CN207078019U - 一种水氢动力交通工具及其空调*** - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种水氢动力交通工具及其空调***，所述水氢动力交通工具包括甲醇水重整制氢装置、氢燃料电池、电动发动机，甲醇水重整制氢装置与氢燃料电池连接，氢燃料电池与电动发动机连接；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。本实用新型提出的水氢动力交通工具，可自制发电***所需的甲醇，并避免二氧化碳的排放。本实用新型汽车空调***利用制氢设备排出的热能作为空调暖风的热能。

Description

一种水氢动力交通工具及其空调***

技术领域

本实用新型属于电动汽车技术领域，涉及一种电动汽车，尤其涉及一种水氢动力动汽车；同时，本实用新型还涉及该汽车的空调***。

背景技术

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，自从燃料电池诞生起，氢源问题与燃料电池本身是同样重要的核心技术，而氢源的研究开发已成为燃料电池汽车从演示走向商业化的重要步骤。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种水氢动力交通工具，可利用甲醇水重整制氢装置排除的尾气用来为车辆空调提供能源。

此外，本实用新型还提供一种水氢动力交通工具的空调***，可利用制氢设备排出的热能作为空调暖风的热能，从而有效利用能源，降低能耗。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种水氢动力交通工具，所述水氢动力交通工具包括：甲醇水重整制氢装置、氢燃料电池、电动发动机、变速箱、车身、底盘、车轮，甲醇水重整制氢装置与氢燃料电池连接，氢燃料电池与电动发动机连接；

所述甲醇水重整制氢装置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，获取的氢气通过氢燃料电池发电；

所述甲醇水重整制氢装置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。

作为本实用新型的一种优选方案，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。

作为本实用新型的一种优选方案，所述甲醇水重整制氢装置设有液体泵，通过液体泵连接原料储存容器；所述氢燃料电池设有空气泵，空气泵将含氧气体泵入氢燃料电池，氢燃料电池利用氢气及氧气发生氧化还原反应发出直流电。

作为本实用新型的一种优选方案，所述水氢动力交通工具为水氢动力汽车。

一种水氢动力交通工具的空调***，所述水氢动力交通工具包括：甲醇水重整制氢装置、氢燃料电池、热量交换装置，甲醇水重整制氢装置与氢燃料电池连接；

所述甲醇水重整制氢装置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，获取的氢气通过氢燃料电池发电；

所述甲醇水重整制氢装置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；

所述热量交换装置包括换热管路，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。

作为本实用新型的一种优选方案，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。

作为本实用新型的一种优选方案，所述甲醇水重整制氢装置设有液体泵，通过液体泵连接原料储存容器；所述氢燃料电池设有空气泵，空气泵将含氧气体泵入氢燃料电池，氢燃料电池利用氢气及氧气发生氧化还原反应发出直流电。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提出的水氢动力交通工具及其空调***，可避免二氧化碳的排放，同时可以利用收集的二氧化碳制备甲醇；本实用新型汽车空调***利用制氢设备排出的热能作为空调暖风的热能，从而有效利用能源，降低能耗。

附图说明

图1为本实用新型水氢动力交通工具的结构示意图。

图2为本实用新型水氢动力交通工具空调***的组成示意图。

图3为本实用新型空调***中热量交换装置的组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。

实施例一

请参阅图1、图2，本实用新型揭示了一种水氢动力交通工具，本实施例中，以汽车为例介绍本申请，所述水氢动力交通工具为水氢动力汽车，包括：甲醇水重整制氢装置1、氢燃料电池2、电动发动机3、变速箱、车身、底盘、车轮(由于车身结构并非本申请的核心改进，这里不做赘述)，甲醇水重整制氢装置1与氢燃料电池2连接，氢燃料电池2与甲醇制备设备1连接；甲醇制备设备1、电动发动机3通过氢燃料电池2发出的电能工作。

所述甲醇水重整制氢装置1设有液体泵13，通过液体泵13连接原料储存容器10；所述氢燃料电池2设有空气泵21，空气泵21将含氧气体泵入氢燃料电池2，氢燃料电池2利用氢气及氧气发生氧化还原反应发出直流电，可以直接为汽车供电。当然，氢燃料电池2还可以连接一电池20，在发电过剩时为电池20充电，在启动前由电池20为汽车供电。

甲醇水重整制氢装置1、氢燃料电池2的具体实现过程已经被本申请人先期申请的若干专利揭示，本领域技术人员可以根据本申请人的相关专利能基本实现的(如四件授权的发明专利：中国专利CN201210339912.2，一种利用甲醇水制备氢气的***及方法；中国专利CN201310578035.9，即时制氢发电***及方法；中国专利CN 201310520538.0,一种即时制氢发电***及方法；中国专利CN201410621689.X，甲醇水制氢***的重整器、甲醇水制氢***及制氢方法)，这里不做赘述。

