专利名称：可使用风能和沼气电力的倍增充电车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种充电车。
技术背景
目前，发展新能源已成为各国力图摆脱经济危机的新招。最近，法 国总统萨科齐宣布，到2012年法国要有10万辆电动汽车在路面行驶， 为此政府承诺向雷诺和标致雪铁龙两大车商提供4亿欧元优惠贷款，主 要用于清洁能源汽车的研发。美国总统奥巴马近日也公布了雄心勃勃的
汽车节能减排计划，从2012年开始，汽车节能标准平均每年提高5%以 上，力争到2016年，使美国境内新生产的客车和轻型卡车每百公里耗 油不超过6.62升，二氧化碳排放量也比现有车辆平均减少三分之一。 减少二氧化碳排放量最现实的手段是提高发动机的燃烧效率，而最有效
的方法则是大力发展电动汽车。然而，目前电池和价格己成为电动汽车 的瓶颈。法国能源专家让，希罗塔指出，电动汽车所用的锂电池仍没有 解决有效性和使用寿命问题。用220伏电源充电一次需要五六个小时， 即便不开车灯、不用雨刷器，电动汽车也只能跑100至150公里，而且 目前电动汽车的价格是燃油动力汽车的两倍。虽然可充电式油电混合车 增加了电池效能，提高了续航里程，但是仍然离不开燃油而且价格昂贵。 要大量替代传统的燃油汽车，新能源电动车即有三大"王牌"又有 三大"难题"。高能量转换效率、低二氧化碳排放、使用的灵活性，是电动车的"王牌"。而电动车的"难题"关键在电池。第一，电池的"能 量比"只有汽油的五十分之一，最大行程不会超过数百公里；第二，给 蓄电池充电不是一两分钟就能解决的，当然，如配备大量蓄电池或许就
不会那么成问题；第三，目前蓄电池价格昂贵，欧洲每度电要l欧元， 而小型电动车行使200公里需要20度电。电力供应是新能源汽车的另 一个制约因素。美国研究显示，太阳能生产成本最贵，而水电最便宜。 现有压縮空气储能成本是铅蓄电池的一半。从中国可开发资源蕴藏量来 看，水电约3. 78亿千瓦，风电约2.53亿千瓦，而太阳能是21039亿千 瓦，给地球降温，还得靠"太阳"！现已査明，中国利用水库，可以建 抽水蓄能电站约247个，规模达3. 1亿KW，占我国煤电总装机的一半。 可见，要给"地球降温"，必须通过"压縮空气站"或"抽水电站"以 降低光伏发电的成本。而美国地质构造适合建压縮空气储能站的地区占 国土面积的75%。中国有8.6万座水库，抽水蓄能每千瓦3000至4000 元，造价较低。所以，美国发展太阳能的关键和优势是"空气蓄能"， 而中国是"水库蓄能"。因此，沿南水北调和青藏铁路的抽水蓄能电站 和周边建设"太阳能水电站"，是解决我国电力供应问题的"重中之重"。 在我国，同属新能源的混合动力车虽然贵得吓人，但由于不改变传 统汽车的加油方式让一部分人可以接受。而电动车则要建立完全独立的 充电网络，加油是动态的(一两分钟)，充电却是静态的(几个钟头)；加 油站占的是两条车道，充电站占的却是一大片停车场。而且充电的频次 比加油高得多，网络密得多，光是在城市中安排充电站用地，就是一个 死结。(时下也有快速充电装置，但是其增强电流对电池寿命损伤极大)。中国城市人口密度大，鲜有住别墅用车房的。 一座楼几百家，骑电动自
行车，到家提着电池上楼；开电动车，不可能从楼上拉一根电线通宵充
电。倒是"姥姥不疼，舅舅不爱"用铅酸电池的电动自行车、电动摩托 车在围追堵截中成了气候，与自行车分庭抗礼，形成了千万辆的规模。 因为老百姓买车的理由，是要比传统车更便宜，更方便，更安全，这样, 新能源电动车车才会有市场。建设风力发电场需要大量的土地，而沼气 池可以建在地下，"风力和沼气"互动，可以节约土地，共用电力设施， 减少投资，达到"新能源工业反哺农业"，城市支持农村的效果。 发展"减排农业"，大有作为。比如，焚烧秸秆是长期得不到解决
