多組合獨立式醇水制氫燃料電池汽車的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電動汽車技術領域，特別涉及一種多組合獨立式醇水制氫燃料電池汽車。
【背景技術】
[0002]目前，絕大部分汽車都以汽油、柴油為燃料，不僅消耗了大量的石油資源，而且汽車尾氣造成了嚴重的大氣污染。為應對此資源問題和環境問題，電動汽車的開發變得非常重要。電動汽車是指以車載電源為動力，用電機驅動車輪行駛的車輛。電動汽車包括純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車。在現有技術中，燃料電池汽車是指裝備了燃料電池作為獲得驅動力的電源的電動汽車。燃料電池在發電過程中，需要氫作為電化學反應材料。在現有技術中，燃料電池所使用的氫來源于氫氣承載設備或者制氫設備。
[0003]承載氫的燃料電池汽車，通過將氫以壓縮氣體填充在高壓儲氣瓶中等方法來承載氫。如此承載了氫的燃料電池汽車，由于供給燃料電池的電極的燃料氣體是純度非常高的氫氣，因此，在運轉燃料電池時，可以獲得很高的發電效率，并使燃料電池汽車在行駛過程中所進行的各種反應過程不產生有害物質。但是，承載氫的燃料電池汽車，填充氫非常困難，并且運輸和儲藏大量氫氣則更不容易。
[0004]發明專利200580010256.X公開了一種電動汽車，該電動汽車具有通過供給氫和氧化劑而進行發電的燃料電池、制造用于供給所述燃料電池的含氫氣體的氫制造裝置以及由所述燃料電池所產生的電進行驅動的馬達，所述氫制造裝置是分解含有有機物的燃料來制造含氫氣體的裝置，所述氫制造裝置具有:隔膜、在隔膜的一個面上設置的燃料極、向燃料極供給含有有機物(例如甲醇)和水燃料的裝置、在隔膜的另一面上設置的氧化極、向氧化極供給氧化劑的裝置，由燃料極側產生含氫氣體并導出的裝置。具體地，所述氫制造裝置在30-90°C的溫度下，由供給甲醇和水的燃料極側產生含氫氣體。在不從外部向氫制造電池供給電能的情況，會產生70-80%氫濃度的氣體；在從外部向氫制造電池施加電能的情況，會產生大于等于80%的氫濃度的氣體。并且該氣體的產生依賴于兩極的開路電壓或者運轉電壓。然而，上述電動汽車的氫制造裝置還存在以下缺失:
(O由于氫制造裝置是在30-90°C的溫度下分解含有有機物(例如甲醇)的燃料來制造含氫氣體的裝置，并依靠氧化極和燃料極來產生氫氣，因此，有機物轉化為氫氣的速率較慢，并且，有機物轉化為氫氣的效率實際上并不高，對有機物的利用率偏低；
(2)氫制造裝置產生的含氫氣體在較低溫度下純化為高純氫氣的效率低下，成本高昂，需要較大體積純化裝置來換取高純氫氣的正常供給，不利于氫制造裝置小型化發展；
(3)上述專利公開的電動汽車，不管燃料電池數量為多少個，都是采用單一的氫制造裝置為燃料電池供應氫氣，這樣，其產生的問題是:1.氫制造裝置的體積和制氫量較大，體積和制氫量越大，越難以啟動運轉；2.體積和制氫量較大的氫制造裝置穩定性較差、振動量較大；3.體積和制氫量較大的氫制造裝置，制氫溫度、氣體流量及氣壓等方面參數控制不夠靈敏；4.單一的氫制造裝置安全性低，當該氫制造裝置發生故障時，電動汽車即陷于癱瘓；5.當單一的氫制造裝置制氫量不夠時，難以提升其制氫量，而制氫量過大時，又難以降低其制氫量。

【發明內容】

[0005]本發明要解決的技術問題是針對上述現有技術中的不足，提供一種多組合獨立式醇水制氫燃料電池汽車，該燃料電池汽車的甲醇水原料轉化為氫氣的速率快、甲醇轉化效率和利用率高、含氫氣體純化容易，并且，該燃料電池汽車的重整器啟動容易，穩定性好、振動量小，制氫溫度、氣體流量及氣壓等方面參數控制靈敏，安全性高、可靠性強。
[0006]為解決上述技術問題，本發明的技術方案是:一種多組合獨立式醇水制氫燃料電池汽車，包括甲醇水儲存容器、至少兩組甲醇水重整制氫及發電模組、汽車馬達及至少兩個輸送泵，所述甲醇水重整制氫及發電模組與輸送泵的數量相匹配，其中:
