CN105882385A - 蓄热热动车 - Google Patents
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Abstract
蓄热热动车，本发明为了解决电动车使用蓄电池驱动及供暖或制冷的成本高、充电不方便、废电池回收储存再利用存在环保等问题，提出一种蓄热热动车技术方案。它利用电热器加热高温储热材料制成蓄热的蓄热箱汽化特定的工质生成高压蒸汽，推动汽轮机、涡轮机、活塞发动机或流体闭循环力矩转换器，获得旋转力矩，用来驱动车辆或进行机械加工，并且本发明还给出基于流体闭循环力矩转换器的具体以水为工质的闭式工质循环及供暖和制冷解决方案。该方案具有效能高、蓄能快、简单、经济、环保等特点，易于推广应用，可能是解决城市交通的又一个可行方法。
Description
所属领域：绿色交通，电动车。
背景技术：
2014-11-21，我如约来到天津市科委，找高新处的同志讨论一些交通方面发明技术的应用问题。突然问他们有会，我随后去别处办事。10：40左右，我登上公交855路。这是辆纯电动车，在停车间隙，我和司机夏传勇师傅攀谈起来。他介绍，这车充电一次需要3、4个小时，大约可以跑200多公里，四圈，如果不开暖气或空调的话，如果开，那就只能跑3圈，这空调或暖气还是蛮耗电的。我想了想，这确实不太好，用蓄电池取暖或带空调，不划算，那么有比较划算的方法吗？
几分钟后，我想到可以用类似于热宝的储热材料制成储热箱来解决冬季电动车的取暖问题，而夏季换成储冰的储冰箱来解决夏季制冷问题。告别了夏师傅，回到家，我午饭后写了一篇发明专利申请说明此事，题目就叫做《直接蓄热或蓄冷的电动车》。下午，我把该文交到天津知识产权局代办处，登记为第发明申请。
过了两天，我就又进一步思考，能不能用储热的方法来代替蓄电池呢？它蓄能快啊！如果10分钟就可以完成能量补充，那一次可以少带点，减轻负重，同时补充方便，没有排放，还很低成本，没有回收环节的环保问题，诸多优点呢！
我思考，我查资料，我了解到，由于太阳能发电这一社会需求方面的强劲动力的推动，高温储热材料的研究正如火如荼。中科院已建立高温储热材料的研究基地，有一定的产量。诸多专家研究发现，以AL---13％SI铝硅合金为代表的铝基高温储热材料有良好的储热性能，在550℃-650℃的熔融态相变潜热可达400j/g，总储热可达1085j/g。相比铝酸电池40wh/kg的储存能量密度，即144kj/kg，再相比磷酸铁锂电池的252kj/kg储存能量密度，这相变潜热达400kj/kg总储热达1085kj/kg的AL-13％SI铝硅合金还是挺有应用价值的。再比较它们的使用寿命，蓄电池500---1000次循环，而铝13硅合金在经历720次循环后的相变潜热只下降了10.5％，而它的再生，也仅仅是象炼钢一样，回炉熔炼一次罢了。专家研究发现这一高温储热材料的抗氧化性可以由其表面生成的氧化膜实现，唯一重大缺陷是它的高温强腐蚀性，而这可以使用致密陶瓷喷涂工艺解决，在可使用该工艺的应用场所都可解决这一问题。
于是，我再查资料，我计算、我推理、我设想...。我想到，我在我的专利号为2006100020180的发明《流体闭循环力矩转换器》中，特别是实用新型2007200959451《流体闭循环力矩转换器之柔性流体发动机》的说明书的第4页第16行，我说明“往里通水蒸气也是可以的。”那我可不可以以此为基础设计一种蓄热热动机呢？研究太阳能发电的专家们设计了以高温储热材料为基础的锅炉，那我就给出一种粗陋的蓄热热动机吧，抛砖引玉，作为我在感觉自己无力缴纳专利费用暂停琢磨此类事后因冲动再三逼人而为可持续发展在技术方面所又做了一个小小的贡献吧。
发明内容：本发明为了解决电动车使用蓄电池驱动及供暖或制冷的成本高、充电不方便、废电池回收储存再利用存在环保等问题，提出一种蓄热热动车技术方案，它利用电热器加热高温储热材料制成蓄热的蓄热箱汽化特定的工质生成高压蒸汽，推动汽轮机、涡轮机、活塞发动机或流体闭循环力矩转换器，获得旋转力矩，用来驱动车辆或进行机械加工，并且本发明还给出基于流体闭循环力矩转换器的具体以水为工质的闭式工质循环及供暖和制冷解决方案。该方案具有效能高、蓄能快、简单、经济、环保等特点，易于推广应用，可能是解决城市交通的又一个可行方法。