的"老大难"问题。我国每年产生的农作物秸秆达6亿吨，其中约有3 亿吨，可以作为词料、建材或者能源使用(折合L5亿吨标准煤)。据 测算，到2020年，我国农村地区人均商品消耗将由0.62吨标煤增加到 1.99吨标煤，其增量相当于我国能源发展中长期规划(2005-2020)增 量的60%。联合国粮农组织公布的《家畜的长期影响》报告说"导致全 球环境恶化的最主要因素有二至三个，家畜是其中之一"。10.5亿头牛 排放的二氧化碳占全球总量的18%，污染程度甚于汽车尾气。利用3亿 吨秸秆制造减少牛羊废气排放的饲料(菊芋、甜高梁)可减排温室气体， 节约粮食0. 5 1. 2亿吨，相当于0. 5 1. 2亿亩"吨粮田"。我国每年 的畜禽粪便约30亿吨，是农村主要的污染源，若有效利用，可以生产 数量巨大的沼气和沼渣。由于沼气(发电)能量来自植物当年固定的碳水 化合物所携带的太阳能，即污染物零排放。沼气和天然气的有效成分均 为甲垸，假如在风电场下种植菊芋、甜高梁等能源作物和养殖场开发沼气，取代液化气，让风电场的荒地变成"天然气矿""生物燃料"和"有 机肥厂"，可替代燃煤发电和汽车用油，改善农村环境，减排温室气体。 我国化肥利用率是35%，农药利用率只有30%，科学家发现由于大量 施用化肥，进而加速排放了二氧化碳和甲垸。单一施用化肥的地块，土
壤排放的甲烷量是化肥配施猪粪地块的3倍，是不施肥地块的27倍。 沼气发电有机肥厂和养殖场完全可在风电场及周边荒地和土地瘠薄的 地方做，且大量沼渣(有机肥)替代化肥，不但减排了温室气体，还将 大量的中低产田提升，无疑又等于增加了全国的粮食产量。
科技进步是解决日益严重的生态环境和资源能源问题的根本出路。 目前，全球已有50多家金融机构投资13亿美元进行低碳技术开发，尤
其要加强与发达国家在低碳能源和碳捕获与碳封存技术方面的交流合 作。与国外相比,我国建筑保温能力较差，造成大量能量损失要特别关注。
在采暖方面,入户取暖热水(蒸汽)分户计量收费、补贴窗户双层玻璃改 造、纤维板装修内保温、太阳能蓄热、地热取暖等均为有效的方法。此 外，生物质纤维作为保暖材料节能与生物质作为燃料发电供暖相比，会 有数倍的节能减排功效。我国年产生10亿吨工业废渣，钢渣、粉煤灰、 电石渣、煤矸石、磷渣等都可用作建筑材料,可节约生产建材的能耗。我 国建筑及居民生活用能量很大,节能问题值得重视。我国城乡民用建筑约 400亿平方米，其中1/10的危旧房急需改造，建设40亿平方米的房屋， 要释放出32亿吨C02，是2007年我国排放的54.3亿吨C02的60%。 我国农村建设用地2.7亿亩，5倍于城镇。现在，建房已成为返乡农民 工最大的支出，不仅浪费耕地而且"释放C02"。通过"碳货币交易"让碳排放成为"资本"，将危旧房和农宅改造为太阳能热水器和秸秆等生 物质纤维保暖材料的节能低碳房屋，不仅节约了能源和耕地，而且还能 够推动房地产"升级性战转型略。"
大规模采用电动汽车还面临一个电池回收的问题。目前，资源短缺 己经成为人类面临的最大威胁之一。不少资源耗尽的日子甚至比石油采 光来得更早。如制造液晶显示器、太阳能电池、核反应堆的铟已维持不
了 10年。制造蓄电池的铅是42年、镍是57年。每生产一辆电动汽车 需要消耗15公斤锂，用电动汽车替代燃油汽车每年消耗大约100万吨 锂。而2007年全世界锂产量仅为2. 5万吨。虽然全世界5 0%的锂储 量在中国的青藏地区，但仍面临"巧妇难为无米之炊"。因此，搞好电 池的回收利用，对电动汽车的发展至关重要。锂电池的回收利用，有热 处理和化学处理两种方法。采用热处理能够保证最高的材料回收利用 率，但是热处理方法需要进行高温加热，从而消耗大量的能源，排放大 量的二氧化碳。化学处理虽然消耗的能源较少，排放的二氧化碳少，但 回收利用率较低。风力发电场需要大量的土地，而沼气池和养殖场可以 建在地下和周边。"风力+沼气"电站，这样节约土地和电力设施，减 少投资，达到"新能源工业反哺农业"，城市支持农村的效果。同样， 可以在风电场及周边荒地建设废弃蓄电池填埋场，进行固化深埋。例如 法国一家工厂就从废弃蓄电池中提取镍和镉，再将镍用于炼钢，镉则重
新用于生产电池。其余的各类废电池一般都存放于废矿井，运往专门 的有毒、有害垃圾填埋场。
目前，我国从事收集废电池的包括铅酸电池的生产厂家、电动自行车的生产厂家、供销系统物质回收公司、物资部门的金属再生利用公司、 再生铅专业厂及个体专业户。个体商贩收购废电池后，绝大部分转运至 外地牟利。在收集过程中，个体商贩一般都将废电池中的废液随地倾倒，
