一种基于燃气发电技术为电动汽车电池充电/换电的系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种基于燃气发电技术为电动汽车电池充电/换电的系统，尤其是涉及利用现有燃气发电机组输出的电能为电动汽车电池进行充电的系统，以及现有燃气发电机组余热等其他能量综合应用的系统。属于燃气发电、电池充电及余热利用技术领域。


背景技术：

2.电动汽车充电目前主要有两种充电方式，即快充和慢充，快充和慢充是相对概念，一般快充为大功率直流充电(高压400伏特以上)，半小时可以充满电池80％容量，慢充指交流电充电(220v交流变直流，与手机充电原理一样。实际功率却相差2个数量级左右)，充电过程需6
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8小时。电动汽车充电快慢与充电机功率、电池充电特性和温度等密切相关。当前电池技术水平下，即使快充也需要30分钟充电到电池容量大80％，超过80％后，为保护电池安全，充电电流必须变小，充到100％的时间将较长。在大规模推广清洁能源汽车的背景下，一些运营的传统能源汽车也逐渐被电动汽汽车取代；但是对于运营汽车来说，充电时间的长短将直接影响其经济效益和推广应用(以北京为例，很多出租汽车实际都是a/b双班制，没有时间慢充。另外，很多出租汽车司机有城里的住处，该住处也不具备设立充电桩的条件。快充就更加谈不上了。)同时由于运营汽车的每日行驶里程较长，因此充电频率也势必增加，这对使用者来说，如何找到快速、方便的充电、换电站，使政府和运营公司、驾驶员都非常关心的问题。
3.燃气发电机组广泛适用于天然气、油田伴生气、煤气等多种可燃气体，燃气发电机组是适应世界环保要求和市场新环境而开发的新型发电机组。相较于大型电站，燃气发电机组可作为小型的分布式电站，具有启动和运行可靠高、发电质量好、重量轻、体积小、维护简单、低频噪声小等优点。
4.另外，现有的城市加油站中，除了汽油及柴油站，还分布有一定规模的燃气加气站，之前用于为燃气汽车提供能源。但由于燃气汽车保有量等问题，一些燃气加气站的利用率大大降低，使得一部分燃气加气站目前处于闲置等状态，造成了资源浪费。
5.基于上述问题，本实用新型拟找到一种对现有燃气加气站进行有效利用，以大大提高电动汽车充电、换电效率的解决手段，充分利用现有资源进行升级改造。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种基于燃气发电技术为电动汽车电池充电/换电的系统，以解决现有技术中，如何利用燃气发电机组为电动汽车快速充电/换电的问题，以及如何对燃气发电机组的各种能源充分合理利用的问题。
7.本发明一种基于燃气发电技术为电动汽车电池充电/换电的系统，具体包括如下结构：能源输入模块，能源转换及输出模块及能源利用模块；
8.所述的能源输入模块包括：液化天然气储罐，压缩天然气储罐，液化石油气储罐，生物燃气、管道燃气及其他燃气，它们中的一种或者两种或者两种以上，通过密封的管道连
接到能源转换模块的输入端；
9.所述的能源转换及输出模块为燃气发电机组，包括：燃气内燃发电机组或燃气轮机发电机组；所述的燃气内燃发电机组或燃气轮机发电机组可分别输出两路能源：一路电能、一路燃气烟气；
10.所述的能源利用模块包括余热利用系统及电能利用系统；
11.其中、余热利用系统分两路，一路连接到设置在能源输入模块及能源转换及输出模块之间的用于对燃气进入能源转换及输出模块之前对其燃料进行预热的燃气余热换热器，以提升能源转换效率；余热利用系统的另一路可分别通过管路连接到余热锅炉或者余热吸收机组或者市政供暖系统等，对剩余热能加以利用；
12.其中，电能利用系统包括电动汽车充电桩及电动汽车电池充换电设备；所述能源转换及输出模块输出的电能，通过线路分别连接到电动汽车充电桩及电动汽车电池充换电设备，为其供电；所述的电动汽车电池充换电设备包括电池充电装置及汽车电池快速换电装置。
13.本发明一种基于燃气发电技术为电动汽车电池充电/换电的系统，其优点及功效在于：(1)、通过对现有燃气加气站的综合利用，升级改造成本低，且提高了资源的利用率，同时为汽车充电及快速换电提供了电力来源。
14.(2)、本实用新型的燃气发电系统，使用燃料为天然气，排放污染物水和二氧化碳，绿色环保；其中内燃机发电机组方式体积小、技术成熟，适用范围广泛；燃气轮机发电机组，其燃烧尾气可以作为热能进行二次利用，发电的电压比较高、电流比较大，能源利用系数高，更加适合于城市近郊区，例如机场附近使用。上述两种方式均可以通过改造发动机，直接进行高压(400v
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1500v)发电。
15.(3)、本实用新型为高压直流电，支持直接充电，大大的提高了发电充电效率。
