具有多组甲醇水重整制氢发电模组的移动式充电站及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及充电站技术领域，特别涉及一种具有多组甲醇水重整制氢发电模组的移动式充电站及方法。
【背景技术】
[0002]目前，电力驱动的车辆例如电动车、插接式混合动力车辆正在快速增加使用。因为电动车快速增加使用，所以用于对电动车安装的辅助电池进行充电的移动充电站正在采用。
[0003]在现有技术中，移动充电站的取电来源通常采用移动式蓄电池及内燃机发电机两种方式，由于移动式蓄电池的蓄电量有限，不能持续针对多台电动汽车进行充电，因此，采用内燃机发电机的移动充电站相对于采用移动式蓄电池的移动充电站更适合于为电动汽车充电。但是，采用内燃机发电机的移动充电站还具有以下缺陷:其一、不环保，需要燃烧汽油或柴油，废气污染环境；其二、由于电动车通常需要快速大功率充电，而移动内燃机发电机功率较小，难以实现即需即充，因此移动充电站一般不能直接从内燃机发电机取电，而需要设置初级一次侧充电机(为再生储能蓄电池充电)、再生储能蓄电池及次级二次侧快速充电机(为电动汽车充电)，其工作原理是:平时移动内燃机发电机通过初级一次侧充电机向再生蓄电池进行储能充电，当需要为电动汽车充电时，根据电动汽车的允许最大充电电流和电压，通过次级二次侧快速充电机向电动汽车进行快速充电；其三、从汽油或柴油的化学能转化机械能，再从机械能转化为电能，能量转化路径长、损耗大、效率低。
[0004]中国发明专利申请201410209948.8公开了一种燃料电池移动充电装置，其燃料电池发电部分包括甲醇燃料储存罐、甲醇制氢机、燃料电池发电堆；蓄电池储能部分包括高效能铅酸电池组、直流充电控制器和交流逆变器；燃料电池发电堆通过直流充电控制器与铅酸电池组相连，铅酸电池组与直流充电粧相连，并同时通过交流逆变器与交流充电粧相连。该燃料电池移动充电装置采用甲醇作为原料制取氢气，再利用燃料电池进行发电，环保、不污染环境，并且化学能直接转化为电能，能量转化路径短、损耗较小、效率较高。但是，由于该燃料电池移动充电装置采用单一的燃料电池发电堆，因此，难以满足电动汽车快速大功率充电，或者难以一次满足多台电动汽车充电，仍然需要先对铅酸电池组进行第一次充电，然后才能通过铅酸电池组对电动汽车进行充电，无法实现即需即充，较为不便，此外，铅酸电池组的成本高昂、安全性低、检修困难。
[0005]中国发明专利申请201410750440.9公开了一种电动汽车便携式车载燃料电池充电电源，其燃料电池充电电源包括电堆、充电枪插口、壳体、进气管、氢气流量控制器、氢气罐、电缆线；壳体由两部分组成，电堆经过电缆线连接在氢气流量控制器上，氢气流量控制器经过进气管在连接在电堆的底部，壳体的中间设有充电枪插口，氢气流量控制器的另一端连接在氢气罐上。该车载燃料电池充电电源虽然没有采用铅酸电池组等储能蓄电池，但是，该车载燃料电池充电电源仍然采用单一的燃料电池发电堆，因而难以满足电动汽车快速大功率的充电，或者难以一次满足多台电动汽车充电。
[0006]承上，采用单一燃料电池发电堆的移动充电装置或充电电源还具有以下缺陷:其一、为提高燃料电池功率，往往制氢机及燃料电池发电堆都做得比较大，启动缓慢，制氢温度、气体流量、气体气压、发电速度等方面参数控制较难；其二、其整体耗能较大，甲醇和水原料消耗较高、利用率高；例如，当即时充电功率需求量较小时，例如为小型待充电设备充电或者单台待充电设备充电时，仍然需要单台较大功率的制氢机及燃料电池发电堆工作；其三、容易发生故障，当单台较大功率的制氢机及燃料电池发电堆发生故障时，整个移动充电装置或充电电源就只能停止工作，限于瘫痪局面。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术中的不足，提供一种具有多组甲醇水重整制氢发电模组的移动式充电站，该移动式充电站的电力来源为多组甲醇水重整制氢发电模组，该充电站模块化高、启动快速，无需设置初级一次侧充电机及再生储能蓄电池，能即时给电动车等设备进行智能快速充电，安全性高、可靠性强。为此，本发明还要提供一种所述具有多组甲醇水重整制氢发电模组的移动式充电站的充电方法。
[0008]为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是:具有多组甲醇水重整制氢发电模组的移动式充电站，包括移动承载车与承载于移动承载车上的控制装置、甲醇水储存输送装置、至少两组甲醇水重整制氢发电模组、交直流电力转换装置及若干充电机，其中:
控制装置，与甲醇水储存输送装置、甲醇水重整制氢发电模组、交直流电力转换装置及充电机均电性连接并控制其工作状态；
甲醇水储存输送装置，用于向甲醇水重整制氢发电模组输送甲醇和水原料；
甲醇水重整制氢发电模组，包括重整器及燃料电池，甲醇和水原料在重整器内发生重整制氢反应，制得的氢气进入燃料电池，在燃料电池内，氢气与空气中的氧气发生电化学反应，产生电能输出；
交直流电力转换装置，用于将燃料电池输出的电能转换为待充电设备所需求的适当电压、电流的交流电或直流电；
充电机，用于向待充电设备进行充电；
所述充电机在充电过程中，将即时充电功率需求量反馈给控制装置，该控制装置根据充电功率需求量信息控制适当数量的甲醇水重整制氢发电模组运转，并控制甲醇水储存输送装置向运转的甲醇水重整制氢发电模组输送甲醇和水原料。
[0009]所述甲醇水重整制氢发电模组的重整器内设有重整室及氢气纯化装置，重整室内的温度为300-570°C温度，重整室内设有催化剂，甲醇和水在重整室内发生甲醇和水的重整制氢反应制得含氢气体，重整室与氢气纯化装置通过连接管路连接，连接管路的全部或部分设置于重整室内，能通过重整室内的高温继续加热从重整室输出的气体；所述连接管路作为重整室与氢气纯化装置之间的缓冲，使得从重整室输出的气体的温度与氢气纯化装置的温度相同或接近，从氢气纯化装置的产气端得到氢气，供应给燃料电池。
[0010]所述甲醇水重整制氢发电模组整合有换热器，所述换热器安装于甲醇水储存输送装置与重整器之间的输送管道上，低温的甲醇和水原料在换热器中，与重整室输出的高温氢气进行换热，甲醇和水原料温度升高、汽化；所述重整器的氢气纯化装置的产气端输出的氢气，经换热器后温度降低，再供应给燃料电池。
[0011]所述氢气纯化装置为膜分离装置，该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%。
[0012]所述甲醇水重整制氢发电模组的燃料电池包括水循环降温系统，该水循环降温系统用于对燃料电池进行散热降温，该水循环降温系统包括散热装置、至少两个水栗、水容