一种三通液体电燃料加注及回收枪的制作方法

本发明涉及液流电池技术领域，主要应用于液流电池汽车的液流电燃料的加注和回收领域。

背景技术：

随着经济发展和人民生活水平的不断提高，我国汽车拥有量不断增长。根据2010年《中国汽车工业统计年鉴》，2009年全国汽车销售量约为1362万辆，年增长率达到45.5％，比同年美国汽车销售量多了300多万辆。汽车消费量的快速增长扩大了化石燃料的消耗，而汽车消耗化石燃料是温室气体和一些有害气体的重要来源。已经到来的“汽车时代”对实现我国政府公布的到2020年单位国内生产总值的co2排放量比2005年降低40％－45％，节能减排的目标形成了巨大挑战。因此，如何控制燃油汽车特别是庞大数量的燃油私家车的污染物及碳排放量的增长成为重要的现实问题。

由于电动汽车具有突出的环保方面的优势，使得电动汽车的开发和研究成为各国开发绿色汽车的主流。在我国电动汽车的发展优势更加显著。但目前的蓄电电池技术还存在各种问题，即使是目前能量密度相对较高的技术相对较为成熟的锂电池，也存在电池成本高、废旧电池难以处理回收的问题。

液流电池作为一种新型的低成本、高能量密度的电池技术被各国和各大汽车制造企业所关注，特别是液流电燃料蓄电技术，不但可以实现类似加油式的加注充电后的电燃料，而且可以高能量密度地低成本地实现在电网侧或发电电源侧储能调峰调频。液流电燃料目前研发的配方包括纳米流体电燃料、无机电燃料和有机电燃料三种，其中纳米流体电燃料的配方一般含有钛酸锂、硫化锂、高分子聚合物或锂锰镍氧化物；无机电燃料一般为含有铁、钒或锰的无机电燃料；有机电燃料一般为含有醌类、硝酰自由基或咯嗪的有机电燃料。但目前，还未出现有关电燃料加注及回收装置的任何方案。特别是针对液体电燃料不但有加注问题，而且还有回收问题，因此，亟待研发一种能同时满足加注和回收需求的加注回收装置。

技术实现要素：

为克服现有技术中存在的缺陷和不足，本发明公开了一种三通液体电燃料加注及回收枪及方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种三通液体电燃料加注及回收枪，包括三通阀、加注回收枪本体、引流软管和加注回收控制单元，所述三通阀三个接口分别连接电燃料加注管路及加注泵、电燃料回收管路及回收泵和电燃料加注回收枪管管路；

所述加注回收枪本体管一端连接三通阀，一端可插拔连接汽车电燃料储箱；

所述引流软管在加注回收枪管插入电燃料储箱时，引流软管底部抵达电燃料储箱箱底；

所述加注控制单元接收电燃料储箱液位传感器信号，控制三通阀切换，先后完成回收电燃料及加注电燃料操作。

进一步的，所述三通阀与加注回收枪管设计为一体式或分体连接式。

进一步的，所述加注电燃料储罐通过电燃料加注管路连接电燃料加注回收装置，所述加注管路上设置有加注泵。

进一步的，所述回收电燃料储罐通过电燃料回收管路连接电燃料加注回收装置，所述回收管路上设置有回收泵。

进一步的，所述电燃料储箱液位传感器为浮球式、浮筒式或静压式液位传感器中的任意一种；所述加注回收枪本体上有液位显示指示灯或指示屏。

进一步的，所述液体电燃料配方包括含有钛酸锂、硫化锂、高分子聚合物或锂锰镍氧化物的纳米流体电燃料或含有铁、钒或锰的无机电燃料或含有醌类、硝酰自由基或咯嗪的有机电燃料中的任意一种或组合。

进一步的，所述三通液体电燃料加注及回收枪与电燃料储箱或储罐通过modbus协议获取液位信息。

进一步的，所述加注回收枪本体还设置阳接头，用于和电燃料储箱或储罐上回收口或加注口的阴接头连接。

进一步的，所述阴接头前端设有承插口，所述阳接头插接于阴接头承插口。

进一步的，所述三通液体电燃料加注及回收枪应用场景包括给电燃料汽车、电燃料加注站、电燃料运输车辆、电燃料运输船舶、电燃料充电站中的任意一种。

本发明与现有技术相比，其优点在于：

1)利用成熟的液位传感器技术，自动利用三通阀和加注回收枪自动实现液体电燃料的回收和加注的切换。

2)引流软管的设置保证回收无电的电燃料能够全部回收入回收电燃料储罐。

3)加注回收枪的快接头设计能保证加注口和回收口与三通液体电燃料加注及回收枪连接的密封性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1：本发明所述三通液体电燃料加注及回收枪的组成示意图；