严重污染了环境。铅占蓄电池总成本50。^以上，主要采用火法、湿法冶
金工艺以及固相电解还原技术。外壳为塑料，可再生，基本实现无二次
污染。中国每年约有30万吨的废铅酸蓄电池产生，而中国再生铅原料 85°/。以上来自废铅。每吨精铅能卖到近l万元。回收大户们一般直接与 当地电动车生产厂家和维修点联系，进行回目前收。他们在基本没有劳 动保护措施的情况下，把电池锯开，取出铅板，酸液随处乱倒。废铅酸 蓄电池内含有铅膏、废硫酸等，已被列入国家危险废物名录。如将废电 池弃置大自然或不科学地拆解，将对大气、水体、土壤等产生严重危害， 并通过生物链的传递，导致人群、牲畜中毒。所以，在收集、转运过程 中，要明确收集、运输、贮存、利用、处置全过程监管的职责、重点和 对象，加强对废蓄电池收集的监管。完善蓄电池收集网络。采用"以旧 换新"、财税优惠、事故性罚款、废弃物综合利用奖励，以及提供建造 废弃物处理设施的财政补贴和优惠贷款等方法。
目前全国有300家再生铅厂，普遍回收率低、耗能高、污染严重， 而且不正当竞争激烈。我国电动自行车绝大部分采用的是铅酸蓄电池， 小部分用的是锂电池。电动汽车的电池回收，可以借鉴电动自行车的经 验和教训。锂电池在很多技术指标上比传统的铅酸电池要优越，锂电池 的出现是电池技术上的一个重大进步。但其电池管理系统技术目前尚不 完善。从长远看来锂电池的回收利用是一个需要解决的问题。铅酸电池虽不属于"绿色"电池，但是可以全部回收利用。而锂电池的现有技术 尚未能做到回收利用。目前废弃锂电池的处理方法大多是采用深埋方 法，这样的方法在造成污染的同时，堆积重量过多，达到一定深度和温 度的环境下容易引发电池爆炸。从这方面考虑，锂电池的推广在回收机 制尚不健全的情况下需慎重推广，否则容易产生新的污染源。铅酸蓄电 池的回收利用价值很高，每组电池回收价格达50元。 一些小商贩看准 "商机"，但由于作业极不规范，造成的污染非常严重。以江苏南京为
例， 一年约有几万辆电动车需要更换电池，总重量达500吨左右。电动
车废旧电池最值钱部分是内部的铅，不法商贩拆解提取出里面的铅，出 售赚钱。但由于缺乏环保意识，将废蓄电池中的有毒酸液任意倒置，塑 料壳到处丢弃，造成废铅资源浪费。
虽然新能源汽车能很好地满足发达国家居民需求，但在中国并不能 大量替代传统汽车。普及不了的原因，除了电力基础设施有待完善以外， 最主要的是由于"电池和价格"问题。目前中国电动汽车一直让煤电"牵 着鼻子走"，而大规模采用电动汽车立即面临发电的问题。如果用煤炭 发电，根据欧盟联合研究中心报告，温室气体排放将比使用燃油增加至 少一倍。因此，用"煤电"的新能源汽车，是比"高碳"燃油汽车高一
倍的"高高碳"汽车。科技部争取4到5年，国家每年汽车产量中将有 10% (100方辆)是新能源汽车。也就是说，财政部到2010年投入的 200多亿元生产的IOO万辆新能源汽车，是"高高碳"的"煤电汽车"。 所以，通过太阳能、风能、沼气等"低碳电力"为汽车充电，是我国新 能源汽车发展的关键。虽然目前世界上先进的电动车看上去很美，但电池组完全占据了后排空间，价格也是普通汽车的2. 5倍。就是采用最
先进的锂离子蓄电池，其"能量比"也只有汽油的1/50。 50升一箱汽 油则可以驱动小型轿车轻松跑上600公里；电动车一次充电续航600公 里并不难，只是所需的电池组的起码一两吨重，而且工作时产生的高温 足以把乘客烤糊。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种结构合理，电量充足，能适应长距 离运输需要的可使用风能和沼气电力的倍增充电车。
本实用新型的技术解决方案是
一种可使用风能和沼气电力的倍增充电车，包括车体，车体中装蓄 电池组，其特征是车体设有附着于车体的补充蓄电池组，所述蓄电池 组采用插座充电式或易更换式。
所述补充蓄电池组是设置在车体后车厢上或设置在与车体连接的 附加挂车上的蓄电池组。
所述补充蓄电池组有1 3组。
本实用新型以充电一次能跑IOO至150公里现有电动汽车技术和主
要需求(短途交通)为标准对蓄电池的数量和位置(包括成本和重量)