所述甲醇水儲存容器內儲存有液態的甲醇和水原料，所述輸送泵用于將甲醇水儲存容器中的甲醇和水原料輸送至甲醇水重整制氫及發電模組的重整器；
甲醇水重整制氫及發電模組，其整合有重整器及燃料電池，所述重整器內設有重整室及氫氣純化裝置，重整室內的溫度為300-570°C溫度，重整室內設有催化劑，甲醇和水在重整室內發生甲醇和水的重整制氫反應制得含氫氣體，重整室與氫氣純化裝置通過連接管路連接，連接管路的全部或部分設置于重整室內，能通過重整室內的高溫繼續加熱從重整室輸出的氣體；所述連接管路作為重整室與氫氣純化裝置之間的緩沖，使得從重整室輸出的氣體的溫度與氫氣純化裝置的溫度相同或接近，從氫氣純化裝置的產氣端得到氫氣，供應給燃料電池；所述燃料電池用于氫氣與氧氣發生電化學反應產生電能，為汽車馬達供電；汽車馬達，用于驅動車軸旋轉而使汽車行駛。
[0007]作為本發明的一種優選方式，所述甲醇水重整制氫及發電模組還整合有換熱器，所述換熱器安裝于輸送泵與重整器之間的輸送管道上，低溫的甲醇和水原料在換熱器中，與重整室輸出的高溫氣體進行換熱，甲醇和水溫度升高、汽化；所述重整器設有電加熱器，該電加熱器由燃料電池供電，該電加熱器為重整室提供300-570°C溫度；所述氫氣純化裝置的產氣端輸出的氫氣，經換熱器后溫度降低，再供應給燃料電池。
[0008]進一步，所述換熱器與重整器之間還設有補償汽化裝置，該補償汽化裝置設有電加熱器，所述甲醇和水原料經補償汽化裝置后可進一步汽化；所述燃料電池產生的電能還為補償汽化裝置的電加熱器供電。
[0009]作為本發明的另一種優選方式，所述甲醇水重整制氫及發電模組還整合有換熱器及汽化室，所述甲醇水原料在換熱器中換熱后進入汽化室汽化，汽化后的甲醇蒸汽及水蒸汽進入重整室，重整室下部及中部溫度為300-420°C，重整室上部的溫度為400-570°C;所述重整室與氫氣純化裝置之間的連接管路的全部或部分設置于重整室的上部。
[0010]進一步，所述重整器一端安裝有啟動裝置，該啟動裝置包括杯座，杯座上安裝有原料輸入管道、加熱氣化管道、點火裝置及溫度探測裝置；所述原料輸入管道可輸入甲醇和水原料，原料輸入管道與加熱氣化管道相連通，甲醇和水原料經原料輸入管道進入加熱氣化管道后，從加熱氣化管道的末端輸出；所述點火裝置的位置與加熱氣化管道的末端相對應，用于對加熱氣化管道中輸出的甲醇和水原料進行點火，甲醇和水原料經點火裝置點火后燃燒，可對加熱氣化管道進行加熱，使加熱氣化管道中的甲醇和水原料氣化而迅速加大燃燒強度，進而為重整器加熱；所述溫度探測裝置用于探測加熱氣化管道旁的溫度；所述重整器啟動制氫后，重整器制得的部分氫氣或/和余氣通過燃燒維持重整器運行。
[0011]再進一步，所述杯座包括安裝部及安裝部上方的液體容納部，所述原料輸入管道、加熱氣化管道、點火裝置及溫度探測裝置均安裝于杯座之安裝部上，所述液體容納部可容納從加熱氣化管道末端輸出的甲醇和水原料，所述液體容納部上端還設有液體防濺蓋。所述加熱氣化管道依次包括直通管段、螺旋管段及上拱形管段，所述甲醇和水原料可經直通管段上升至最高位置后，再經螺旋管段螺旋下降，再經上拱形管段后輸出；所述杯座的底側安裝有進風蓋板，該進風蓋板設有風道，外界空氣可經該風道進入至重整器內；所述原料輸入管道上設有電磁閥，以便控制原料輸入管道打開或關閉。
[0012]在上述技術方案中，所述氫氣純化裝置為膜分離裝置，該膜分離裝置為在多孔陶瓷表面真空鍍鈀銀合金的膜分離裝置，鍍膜層為鈀銀合金，鈀銀合金的質量百分比鈀占75%-78%，銀占 22%-25%。
[0013]在上述技術方案中，所述燃料電池汽車還包括交直流轉換器及緩沖蓄電池，所述交直流轉換器連接于燃料電池的電流輸出端，用于對燃料電池所輸出的直流電進行DC/DC電壓轉變或者DC/AC轉變；所述緩沖蓄電池的充電端連接交直流轉換器，該緩沖蓄電池可為汽車馬達供電。
[0014]本發明的有益效果是:其一、本發明燃料電池汽車的甲