图2：本发明所述带引流软管的一体式三通加注回收枪示意图；

图3：本发明所述带液位指示及快接头的枪本体示意图；

图4：本发明所述带液位传感及引流软管的电燃料储箱结构示意图；

图5：本发明所述电燃料储箱回收加注口阴接头示意图；

图6：本发明所述三通液体电燃料加注及回收枪阳接头示意图；

图7：本发明所述三通液体电燃料加注及回收枪应用场景示意图；

附图标记说明

1-加注电燃料储罐，2-回收电燃料储罐，3-控制切换单元，4-三通阀，5-回收泵，6-加注泵，7-三通阀控制电燃料加注回收枪，8-引流软管，9-液位信号，10-控制信号，11-快接头，12-液位显示屏或指示灯，13-加注回收枪本体，14-三通切换，15-电燃料储箱，16-液位传感器，17-内置引流软管，18-限位凸块，19-限位凹槽，20-密封螺纹套，21-充电站内的大型电燃料储罐，22-大型电燃料运输船舶的储罐或储舱，23-中型电燃料运输车辆的储罐，24-电燃料运输管道，25-加注站内电燃料储罐，26-电燃料汽车储箱。

具体实施方式

为了使本发明的技术手段，达到目的与功效易于理解，下面结合具体图示对本发明的实施例进行详细说明。

需要说明，本发明中所有进行方向性和位置性指示的术语，诸如：“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顶”、“低”、“横向”、“纵向”、“中心”等，仅用于解释在某一特定状态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、连接情况等，仅为了便于描述本发明，而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明提供了一种三通液体电燃料加注及回收枪及方法。

一种三通液体电燃料加注及回收枪，如图1所示，包括三通阀、加注回收枪本体、引流软管和加注回收控制单元，三通阀三个接口分别连接电燃料加注管路及加注泵、电燃料回收管路及回收泵和电燃料加注回收枪管管路；电燃料加注管路连接加注电燃料储罐，电燃料回收管路连接电燃料回收储罐；加注回收枪本体管一端连接三通阀，一端可插拔连接汽车电燃料储箱；引流软管在加注回收枪管插入电燃料储箱时，引流软管底部抵达电燃料储箱箱底。引流软管可以和三通液体电燃料加注及回收枪一体设置，也可以安装在电燃料储箱或储罐内，与回收口或加注口连接。

实施例1

在本实施例中，三通液体电燃料加注及回收枪用于和汽车电燃料储箱连接，用于回收汽车的亏电电燃料和给汽车加注满电电燃料。汽车电燃料储箱中设置有液位传感器，液位传感器有多种类型，可以为浮球式、浮筒式或静压式液位传感器中的任意一种，本申请对此不做限定。三通液体电燃料加注及回收枪中的加注回收控制单元与液位传感器基于modbus协议，采用rs485方式进行通信，用于获取液位信息。通信时，加注回收控制单元作为上位机，液位传感器作为下位机。注回收控制单元与液位传感器通信帧格式示例如下：

功能码采用0x03，用于指示读取液位传感器的寄存器中保存的液位信息。

本实施例中加注回收控制单元每秒钟向液位传感器发起查询液位命令，液位传感器实时传回液位信息，因此加注回收控制单元能够实时获取电燃料储箱中的液位信息。三通液体电燃料加注及回收枪上设置有液位指示灯或指示屏，根据传回的液位信息，相应显示在液位指示灯或指示屏上。液位指示灯或指示屏如图3所示，液位指示灯上液位分为4级，每级有一个指示灯对应，当4个灯都点亮时，液位为全满，当4个灯都熄灭时，液量为全空。因此操作人员能够及时掌握回收及加注的进度。

本实施例中加注回收枪与三通阀和引流软管一体化设计，三通液体电燃料加注及回收枪。需要对汽车电燃料储箱的电燃料回收和加注时，操作人员首先将电燃料储箱的回收口封盖打开，将三通液体电燃料加注及回收枪上的引流软管插入回收口，并将三通液体电燃料加注及回收枪上的阳接头与回收口的阴接头对接。如图5所示，阳接头内圈为圆形并有一个限位凹槽，外圈有一个可沿阳接头轴向活动的圆形密封螺纹套，阴接头为空心圆筒，圆筒内侧上有与阳接头限位凹槽对应的限位凸块，外侧有与阳接头密封螺纹套配套的螺纹。阳接头通过限位凹槽与阴接头的限位凸块对接，阳接头插到底后，旋转密封螺纹套，与阴接头上的螺纹对接，并旋转拧紧，保证密封。

三通液体电燃料加注及回收枪开机后，加注回收控制单元向液位传感器发起液位查询命令，加注回收控制单元获取液位传感器传送回的液位信息后，如果电燃料不为空，控制三通阀导通电燃料回收管路和电燃料加注回收枪管管路，闭合电燃料加注管路，同时控制电燃料回收管路上的回收泵启动，开始回收电燃料。回收电燃料的过程中，加注回收控制单元每秒钟获取液位传感器传送回的液位信息，如果液位信息显示电燃料已经为空，加注回收控制单元控制三通阀导通电燃料加注管路和电燃料加注回收枪管管路，并控制回收泵停止工作，同时控制电燃料加注管路上的加注泵启动，开始加注电燃料。加注电燃料的过程中，加注回收控制单元每秒钟获取液位传感器传送回的液位信息，如果液位信息显示电燃料已经为满，则控制加注泵停止工作，并控制三通阀闭合电燃料加注管路和电燃料加注回收枪管管路，操作人员将三通液体电燃料加注及回收枪及引流软管抽出，电燃料加注完成。