附图说明
16.图1所示为本实用新型一种基于燃气发电技术为电动汽车电池充电/换电的系统示意图。
17.图中标号如下：
18.1燃气内燃发电机组2燃气轮机发电机组
19.3液化石油气(lpg)储罐，
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4生物燃气、管道燃气及其他燃气
20.5液化天然气(lng)储罐，6压缩天然气(cng)储罐
21.7燃气余热换热器
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8余热锅炉
22.9余热吸收机组
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10电动汽车充电桩
23.11电动汽车12电动汽车电池充换电设备
24.13电池充电装置及汽车电池快速换电装置
具体实施方式
25.下面结合附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的说明。
26.如图1所示，一种基于燃气发电技术为电动汽车电池充电/换电的系统，具体包括：能源输入模块，能源转换及输出模块及能源利用模块；
27.所述的能源输入模块包括：液化天然气(lng)储罐5，压缩天然气(cng)储罐6，液化石油气(lpg)储罐3，生物燃气、管道燃气及其他燃气4，它们中的一种或者两种或者两种以上，通过密封的管道连接到能源转换模块的输入端；
28.例如，一些大型、特大型污水处理厂，平时在运行过程中，会产生大量的沼气，夏天气温高，沼气产量大，可以使用沼气作为燃料。冬季气温低，沼气产量小，而且不稳定，可以使用沼气+天然气补燃。类似的情况也可以使用在石油化工厂附近、或者酿酒企业(发酵床产生可燃气体)。在该过程中通过现有成熟的补燃技术、空气、沼气预混技术，来实现能源输入模块内燃料的选择、组合和利用；
29.所述的能源转换及输出模块为燃气发电机组，包括：燃气内燃发电机组1和/或燃气轮机发电机组2；所述的燃气内燃发电机组1和/或燃气轮机发电机组2可分别输出两路能源：一路电能、一路燃气烟气(即剩余热能)；这是由于在发电的过程中，同时产生高温烟气(也叫尾气、或者叫余热)，利用高温尾气加热热水、或供暖。本实用新型通过能源阶梯利用进行了改进：
30.以燃气轮机为例，燃气与空气混合在燃烧室内被点燃。产生高温高压，推动汽轮机高速旋转，带动发电机发电(此时，燃烧室内温度可能达到1000℃，压力达到20
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30个大气压)。经过汽轮机后，压力减少到1
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2个大气压，但是，此时的温度依然非常高，通常会500℃以上。可以用做加热生活热水等热源来使用。例如可以加热生活热水，为司机提供洗浴服务(若汽车充电30
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45分钟。运营司机可以洗一个淋浴，或者吃顿饭)；或者为需要蒸煮热源的企业，例如“庆丰包子”，可以将烟气送入该等企业的余热锅炉。
31.所述的内燃机、燃气轮机中也可二选一，可以根据建设场地的大小、生产规模进行选择。其中，燃气轮机效率更高，内燃机模式相对技术较成熟。
32.所述的能源利用模块包括余热利用系统及电能利用系统；
33.其中、余热利用系统分两路，一路连接到设置在能源输入模块及能源转换及输出模块之间的燃气余热换热器7，用于对燃气进入能源转换及输出模块之前对其燃料进行预热以提升能源转换效率；余热利用系统的另一路可分别通过管路连接到余热锅炉8或者余热吸收机组9或者市政供暖系统等，对剩余热能加以利用；
34.其中，电能利用系统包括电动汽车充电桩10及电动汽车电池充换电设备12；所述能源转换及输出模块输出的电能，通过线路分别连接到电动汽车充电桩10及电动汽车电池充换电设备12，为其供电，电动汽车充电桩用于为电动汽车11充电；所述的电动汽车电池充换电设备包括电池充电装置及汽车电池快速换电装置13。
35.在本技术的描述中，需要说明的是，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，也可以是电连接或可以相互通讯；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
36.在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排它的包含。本技术所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前、后、内、外、侧面等，仅是参考附图的方向。