动机、能量存储单元、动能转换单元，动能转换单元、能量存储单元、第二电动发动机依次连接；所述动能转换单元将汽车刹车制动的能量转换为电能存储于能量存储单元内，为第二电动发动机提供电能；所述第二电动发动机还连接氢气发电系统，由氢气发电系统为第二电动发动机提供能源；所述汽车还包括道路环境感应模块、分配数据库、氢气分配模块；氢气分配模块分别与道路环境感应模块、分配数据库连接，根据道路环境感应模块感应的数据以及分配数据库中的数据为各电动发动机分配对应的氢气；所述道路环境感应模块用以感应道路拥堵信息、地面平整度信息；道路拥堵信息根据汽车实时速度，加速、减速频率，以及停车时间确定；地面平整度信息根据汽车底盘上设置的倾角传感器确定；所述分配数据库中存储若干数据表，数据表中记录各个道路拥堵信息、地面平整度信息对应的为电动发动机、第二电动发动机分配氢气的数据；电动发动机、第二电动发动机中一个用于驱动后轮或/和前轮，另一个用于驱动前轮或/和后轮；所述甲醇制备设备包括：氮气输送装置、氢气输送装置、二氧化碳输送装置、第一混合器、第二混合气、微型固定床反应器、背压阀、合成反应器、
\t醇水分离器、色谱仪、甲醇液化装置、甲醇收集容器、主控模块；所述二氧化碳输送装置连接所述储存容器收集二氧化碳的一侧；制备得到的甲醇输送至储存容器的甲醇水混合液一侧；所述氮气输送装置包括氮气存储容器、第一输送管路，第一输送管路设有第一截止阀、第一质量流量计；所述二氧化碳输送装置包括二氧化碳存储容器、第二输送管路，第二输送管路设有第二截止阀、第二质量流量计；所述氢气输送装置包括氢气存储容器、第三输送管路、第四输送管路，第三输送管路设有第三截止阀、第三质量流量计，第四输送管路设有第四截止阀、第四质量流量计；所述氢气存储容器通过第三输送管路与第一输送管路连接，第三输送管路与第一输送管路交汇于一第一三通阀；所述氢气存储容器通过第四输送管路与第二输送管路连接，第四输送管路与第二输送管路交汇于一第一四通阀；所述第一三通阀与第一混合器连接，第一混合器的另一端与第二三通阀连接；第二三通阀通过第五输送管路连接微型固定床反应器，第五输送管路设有第五质量流量计、压强计；所述微型固定床反应器的另一端连接第四三通阀，第四三通阀还连接背压阀，背压阀的另一端连接一第二四通阀；所述第一四通阀与第二混合器连接，第二混合器的另一端与第三三通阀连接；醇水分离器、第二三通阀连接第三三通阀，醇水分离器、甲醇液化装置、色谱仪连接第二四通阀；甲醇液化装置与甲醇收集容器连接；所述主控模块控制各个部件动作，先控制高纯氮气和高纯氢气以设定的比例经过第一混合器混合后通过催化剂床层排空，待催化剂还原完成后切换气体为氢气和二氧化碳的混合气，气体通过催化剂床层经背压阀升压到一定压力再经醇水分离器分离出产物甲醇和水，未反应的气体经过原料气补充后继续通过反应器循环反应。2.一种水氢动力汽车，其特征在于，所述水氢动力汽车包括：甲醇制氢系统、氢气发电系统、电动发动机、变速箱、车身、底盘、车轮，甲醇制氢系统与氢气发电系统连接，氢气发电系统与电动发动机连接；所述甲醇制氢系统利用甲醇水蒸气重整制备氢气，氢气通过镀有钯银合金的膜分离装置获得高纯度的氢气，获取的氢气通过氢气发电系统发电；甲醇制氢系统包括制氢设备；所述制氢设备排出的高温气体作为汽车空调暖气的热源，通过热量交换装置为车辆供暖；热量交换装置包括若干换热管路，换热管路内为车辆空调的流通气体，换热管路外为制氢设备排出的高温气体或者被高温气体加热后的高温液体；或者，换热管路外为车辆空调的流通气体，换热管路内为制氢设备排出的高温气体或者被高温气体加热后的高温液体。3.根据权利要求2所述的水氢动力汽车，其特征在于：所述热量交换装置设有微处理器、阀门控制器、高温气体温度传感器、流量传感器，微处理器分别连接阀门控制器、高温气体温度传感器、流量传感器、...
【专利技术属性】
技术研发人员：向华，
申请(专利权)人：上海合既得动氢机器有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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