实施例2

如图4所示，所述加注回收枪与三通阀和引流软管分开设计，在本实施例中，引流软管安装在电燃料储罐或储箱中，与回收口/加注口连接。对于设置在发电厂内的电燃料充电站中的电燃料储罐来说，体积相当大，相应的引流软管的长度较长，可以将引流软管设置在电燃料储罐或储箱中，避免三通液体电燃料加注及回收枪枪体过长；此外引流软管分开设计，也可以避免残留在引流软管上的电燃料遗洒出来。本实施例中三通液体电燃料加注及回收枪的回收和加注方法和实施例1相同，不再赘述。

实施例3

本实施例将所述三通液体电燃料加注及回收枪用于电燃料运输车。电燃料运输车可以为单罐和双罐。单罐罐体内只储存亏电电燃料或满电电燃料，双罐的罐体内分别储存亏电电燃料和满电电燃料。单罐运输车只能执行单一的电燃料回收或加注工作。单罐运输车单罐罐内为空时，先回收汽车电燃料储箱中的亏电电燃料，三通液体电燃料加注及回收枪连接的电燃料回收管路连接到单罐运输车的回收/加注口，将亏电电燃料回收，然后单罐运输车将亏电电燃料运输到电燃料充电站进行充电，然后将满电的电燃料加注回单罐运输车罐内，并运输到电燃料回收/加注站，或直接将电燃料通过电燃料加注管路与三通液体电燃料加注及回收枪连接，加注到汽车电燃料储箱中。

对于双罐型电燃料运输车，可以进行电燃料的回收和加注双重工作。工作时一个储罐内加注满电电燃料，一个储罐内为空。满电电燃料储罐和电燃料加注管路连接，空储罐和电燃料回收管路连接。三通液体电燃料加注及回收枪通过三通阀连接电燃料回收管路和电燃料加注管路，并与汽车电燃料储箱连接，对汽车进行电燃料的回收和加注，与此同时，双罐型电燃料运输车中注满电电燃料的储罐逐渐变少，空储罐中逐渐加满亏电电燃料，直到满电电燃料储罐变空或原本空储罐中注满亏电电燃料，结束工作。双罐型电燃料运输车亏电电燃料运输至大型电燃料充电站，进行回收和加注，将充电站内的三通液体电燃料加注及回收枪与双罐型电燃料运输车储存亏电电燃料的罐体的加注回收口连接，此时的工作流程和实施例1中对汽车的电燃料储箱进行回收加注的流程一样，不再赘述。

实施例4

本实施例中所述三通液体电燃料加注及回收枪用于电燃料充电站中的电燃料储罐。这样的充电站可位于发电厂内，利用发电厂低价的电力进行充电；也可位于城市区域，利用电网电力进行充电操作。电燃料充电站将电燃料充满电后，需要将电燃料储存到空的电燃料储罐中。对于空电燃料储罐只有加注过程，没有回收过程。电燃料储罐中同样设置有液位传感器，三通液体电燃料加注及回收枪通过三通阀连接电燃料加注管路，电燃料加注管路另一侧连接电燃料充电装置中充满电的电燃料储罐，三通液体电燃料加注及回收枪的加注回收枪本体通过阳接头连接电燃料储罐加注/回收口上的阴接头，密封后三通液体电燃料加注及回收枪开始工作，加注回收控制单元接收到电燃料储罐中液位传感器的液位信息，显示为空，加注回收控制单元控制三通阀导通电燃料加注管路和电燃料加注回收枪管管路，同时控制电燃料加注管路上的加注泵启动，开始加注电燃料。加注电燃料的过程中，加注回收控制单元每秒钟获取液位传感器传送回的液位信息，如果液位信息显示电燃料已经为满，则控制加注泵停止工作，并控制三通阀闭合电燃料加注管路和电燃料加注回收枪管管路，完成电燃料加注。

实施例5

如图7所示，本发明提供的三通液体电燃料加注及回收枪应用场景示意图，可以将三通液体电燃料加注及回收枪应用于充电站内的大型电燃料储罐、大型电燃料运输船舶的储罐或储舱、中型电燃料运输车辆的储罐、电燃料运输管道、加注站内电燃料储罐、电燃料汽车储箱等场景。本发明能应用于电燃料回收和加注的各种场景，而不仅限于上述场景，本发明对三通液体电燃料加注及回收枪不作限制。

显然，上述实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下对这些实施例进行的各种变化、修改、替换和改进，均应包含在本发明的保护范围之内。