[发明专利]一种电动汽车金属氢化物储热供暖系统

说明书

本发明公开了一种电动汽车金属氢化物储热供暖系统，包括金属氢化物储热模块和供热模块；金属氢化物储热模块包括金属氢化物储罐、氢储罐和氢气输送管路，在电动汽车充电时，金属氢化物罐内的金属储氢材料被加热释放出氢气储存至氢储罐内完成储热，在电动汽车运行时，氢储罐内的氢气进入金属氢化物储罐内与金属材料反应完成放热；供热模块包括动力设备、换热装置、散热装置和流体管路，动力设备将低温流体送入换热装置吸收金属氢化物储罐产生的反应热，变成高温流体后进入散热装置分别向电动汽车供暖和蓄电池供热。本发明利用储热密度大的金属氢化物进行供暖，无需电力驱动，提高了电动汽车冬季续航里程和行驶动力。

技术领域

本发明涉及电动汽车储热供暖领域，具体涉及一种电动汽车金属氢化物储热供暖系统。

背景技术

纯电动汽车以车载电源为动力，用电机驱动行驶，不产生废气，对环境影响较小，在世界能源短缺和环境保护的大背景下，新能源汽车成为汽车行业的未来的主要发展方向之一。

与传统燃油汽车相比，电动汽车不存在燃油发电机的余热可以利用，因此为了保证冬季座舱内的舒适性和蓄电池在低温环境下的正常使用，需要设计独立的供热模块。目前电动汽车通常采用PTC加热或热泵供热等方式为蓄电池和座舱供热。但PTC加热效率低，能耗高，大幅消耗蓄电池储存的电量，导致电动汽车冬季续行里程显著降低，有数据表明在北方冬季采用PTC供暖将导致续航里程降低约40～60％。而热泵供暖方式虽然运行效率有所提高，但是随着外界空气温度的降低，热泵运行过程中面临周期性的结霜和除霜问题，大大影响热泵效率和座舱内乘客的舒适性。此外，PTC加热和热泵供热方式都需要电力驱动，易造电动汽车爬坡动力不足的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的不足，提供一种电动汽车金属氢化物储热供暖系统，电动汽车供暖无需电力驱动，有效增加电动汽车续航里程，解决电动汽车爬坡动力不足的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种电动汽车金属氢化物储热供暖系统，包括金属氢化物储热模块和供热模块；

金属氢化物储热模块包括至少一个金属氢化物储罐、氢储罐和氢气输送管路，在电动汽车充电时，金属氢化物罐内的金属储氢材料被加热释放出氢气经氢气输送管路储存至氢储罐内完成储热，在电动汽车运行时，氢储罐内的氢气经氢气输送管路进入金属氢化物储罐内与金属材料反应完成放热；

供热模块包括通过流体管路相连构成回路的动力设备、换热装置和散热装置，动力设备将低温流体送入换热装置吸收金属氢化物储罐的反应热，变成高温流体后进入散热装置分别向电动汽车供暖和蓄电池供热。

进一步地，为了减小储热模块的体积，所述的金属氢化物储罐和氢储罐均为高压罐，承压能力大于等于10Mpa。

作为本发明的一种改进，所述的金属氢化物储罐包括罐体、氢气通道、金属储氢材料和加热装置，氢气通道设置在罐体中心，上端伸出罐体与氢气输送管路相连，下端通达罐体底部，金属储氢材料填充在氢气通道外壁与罐体内壁之间，氢气通道上设置有仅供氢气进出的孔隙，加热装置设置在罐体外部或内部，用于在充电过程中加热金属储氢材料释放出氢气。

进一步地，为了提高吸氢反应热启动速度，所述的金属储氢材料内设置有电加热装置，通过局部加热使电加热装置周边的金属储氢材料快速达到反应温度。

进一步地，为了提高金属储氢材料的导热能力，所述的金属储氢材料内设置有增强导热的介质，如泡沫金属、膨胀石墨等；为了促进氢气与金属储氢材料进行反应，所述的金属储氢材料在氢气通道轴向上被多孔金属板通道分隔成多层，多孔金属板通道两端分别与氢气通道和罐体相接。