进行优化安排。车辆在不行使或短途交通(100至150公里以内)能够 进行插座充电或更换车辆本身的通用蓄电池，而在需要进行长途行驶 时，在需要充电的车辆后车厢上或加挂的一辆拖车上分别增加1组、2 组、3组件可4倍于车辆本身(l组)蓄电池，即便增加的蓄电池组达 数吨重，蓄电池工作时产生的高温也不会把前面的乘客或货物烤糊。本实用新型比之传统单纯依靠给车辆本身蓄电池充电的传统充电 装置具有三大优势
一是不一定要用十分昂贵的高级新型蓄电池。各种蓄电池组都能用 (包括体积大、价格低、不爆炸、性能稳的铅酸电池)。
二是一机多用。即可以用插座充电又可以通过更换通用蓄电池组充 电，使电动车更方便，更便宜。
三是充电回收站底部装有轮子，可移动。通过优化安排充电站位置， 省去了大量的充电站，并可让所有加油站必须同时具备充电功能。使充 电站能象加油站那样普及。
这些都为低成本的新能源汽车的普及应用大量替代燃油汽车提供 了可能。
本实用新型能够促进新能源汽车的普及应用更适合中国的国情。其 实，造电动车一点也不难，难的是推广应用，是充电难、成本高、续航 里程短的百年痼疾没有根本性突破。而要实现这一目标，充电站就必须 象加油站那样普及，方便，便宜。这样才有社会应用基础，而这一切传 统的蓄电池充电装置是无法做到的。随着我国轻型电动车的迅猛发展， 目前保有量己经达5000万辆，仅仅十年发展成了规模巨大的产业。中 国有良好的铅酸电池轻型电动车产业基础，这个基础绝对是世界第一 的，在此基础上可发展一个普及型的大量替代燃油汽车的新能源汽车。 虽然目前锂电池是电动车电池的最佳"候选者"，但是它只有在克服了 能量密度低、充电难、依靠水冷和易爆炸安全性较差、锂储量有限、价 格贵、回收利用难等六大难题后才能普及应用。相比之下，铅酸电池主电 池组，使得蓄电池的价格更容易为消费者接受，同时通过不同出行里程 选择增加1组、2组、3组件数倍于车辆本身里程的蓄电池，大大增加 了电动车的最大行程。原来铅酸电池的弱项，在本实用新型的支持下反 而成了强项。另外，中国的镍镉、钴、钾等蓄电池材料严重短缺，主要 依靠进口，而铅资源回收率高，国内可以保证供应。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。 图1是本实用新型一个实施例的结构示图。
具体实施方式
一种可使用风能和沼气电力的倍增充电车，包括车体l，车体中装 蓄电池组，车体设有附着于车体的补充蓄电池组3，所述蓄电池组采用 插座2充电式或易更换式。
所述补充蓄电池组是设置在车体后车厢4上或设置在与车体连接的
附加挂车5上的蓄电池组。所述补充蓄电池组有1 3组。 图中还有废旧蓄电池等充电回收站6。
权利要求1、一种可使用风能和沼气电力的倍增充电车，包括车体，车体中装蓄电池组，其特征是车体设有附着于车体的补充蓄电池组，所述蓄电池组采用插座充电式或易更换式。
2、 根据权利要求1所述的可使用风能和沼气电力的倍增充电车， 其特征是所述补充蓄电池组是设置在车体后车厢上或设置在与车体连 接的附加挂车上的蓄电池组。
3、 根据权利要求1或2所述的可使用风能和沼气电力的倍增充电 车，其特征是所述补充蓄电池组有1 3组。
专利摘要本实用新型公开了一种可使用风能和沼气电力的倍增充电车，包括车体，车体中装蓄电池组，车体设有附着于车体的补充蓄电池组，所述蓄电池组采用插座充电式或易更换式。本实用新型以充电一次能跑100至150公里现有电动汽车技术和主要需求为标准，对蓄电池的数量和位置进行优化安排。车辆在不行使或短途交通能够进行插座充电或更换车辆本身的通用蓄电池，而在需要进行长途行驶时，在需要充电的车辆后车厢上或加挂的一辆拖车上分别增加1组、2组、3组件可4倍于车辆本身(1组)蓄电池，即便增加的蓄电池组数吨重，蓄电池工作时产生的高温也不会把前面的乘客或货物烤糊。本实用新型可与使用风能和沼气电力的充电回收站配合使用。
文档编号H02J7/00GK201430456SQ20092004652
公开日2010年3月24日 申请日期2009年6月11日 优先权日2009年6月11日
发明者窦小彦, 窦观一 申请人:窦观一