一种能够同时或单独充电和加氢的供应站和方法技术

本发明专利技术涉及车辆能量供应领域，公开了一种能够同时或单独充电和加氢的供应站和方法，该供应站包括：供电单元、蓄电池系统、能够将电力转化为氢气的设备、氢气存储系统、能够将氢气转化为电力的设备、充电器和加氢机；供电单元与蓄电池系统连通以输送电力；蓄电池系统与能够将电力转化为氢气的设备连通，以将电力转化为氢气；能够将电力转化为氢气的设备与氢气存储系统连通，以将所述氢气存储于氢气存储系统中；氢气存储系统与能够将氢气转化为电力的设备连通。本发明专利技术提供的供应站和方法能够根据电动车辆和氢动力车辆的需求实现动态调整，相较于现有技术提供的供应站可以减少设备投资，减轻了蓄电池系统的储电量和氢气存储系统的储氢量的限制。

A supply station and method capable of charging and hydrogenation simultaneously or separately

【技术实现步骤摘要】
一种能够同时或单独充电和加氢的供应站和方法
本专利技术涉及车辆能量供应领域，具体涉及一种能够同时或单独充电和加氢的供应站和方法。
技术介绍
零排放车辆包括电动车辆和氢动力燃料电池车辆，随着零排放车辆变得普遍，需要在低人口密度的长距离跨省或州际公路上对这两种类型的车辆进行快速加油。超长距离上的基础设施可以采用独立的加氢或充电站解决方案，这将是非常昂贵的，也可以采用更有效的更灵活的供应站以支持多种加注类型。氢气为中型/重型车辆、公共汽车提供了优势，并最终可能成为乘用车的重要份额。电动车辆在零排放车辆中的采用正在加速，但需要较长时间的充电，而且在跨省或州际高速公路上接入高功率充电器的机会有限。如果其中一种技术占主导地位，则站设备应配置相似的容量和连接方法(包括占地面积等)以重新配置站。此外，基于直流(DC)快速充电器的电动车辆充电解决方案(目前开发中的示例接近350kW)以最小化充电时间(30分钟)将需要缓冲电池系统来减轻对电网的压力(需求高峰和昂贵的使用时间成本)。电动车(EV)充电器的电源可以直接来自电网或本地分布式能源。目前，需要满足能量和功率密度要求的长距离跨省或州际公路上的加油站，具体而言，必须存储足够的能量以容纳需要高电压的长途电动车辆和长途氢动力车辆(包括卡车)。高压充电非常有用，因为可以减少为电动车辆充电所需的时间，但是，提供高电压所需的功率输出需要大型电池存储系统。面临的挑战是需要高功率水平，要么采用具有高能量密度的电池，要么从电网中抽取大量电能。目前的系统仅使用电池存储器，但是电池的能量密度限制意味着需要非常大的(并且昂贵的)系统来适应为高电压系统供电所需的能量水平。当系统进入100兆瓦时或更大的范围时，可负担性是一项挑战。联合供应站具有可重新配置的潜力，通过摊销设施成本、电网连接和支付方案来降低各个站的成本。US7523770公开了一种机动车辆服务站，包括有多种燃料来源，包括不同等级的液体燃料，H2和电力。该站能够通过适用于使用每种燃料的车辆的不同加注站来容纳不同类型的车辆。其进一步描述了一种无线通信系统，其能够传达车辆的要求，以便利用正确的加注技术将车辆引导到适当的服务块。US7523770仅限定多种燃料被储存，但是如果一种燃料的需求很高，那么存在该燃料的储存可能被耗尽的风险。US20030008183A1公开了一种能量供应站，用于将烃燃料转换成氢和电中的至少一种，用于随后输送到车辆，所述站包括一个或多个化学转换器，所述化学转换器定位成接收燃料并用于处理燃料以形成包括二氧化碳的输出介质，用于将化学成分与输出介质分离的分离阶段，具有用于收集二氧化碳的分离阶段的流体回路中的收集元件，以及用于与车辆接口的车辆界面。该站的一个特征是通过诸如重整器或燃料电池现场可变地产生电和氢，以满足燃料需求。US20030008183A1描述了从碳氢燃料在现场转换为电力和氢气，然而，这种转换所需的化学过程涉及多个单元操作，并且其响应时间和功率密度受到限制。从上述内容可以看出，无论采用单独的基础设施方案还是联合供应站均不能满足需要高电压的长途电动车辆和长途氢动力车辆(包括卡车)的需求，且不能够满足不断变化的电力和氢气需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有能量供应站不能满足不断变化的电力和氢气需求的问题，提供一种能够同时或单独充电和加氢的供应站和方法，采用本专利技术提供的能够同时或单独充电和加氢的供应站可以满足不断变化的电力和氢气需求，且能够优化成本。为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种能够同时或单独充电和加氢的供应站，该供应站包括：供电单元、蓄电池系统、能够将电力转化为氢气的设备、氢气存储系统、能够将氢气转化为电力的设备、充电器和加氢机；其中，供电单元与蓄电池系统连通以输送电力；蓄电池系统与能够将电力转化为氢气的设备连通，以将蓄电池系统提供的电力转化为氢气；能够将电力转化为氢气的设备与氢气存储系统连通，以将所述氢气存储于氢气存储系统中；氢气存储系统与能够将氢气转化为电力的设备连通，以将氢气存储系统提供的氢气转化为电力；充电器与所述蓄电池系统连通，用于对电动车辆充电；加氢机与氢气存储系统连通，用于对氢动力车辆加注氢气。本专利技术第二方面提供一种能够同时或单独充电和加氢的方法，该方法包括：采用蓄电池系统为电动车辆充电，采用氢气存储系统为氢动力车辆加注氢气；采用能够将电力转化为氢气的设备和能够将氢气转化为电力的设备实现氢气和电力的转化，以实现充电和加注氢气的分配。本专利技术提供的能够同时或单独充电和加氢的供应站和方法与现有技术相比，具有如下优点：(1)本专利技术提供的供应站具有动态调整可用氢气和电力比率的能力；(2)本专利技术提供的供应站能够以电力或化学形式储存能源，满足燃料需求，且优化资本成本；(3)本专利技术提供的供应站具有比电网连接更高的速率提供高压充电的能力；(4)本专利技术采用的可重新配置分配技术以在多种条件下输送电力和氢气，以保持灵活性与不断改变的燃料标准的兼容性。附图说明图1是本专利技术提供的能够同时或单独充电和加氢的供应站的示意图。附图标记说明1-供电单元2-蓄电池系统3-能够将电力转化为氢气的设备4-氢气存储系统5-能够将氢气转化为电力的设备6-充电器7-加氢机具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术第一方面提供一种能够同时或单独充电和加氢的供应站，如图1所示，该供应站包括：供电单元1、蓄电池系统2、能够将电力转化为氢气的设备3、氢气存储系统4、能够将氢气转化为电力的设备5、充电器6和加氢机7；其中，供电单元1与蓄电池系统2连通以输送电力；蓄电池系统2与能够将电力转化为氢气的设备3连通，以将蓄电池系统2提供的电力转化为氢气；能够将电力转化为氢气的设备3与氢气存储系统4连通，以将所述氢气存储于氢气存储系统4中；氢气存储系统4与能够将氢气转化为电力的设备4连通，以将氢气存储系统4提供的氢气转化为电力；充电器6与所述蓄电池系统2连通，用于对电动车辆充电；加氢机7与氢气存储系统4连通，用于对氢动力车辆加注氢气。本专利技术所述的蓄电池系统2和氢气存储系统4分别为电力和氢气的存储单元，能够将电力转化为氢气的设备3和能够将氢气转化为电力的设备5是氢气和电力互相转换的单元，充电器6和加氢机7分别将电力和氢气输送至电动车辆和氢动力车辆。根据本专利技术的一种具体实施方式，当供电单元1和/或蓄电池系统2提供的电力与电动车辆不完全匹配时，例如电压或电流过低或过高，可以采用充电器6对电力进行转化，以适用于电动车辆。根据本专利技术的一种具体实施方式，当氢气存本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能够同时或单独充电和加氢的供应站，该供应站包括：/n供电单元(1)、蓄电池系统(2)、能够将电力转化为氢气的设备(3)、氢气存储系统(4)、能够将氢气转化为电力的设备(5)、充电器(6)和加氢机(7)；/n其中，供电单元(1)与蓄电池系统(2)连通以输送电力；蓄电池系统(2)与能够将电力转化为氢气的设备(3)连通，以将蓄电池系统(2)提供的电力转化为氢气；能够将电力转化为氢气的设备(3)与氢气存储系统(4)连通，以将所述氢气存储于氢气存储系统(4)中；氢气存储系统(4)与能够将氢气转化为电力的设备(5)连通，以将氢气存储系统(4)提供的氢气转化为电力；充电器(6)与所述蓄电池系统(2)连通，用于对电动车辆充电；加氢机(7)与氢气存储系统(4)连通，用于对氢动力车辆加注氢气。/n

