醇-氢-电混合动力系统及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及混合动力系统，具体是一种醇-氢-电混合动力系统，适用于电动汽车、火力发电站、太阳能混合发电站、蓄电池充电粧等需要补充电能的小型发电站。
【背景技术】
[0002]伴随着科技和经济的发展，人们的生活水平得到了极大地提高，电力和交通已经发生非同一般的发展，以交通来说，由于对汽车的依赖程度越来越深，这种便捷的汽车生活背后是以大量的能源消耗和日益严重的环境污染为代价的，不断减少的石油资源和不断升高的油价对汽车行业的发展构成了障碍。为了摆脱这种困境，寻找一种既可以摆脱对石油依赖而又可以减小环境污染具有重大的现实意义。
[0003]现在市场上出现的清洁能源汽车主要指混合动力车以及纯电动车。现有的混合动力汽车同时装备两种动力来源:热动力源(由传统的汽油机或者柴油机产生)与电动力源(电池与电动机)。通过在混合动力汽车上使用电机，使得动力系统可以按照车辆的实际运行工况要求灵活调控，而发动机保持在综合性能最佳的区域内工作，从而降低油耗与排放。
[0004]相比于传统的燃油汽车，混合动力汽车对环境造成的污染已经大大降低，但并未彻底解决问题。纯电动汽车被普遍认为是能够同时解决石油枯竭和汽车尾气污染问题的绿色环保汽车，但以蓄电池为动力源的纯电动汽车具有几个明显地不足:(I)蓄电池充电时间太长，严重影响车辆使用的方便性;(2)续驶里程不长，制约车辆的适用范围，目前纯电动汽车只能用于路程较近的交通运输，与传统汽车差距很大；(3)车辆的动力性难以保证，特别是当车辆的蓄电池电量不足时，其爬坡性能和最高车速都将受到很大影响。因此，电池及动力系统是制约纯电动车发展的瓶颈问题。
[0005]基于此种情形，寻求一种既能利用可再生能源而又不污染环境的新能源车受到国际社会的极大关注。氢电混合动力车是一种新能源车，而且是一种环保车，它具有能量转化效率高、环境污染小等优点，从而成为汽车工业研发的热点。公开文献也报道了一些氢电混合动力汽车及系统，例如:
1、中国专利:性能优异的氢电混合动力车，申请号:201210528622.2，申请日:2012.12.11，申请人:南通大学，地址:226019江苏省南通市啬园路9号，发明人:黄明宇、冯小保、厉丹彤、问朋朋、马骏、廖萍、倪红军、周一丹、朱昱，摘要:该发明公开了一种性能优异的氢电混合动力车，包括氢电动力源，所述氢电动力源是燃料电池和二次电池两种动力源混合的混合动力源;燃料电池和铅酸电池或镍氢电池两种动力源混合的混合动力源的混合度范围为0.4-0.7;燃料电池和锂电池两种动力源混合的混合动力源的混合度范围为0.5-0.8。在满足车辆动力性要求(最高车速2 90km/h，百公里加速时间< 13.6s，爬坡度225%)的前提下，氢燃料经济性和电池寿命最佳。
[0006]2、中国专利:氢电混合动力汽车，申请号:201110372678.9，申请日:2011.11.22，
申请人:昆明新能源发展有限公司，地址:云南省昆明市人民东路483号，发明人:徐泽涛、董荣、董宝莲、董银谈，摘要:该发明涉及一种用氢作燃料的氢电混合动力汽车，属汽车领域。其特征是在氢发动机排气管路上串接一个醇裂解氢发生器，它可利用排气余热(并用电加热作为醇裂解氢发生器反应床的冷态升温、恒温的补充热源)，将醇催化裂解随车制氢，并使所产氢气作为发动机燃料运转，以此驱动汽车行驶和发电机发电，并对用户供电。当和电动机组合驱动汽车时，可达到超低排放或零排放水平。而制醇原料丰富，有甘蔗、玉米、高粱、木薯等均是可再生的资源，取之不尽，用之不竭。所述制氢的原料醇类可以是50°-65°含水甲醇或乙醇，制造工艺简单，成本低廉。液态醇的贮存、运输和网络供应也十分安全和方便。