所述甲醇水重整制氢装置1设有第一高温尾气排放管路11，用来排放甲醇水重整制氢装置1的高温尾气。第一高温尾气排放管路11连接汽车空调暖气4，排出的高温气体作为汽车空调暖气4的热源，通过热量交换装置5为车辆供暖；热量交换装置5包括换热管路51，换热管路51内为车辆空调的流通气体，换热管路51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。第一高温尾气排放管路11设有第一电磁阀110。

当然，甲醇水重整制氢装置1还可以设置第二高温尾气排放管路12，用以排放高温尾气，第二高温尾气排放管路12将高温尾气排放至车辆外。第二高温尾气排放管路12设有第二电磁阀120。

请参阅图3，所述热量交换装置5设有微处理器52、阀门控制器53、高温气体温度传感器54、流量传感器55，微处理器52分别连接阀门控制器53、高温气体温度传感器54、流量传感器55、车辆空调控制器6，微处理器52根据高温气体温度传感器54、流量传感器55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53，通过阀门控制器53调整阀门的大小，从而调整通向热量交换装置5换热管路51内的高温气体的流量。

实施例二

请参阅图1、图2，本实用新型揭示了一种水氢动力交通工具的空调***，包括：甲醇水重整制氢装置1、氢燃料电池2、热量交换装置5，甲醇水重整制氢装置1与氢燃料电池2、热量交换装置5连接，氢燃料电池2与甲醇制备设备1、热量交换装置5连接；甲醇制备设备1、热量交换装置5通过氢燃料电池2发出的电能工作。

所述甲醇水重整制氢装置1设有液体泵13，通过液体泵13连接原料储存容器10；所述氢燃料电池2设有空气泵21，空气泵21将含氧气体泵入氢燃料电池2，氢燃料电池2利用氢气及氧气发生氧化还原反应发出直流电。

所述甲醇水重整制氢装置1设有第一高温尾气排放管路11，用来排放甲醇水重整制氢装置1的高温尾气。第一高温尾气排放管路11连接汽车空调暖气4，排出的高温气体作为汽车空调暖气4的热源，通过热量交换装置5为车辆供暖；热量交换装置5包括换热管路51，换热管路51内为车辆空调的流通气体，换热管路51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。第一高温尾气排放管路11设有第一电磁阀110。

当然，甲醇水重整制氢装置1还可以设置第二高温尾气排放管路12，用以排放高温尾气，第二高温尾气排放管路12将高温尾气排放至车辆外。第二高温尾气排放管路12设有第二电磁阀120。

请参阅图3，所述热量交换装置5设有微处理器52、阀门控制器53、高温气体温度传感器54、流量传感器55，微处理器52分别连接阀门控制器53、高温气体温度传感器54、流量传感器55、车辆空调控制器6，微处理器52根据高温气体温度传感器54、流量传感器55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53，通过阀门控制器53调整阀门的大小，从而调整通向热量交换装置5换热管路51内的高温气体的流量。

实施例三

本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中，水氢动力交通工具为轮船、飞机等其他形式的交通工具。

综上所述，本实用新型提出的水氢动力交通工具及其空调***，可避免二氧化碳的排放，同时可以利用收集的二氧化碳制备甲醇；本实用新型汽车空调***利用制氢设备排出的热能作为空调暖风的热能，从而有效利用能源，降低能耗。

这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (7)

1.一种水氢动力交通工具，其特征在于，所述水氢动力交通工具包括：甲醇水重整制氢装置、氢燃料电池、电动发动机，甲醇水重整制氢装置与氢燃料电池连接，氢燃料电池与电动发动机连接；

所述甲醇水重整制氢装置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，获取的氢气通过氢燃料电池发电；

所述甲醇水重整制氢装置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。

2.根据权利要求1所述的水氢动力交通工具，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、车辆空调控制器。

3.根据权利要求1所述的水氢动力交通工具，其特征在于：

所述甲醇水重整制氢装置设有液体泵，通过液体泵连接原料储存容器；所述氢燃料电池设有空气泵，空气泵将含氧气体泵入氢燃料电池，氢燃料电池利用氢气及氧气发生氧化还原反应发出直流电。

4.根据权利要求1所述的水氢动力交通工具，其特征在于：

所述水氢动力交通工具为水氢动力汽车。

5.一种水氢动力交通工具的空调***，其特征在于，所述水氢动力交通工具包括：甲醇水重整制氢装置、氢燃料电池、热量交换装置，甲醇水重整制氢装置与氢燃料电池连接；

所述甲醇水重整制氢装置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，获取的氢气通过氢燃料电池发电；

所述甲醇水重整制氢装置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；

所述热量交换装置包括换热管路，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。

6.根据权利要求5所述的水氢动力交通工具的空调***，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、车辆空调控制器。

7.根据权利要求5所述的水氢动力交通工具的空调***，其特征在于：

所述甲醇水重整制氢装置设有液体泵，通过液体泵连接原料储存容器；所述氢燃料电池设有空气泵，空气泵将含氧气体泵入氢燃料电池，氢燃料电池利用氢气及氧气发生氧化还原反应发出直流电。