从停放在普通车场的燃料电池驱动机动车辆中发电的方法技术

本发明专利技术涉及从多辆燃料电池驱动的车辆（１０）在停泊时发电的设备和方法。备有多个被此间隔设置的电插座，用来在上述插座上插接与停泊车辆保持导电连接用的电缆（２２），后者用于将装在每辆停泊车辆上的燃料电池连接到多个插座上。一个动力电网（１２），与上述电插座保持导电连接，用来将来自装在该停泊车辆上的燃料电池的Ｄ．Ｃ．电能传输到上述集电电网。至少一套集电站，与上述集电电网保持导电连接，用于连接并传输在上述集电电网中的公共接点处的Ｄ．Ｃ．电能。另外，至少有一台变换装置，与集电站保持导电连接，用于将Ｄ．Ｃ．电能变换成Ａ．Ｃ．电能。备有一套供电设施，用于将Ａ．Ｃ．电能输送到一个负载上或者电网中。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
从停放在普通停车场的燃料电池驱动机动车辆中发电的方法专利
本专利技术涉及一种唯一地利用在普通停车场停放的燃料电池驱动的汽车。每一辆这样的汽车都装有(或者将要安装)一部40 kW规模的动力装置。当汽车在停车场中存放闲置不用时就能通电发电。这中“闲置”发电的电能能够作为经济的动力使用，向附近的建筑物提供有用的馈电。专利技术背景许多汽车制造厂正在研究装设一部燃料电池作为第一原动力的汽车样机。由这样的燃料电池发生的电能向一部或多部电动机供电，驱动汽车行驶。天然气、氢气或者含有燃料的其他轻质烃可以用来作为燃料电池的燃料。丙烷、裂解柴油、生物降解气体、汽油以及其他燃料经过裂解处理生成的氢气将来都是燃料电池有希望的燃料。本专利技术利用一种新型的工艺，着眼于燃料电池驱动的汽车不仅能够发电驱动，还能够在闲置时或在停车场中停放时能够对燃料电池供电，然后将它的电能作为动力使用，并将重点放在连接在电网上，以便提供唯一的电源，供当地使用。车中的传统内燃机动力装置通过变换装置也能够用来提供极小量的或者正常量的交流(AC)电能。这样的车辆也能够产生较小量的直流电(DC)，有代表性地用来维持车辆本身及其附件的用电。然而要想从这些发动机获取有用的电力却是一件难事。由于其变换效率低、由于在机动行驶期间需用由其本身产生的空气流进行冷却以及由于排放的污染，使其不能成为有意义的备用发电方法。他们的结构设计注定是要作为机动行驶之用的设备。与此相反，燃料电池的变换效率高，排放量较低，并且可以连续行驶，不会像内燃机行驶那样，在长期行驶时会发生机械故障。燃料电池车辆具有未曾认识到和未曾释放的潜力。本专利技术是唯一利用一种新方法和新工艺，在当地的分配水平上提供大量的能源。虽然也可以使用其他规模的燃料电池，在本专利技术中所用的40 kW-->燃料电池是在某些燃料电池驱动的车辆中常用规模的燃料电池。在这种用途中，所用的燃料电池也可以按模数设计，或者采用各种各样的规模。在车辆中所用单个或多个燃料电池规模的上限按照其机动用途的电流函数选取。将来可以按照本专利技术认明的工艺加以改进。与车辆的发电功能相比，机动功能是第二性的。作为一个示例，一个容纳100辆停放的燃料电池驱动汽车的市区小型停车场，每辆汽车备有一套40kW动力装置，能够发生4000 kW，或者4兆瓦的电量。这样数量的电力典型地相当于两套标准的4160伏电站的馈电电路，或者相当于13200伏电路的一半。这样电压级别的电路在发电工业实践中还是较为常见的。每套这种类型的电路一般可供几百个家庭和/商家、或者轻工业负载之用。一个小型的停车场可以成为地区发电厂的重要电源，或者，用发电工业的通俗语言说，是分散发电。在商业区，这样的发电站可以很容易地供应大型办公楼的负载。一个五层楼的停车场，每层停放100辆汽车，可以提供20兆瓦的电力。这是供几千个家庭、或者供一个平方英里大小的地区中的居民/商业/工业混合负载使用的整个变电所的规模。扩大到州级的级别，假设一个相当于新泽西州大小的地区拥有接近2百万有驾照的车主。他们的每辆燃料电池驱动的汽车能够发出40 kW的电力，总计电力有80000兆瓦。