[0007]3、中国专利:混合动力电动汽车动力系统，申请号:201210301665.7，申请日:2012.08.23,申请人:浙江吉利汽车研究院有限公司杭州分公司，地址:311228浙江省杭州市萧山区临江工业园区农二场房屋206号，申请人:浙江吉利汽车研究院有限公司、浙江吉利控股集团有限公司，发明人:孙全、杜志强、金启前、由毅、吴成明、赵福全，摘要:该发明公开了一种混合动力电动汽车动力系统，包括电机及驱动轴，由所述电机驱动所述驱动轴转动以给汽车提供动力；所述系统还包括:第一电池以及第二电池，用于给所述电机提供能量；以及控制器，用于控制所述第一电池与所述第二电池为所述电机提供的能量分配。当所述第一电池能够提供车辆所需能量时，由所述第一电池单独提供能量；当所述第一电池提供的能量不能满足车辆所需能量时，通过所述第二电池与所述第一电池相配合，共同输出能量给所述电机以驱动车辆行驶。具体地，所述第二电池提供的能量为所述第一电池提供的能量与车辆所需能量之间的差额。
[0008]4、中国专利:氢电混合动力轿车，申请号:201510233939.7，申请日:2012.12.11，申请人:南通大学，地址:226019江苏省南通市啬园路9号，发明人:黄明宇、冯小保、厉丹彤、问朋朋、马骏、廖萍、倪红军、周一丹、朱昱，摘要:该发明公开了一种氢电混合动力轿车，包括氢电动力源，所述氢电动力源是燃料电池和二次电池两种动力源混合的混合动力源；燃料电池和铅酸电池或镍氢电池两种动力源混合的混合动力源的混合度范围为0.4-0.7;燃料电池和锂电池两种动力源混合的混合动力源的混合度范围为0.5-0.8。在满足车辆动力性要求(最高车速2 90km/h，百公里加速时间< 13.6s，爬坡度2 25%)的前提下，氢燃料经济性和电池寿命最佳。
[0009]上述公开报道的混合动力系统不完善，有的还在试验阶段，要推广不容易。
【发明内容】
[0010]
本发明的目的是针对现有的技术问题，提供一种性能优异的混合动力系统--醇-氢-电混合动力系统。
[0011]本发明的技术解决方案是:
醇-氢-电混合动力系统的结构是发动机使用裂解醇变成氢气，在发动机中增加安装一套热裂解装置，结合蓄电池，给发电机输出动力。
[0012]具体结构如下:醇-氢-电混合动力系统，是利用发动机排气管的热量加热及将醇裂解为氢气后导入发动机燃烧作功的系统，包括蓄电池和醇原料箱，在发动机尾气管内安装有热裂解装置，醇原料箱内装入醇的水溶液，原料箱接有输送栗，将醇的水溶液送到热裂解装置中，热裂解装置将醇裂解成氢气，经热裂解装置出口进入发动机燃烧推动汽缸工作，输出的动力带动发电机发电，发电机输出线接中心控制器后接将蓄电池，将发电机发出的电能储存在蓄电池中，蓄电池接驱动控制器，然后与电动机连接，通过输出装置带动车辆行走或动力机械工作；
所述的醇-氢-电混合动力系统还设有加热控制器，由蓄电池接到加热控制器之后接热裂解装置。
[0013]所述的醇的水溶液是乙醇或甲醇、或者乙醇和甲醇混合醇任意重量比例混合的水溶液。
[0014]所述的蓄电池有A组蓄电池和B组蓄电池，当A组蓄电池使用将尽，中心控制器自动切换使用B组蓄电池，而A组蓄电池立刻进行充电。
[0015]所述的加热控制器安装有点火线圈，使发动机能够达到点火温度。
[0016]所述的醇-氢-电混合动力系统还设有太阳能板，太阳能板接中心控制器后与蓄电池连接。
[0017]所述的发热裂解装置安装在发动机的尾气管内，尾气管内是热裂解室，里面安装有混合液雾化喷头和装有催化剂、热裂解室设有氢气出口管;发动机的尾气管还设有旁路管，旁路管安装有冷却阀和二号止回阀，氢气出口管安装有一号止回阀。
[0018]所述的醇为甲醇、乙