【技术特征摘要】
1.一种能够同时或单独充电和加氢的供应站，该供应站包括：
供电单元(1)、蓄电池系统(2)、能够将电力转化为氢气的设备(3)、氢气存储系统(4)、能够将氢气转化为电力的设备(5)、充电器(6)和加氢机(7)；
其中，供电单元(1)与蓄电池系统(2)连通以输送电力；蓄电池系统(2)与能够将电力转化为氢气的设备(3)连通，以将蓄电池系统(2)提供的电力转化为氢气；能够将电力转化为氢气的设备(3)与氢气存储系统(4)连通，以将所述氢气存储于氢气存储系统(4)中；氢气存储系统(4)与能够将氢气转化为电力的设备(5)连通，以将氢气存储系统(4)提供的氢气转化为电力；充电器(6)与所述蓄电池系统(2)连通，用于对电动车辆充电；加氢机(7)与氢气存储系统(4)连通，用于对氢动力车辆加注氢气。


2.根据权利要求1所述的供应站，其中，
供电单元(1)与能够将电力转化为氢气的设备(3)连通以提供能够将电力转化为氢气的设备(3)所需的电力；
供电单元(1)与充电器(6)连通以对电动车辆充电。


3.根据权利要求1所述的供应站，其中，能够将氢气转化为电力的设备(5)与蓄电池系统(2)和/或充电器(6)连通以对电动车辆充电。


4.根据权利要求1-3中任意一项所述的供应站，其中，
所述能够将电力转化为氢气的设备(3)为电解槽和/或可逆式燃料电池；优选地，所述电解槽选自碱性电解槽、质子交换膜电解槽、固体氧化物电解槽和可逆式电解槽中的至少一种；
所述能够将氢气转化为电力的设备(5)为燃料电池和/或可逆式电解槽；优选地，所述燃料电池选自质子交换膜燃料电池、固体氧化物燃料电池和可逆式燃料电池中的至少一种。


5.根据权利要求1-4中任意一项所述的供应站，其中，所述供电单元(1)为电力网。


6.一种能够同时或单独充电和加氢的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·皮克勒斯，顾佑宗，李先明，S·辛格，J·艾伦，
申请(专利权)人：国家能源投资集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11