这是新泽西州在一年的用电高峰日用电量的4倍以上，是整个宾夕法尼亚/新泽西/马里兰联合发电厂向该区供电量的1-1/2倍。本专利技术唯一地将燃料电池驱动的汽车资本化，将其看作是一种模数化的移动电源，当汽车车主由于工作、休闲或经商而将汽车长时间在停车场中停放时可以利用。本专利技术的唯一特征是将汽车或其他车辆从单一的用途(即运输)改变成双项用途的设备。这种设备不但可以作运输之用，还可以，更为重要地，进行发电。本发是唯一地提供一种分散发电，直接转送到分散的负载或者需用电能的所在。从早晨开始，分散发电在家中或公寓中进行，然后转移到工作负载的建筑物、办公室建筑物、停车场，最后，在一天的末尾，唯一地转移到下一个负载，家中或公寓中。这项专利提供一种移动的、非集中的基本负载发电电源。这是一种唯一的、环保性的、效率好的发电方式。-->本专利技术从根本上改变通常将停车场看作是城市土地上的一块被动的“荒废”的观点。在大众文学和城市再开发项目中都将其看作是浪费城市的昂贵土地。如今，随着能够将停车场变成对于城区能源经济的有价值的贡献，停车场的地价将会猛增。这将会找到一种典型的巧妙方式，将某些人的停车需要与清洁经济的发电结果相结合。对于汽车的评价、定价方式有所改变，最后市场上将其看作是一种多种用途的机器，是装车轮的滚动能源。停车场的能源输出将会使发电计划和发电设施建设计划产生重大改变。这些人以及独立的发电厂主将会将分散的停车场发电能源包括在他们的总体一揽子计划之内。由燃料电池发电厂的低廉成本将会影响对各类顾客的能源最终成本。本专利技术将会大大改变美国以及全世界的发电方式。本专利技术将会把一种新工艺结合到一项专利技术之中，后者将会对发电工业和汽车工业作出正面的改变。专利技术简述本专利技术采用一种唯一的、将燃料电池驱动汽车连接在一起的新颖工艺，发出大量的电能。串联是连接这些车辆的一种方法。将普通停车场看作是一个发散发电场地的唯一的观点是本专利技术关键性的战略观点。本专利技术还有另一个重要的观点，认为利用燃料电池驱动的汽车提供电能，以供大商业/工业建筑物使用，利用他们的雇员的的停车场作为发电的场地。家庭的车库、停在路边上的汽车都可能作为居民区的发电电源。学校、购物中心、城市停车场、空港停车场、运动场、电影院、旅馆、饭店以及医院都能够成为重大的分散发电场地。只要有一个停车场，就能够利用燃料电池驱动的汽车发出大量的电能。本专利技术所指的“停车”，应该定义为一辆或多辆机动车辆的停车或储存在，例如，停车场、停泊场、船坞、工交车辆终端站、货车终端站或者火车停车场的车辆；本专利技术认为单独一辆机动车辆就是一个移动发电的新型实用电源。虽然在本专利技术中引用的是汽车，但是本专利技术显然适用于所有的各种机动车辆和本专利技术的各种用途；机动车辆定义为任何一种机动车辆，其中包括(但不限于)小型摩托车、公共汽车、货车、船、火车。机动车辆也定义为包括任何一种能源，例如，燃料电池、内燃机、气体涡轮机、电动车辆或者混合驱动的车辆。混合驱动的车辆定义为利用这些类型能源的混合体。虽然燃料电池是优选的-->能源，但是本专利技术的种类可以包括内燃机驱动的机动车辆，在本专利技术的讨论中考虑到的排放和制冷以及其他受约制的问题都在再设计中作过考虑。虽然并不认为蓄电池驱动的机动车辆是一种经济的方式，但是本专利技术的方法也适用于这种机动车辆。混合型的机动车辆在更为近期是作为替代燃料电池的另外的方法，当然这并不是本专利技术的优选案例。在本文中定义中所指的机动车辆，是指能够产生足够的能源，并且能够容易地转换成电能，以供车辆本身以外的负载之用机动车辆。专利技术的优选实施形式本专利技术的优选实施例必须是一辆燃料电池驱动的机动车辆。优选的燃料电池类型应当是一种质子交换膜燃料电池。图1表示停车场的典型平面布置图，机动车辆停在停车位边线的范围以内，成排地存放在停车位的中央。这是大多数停车场的公平合理的标准做法。图2表示每个停车位(10)从一个燃料网供应煤气燃料的进料口(14)，以及电输出接头(12)的方式。在此情况下，煤气燃料假设是来自当地供应的公用工程气源。也可以是含氢或其他类型的轻质烃类的燃料。燃料电本文档来自技高网...