附图说明 图1是本发明一种结构示意简图。图1中，1是蓄热箱，2是汽化缸，3是带有发电机的液压马达，4是高温水箱，5是低温水箱，6是蓄热箱的电源插口，7是1.8mpa压力阀，8是温度表及安全阀，9是电磁阀，10是左气动室，11是液压缸，12是右气动室，13是阀门组，14、15是蓄能器，16是安全阀，17是电磁阀，18是蓄电池，19是控制单元，20是尾气室，21是尾气驱动溴化锂空调系统，22是蒸发器，23是尾气发电子系统，24是冷凝器，25是喷射器，26是出气电磁阀，27是涂有陶瓷保护层的不锈钢电热器兼热传导器，28是压力表，29缸程取样器，30是蓄热箱的涂有陶瓷保护层的不锈钢外壳和隔热层。
具体实施方式：最简单的实施方式很容易实现。如图1，从蓄热箱1的电源插口6加电，但不是蓄电，而是由电热器27熔化AL-13％SI铝合金，到设定温度如650℃，再次加电可设为550℃。启动，由喷射器25往与蓄热箱1直接相连的汽化缸2里喷入水或其他工质，例如对压缩空气加热，达到设定的压力，送出驱动汽轮机或涡轮机，尾气直接排放到空气中或经冷凝返回工质容器。根据测算，水在摄氏200度附近，1.0mpa到2.0mpa的汽化热比较低，1.8mpa压力下，温度达到207℃汽化，耗能911kj/kg，因此，本发明将蒸气输出压力阀7设定为1.8mpa。
本发明图1基于流体闭循环力矩转换器的实施例对于专家来说也比较简单。启动。钥匙插入，控制单元19给出控制电信号给喷射器25，往汽化缸2里喷水，水经蓄热箱1加热到207℃，压力达到1.8mpa，顶开压力阀7，根据缸程29送往气动室10或12。气动室的活塞被高压气体推动，带动液压缸11内部活塞运动，液压缸产生的高压油经阀门组13去驱动液压马达3，与之相连的电机在需要充电时或车辆经历刹车或下坡时由控制单元19控制其接通，作为充电机，在上坡时改为电动机，可以提供助力。在倒车、紧急刹车，气动室转换，车速或负载波动时，蓄能器14、15，安全阀16，电磁阀17和阀门组13及控制单元19相配合，实现安全有效、快速、平稳控制。
由气动室10、12排出的尾气进入尾气室20后，安装有尾气驱动溴化锂空调系统21的，尾气的余热在制热时直接加热循环水管，在制冷时用来加热溴化锂稀溶液，使其被浓缩，浓溶液在真空室里再吸水，利用蒸发热带走热量，使循环的冷剂水被降温到4℃，送到用户端吹出冷风。该技术很成熟，现主要用在中央空调领域。为了有效利用余热，加尾气发电子系统，可以用类似上述液压缸结构，用另外选择的工质驱动小型涡轮机发电，给蓄电池充电。
由尾气室里出来的蒸汽如果温度还比100度高许多，需要经过冷凝器24冷却，再送回温度在100度左右的高温水箱4。如果高温水箱水量不足或温度高，出现排气现象，也可以由低温水箱5往里面补水。
本外行构建的这个蓄热热动车，除了辅助蓄电池内部的一些化学变化，全程基本是物理变化。系统无排放，高效率，低噪声，低成本。其突出特点是蓄能或者说充电快，10分钟，可以和汽油车一样，随处在加油站内完成充电，即再次加电，不会造成排长队现象。比起燃料电池，该技术很容易实施、普及。比起纯电动车，该系统相当于基本不考虑电池的成本，但系统含有高压、高温，和汽油车差不多，而充电时电流也是很大。总之，这个本外行在2000年提出《归一化电驱动交通侍服系统》之后，近来用一周时间又构建的这种无排放又不依赖昂贵或不太环保的电池的热动车方案，可能有这样那样的不完善之处，总算是解决城市交通、特别是近来频繁出现的雾霾问题的又一可行方案吧。不妥之处，请多批评指正。
Claims (2)
1.蓄热热动车，是一种无污染蓄能结构的机动车，为了解决电动车使用蓄电池驱动及供暖或制冷的成本高、充电不方便、废电池回收储存再利用存在环保等问题而提出一种技术方案，其特征是：它利用电热器加热高温储热材料制成蓄热的蓄热箱汽化特定的工质生成高压蒸汽，推动汽轮机、涡轮机、活塞发动机或流体闭循环力矩转换器，获得旋转力矩，用来驱动车辆或进行机械加工，必要时还可以实现供暖或制冷。
2.如权利要求1所述的蓄热热动车，其特征是：所述的工质是水，使用高低温水箱配置方式。
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