【技术保护点】
发电设备，装在多辆燃料电池驱动的在停驶时发电的车辆上，其中包括：ａ）多个彼此间隔设置的电插座，用来在上述多个插座上插接与停泊车辆保持导电连接用的电缆，连接装在每辆停泊车辆上的燃料电池；多个彼此间隔设置的燃料管接头，分别用来向每辆停泊车辆 输送燃料，以供在每辆停泊车辆中的燃料电池运转之用；ｂ）一套集电电网，与上述多个电插座保持导电连接，用来收集来自装在该停泊车辆上的燃料电池的Ｄ．Ｃ．电能，将其传输至上述集电电网；ｃ）至少一套非贮存型集电站，与上述集电电网保持导电连接， 用于连接并传输在上述集电电网中的公共接点处的Ｄ．Ｃ．电能；ｄ）至少一台变换装置，与上述至少一套集电站保持导电连接，用于将Ｄ．Ｃ．电能变换成Ａ．Ｃ．电能。ｅ）供电设施，用于将Ａ．Ｃ．电能输送到一个负载上，或者输送到用于将电能输送到其他 负载用的电网中。

【技术特征摘要】
1．发电设备，装在多辆燃料电池驱动的在停驶时发电的车辆上，其中包括：a)多个彼此间隔设置的电插座，用来在上述多个插座上插接与停泊车辆保持导电连接用的电缆，连接装在每辆停泊车辆上的燃料电池；多个彼此间隔设置的燃料管接头，分别用来向每辆停泊车辆输送燃料，以供在每辆停泊车辆中的燃料电池运转之用；b)一套集电电网，与上述多个电插座保持导电连接，用来收集来自装在该停泊车辆上的燃料电池的D.C.电能，将其传输至上述集电电网；c)至少一套非贮存型集电站，与上述集电电网保持导电连接，用于连接并传输在上述集电电网中的公共接点处的D.C.电能；d)至少一台变换装置，与上述至少一套集电站保持导电连接，用于将D.C.电能变换成A.C.电能。e)供电设施，用于将A.C.电能输送到一个负载上，或者输送到用于将电能输送到其他负载用的电网中。2．按照权利要求1中的设备，其特征在于，还包括一套燃料供应网，与上述多个燃料接口保持连接，用于向其供应燃料。3．按照权利要求2中的设备，其特征在于，上述每个燃料接头是一条燃料软管，还有一个管接口，用于将软管连接在上述燃料供应网中。4．按照权利要求1中的设备，其特征在于，对所述的多个电插座作导电连接，形成多条串联电路，上述多条串联电路彼此并联，形成一条预置电路。5．按照权利要求1中的设备，其特征在于，所述的多个电插座各自分别连接一条电缆，用于和停泊车辆保持连接。6．按照权利要求1中的设备，其特征在于，所述的电力网还包括多台继电器和事故绝缘设施。7．按照权利要求1中的设备，其特征在于，所述的用于供应A.C.电能的设施包括多台继电器、调压设施，以及用于监控在输送的A.C.电能的计测装置。8．按照权利要求1中的设备，其特征在于，所述的设备是装设在一个街道地面上的停车场中。9．按照权利要求1中的设备，其特征在于，所述的设备是装设在地上或地下，或者两者皆有的多层停车场中。10．按照权利要求1中的设备，其特征在于，所述的设备是装设在室内或是外的停车场中。11．按照权利要求1中的设备，其特征在于，还包括多套转换开关设施，用于连接到各个停驶车辆的燃料电池，用于将燃料电池从运转车辆转换到向上述多个电插座供电。12．从至少一辆燃料电池驱动的在停驶时的车辆进行发电的方法，其中包括：a)在一辆燃料电池驱动的车辆上装设一个用于在运转模式和发电模式之间互相转换的开关；b)将上述车辆连接在电插座上，用来将停驶车辆连接在电系统上；c)启动车辆运转系统；d)将车辆以及其燃料电池转换到发电模式，产生D.C.电能，然后将来自燃料电池的D.C.电能输送到上述电系统；e)通过变换装置，将来自上述燃料电池的D.C.电能变换成A.C.电能。13．按照权利要求12中的方法，其特征在于，将电系统连接到一个D.C.电网上，或者负载上。14．按照权利要求12中的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：GE戈雷，HT罗曼，WK维特曼，RA戈雷，MD戈雷，
申请(专利权)人：时代电力公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]