铝空气电池系统技术方案

本发明专利技术提出一种铝空气电池系统，包括：电池组、工作液箱、洗液箱、电解液箱、废液箱、第一和第二三通阀、盘管、加热棒、热交换器、散热器、通风风扇、散热风扇和第一至第六电子泵，其中，电池组、工作液箱、洗液箱、电解液箱、废液箱、第一和第二三通阀、第一电子泵、第二电子泵、第三电子泵及第五电子泵通过管道连接构成液流循环子系统，电池组、电解液箱、工作液箱、加热棒、盘管、热交换器、通风风扇、散热风扇、散热器、第一电子泵、第四电子泵及第六电子泵通过管道连接构成热管理子系统。本发明专利技术能实现对铝空气电池的合理液流循环和散热循环，提高了铝空气电池的稳定性、安全性及使用寿命。

Aluminum Air Battery System

【技术实现步骤摘要】
铝空气电池系统
本专利技术涉及铝电池
，特别涉及一种铝空气电池系统。
技术介绍
铝空气电池是一种以空气中的氧为正极、铝或者铝合金为负极，中性或者碱性水溶液为电解质的金属燃料电池。铝空气电池在运行过程中通过消耗金属铝和空气中的氧气对外输出电能，是一种化学电源。铝空气电池具有能量密度高，搁置寿命长，搁置性能无衰减，安全环保，工作噪音小等优点，非常适合作为备用电源和车载电源。目前，已经实现量产铝空气电池多为100W以下的小功率电池，而输出功率在1000W以上的大功率铝空气电池产品则还没有实现量产。大功率铝空气电池系统较为复杂，除了电池组以外，还包括液流循环系统，热管理系统，自动控制系统等。因此，大功率铝电池在工作过程中会产生大量的热量，固体杂质和氢气，内部强碱性电解液还需要循环流动。因此，如果不能很好的实现液流循环和散热循环，会影响铝空气电池的稳定性、安全性及使用寿命。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决上述技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提出一种铝空气电池系统，该系统能实现对铝空气电池的合理液流循环和散热循环，提高了铝空气电池的稳定性、安全性及使用寿命。为了实现上述目的，本专利技术的实施例提出了一种铝空气电池系统，包括：电池组、工作液箱、洗液箱、电解液箱、废液箱、第一和第二三通阀、盘管、加热棒、热交换器、散热器、通风风扇、散热风扇和第一至第六电子泵，其中，所述电池组、工作液箱、洗液箱、电解液箱、废液箱、第一和第二三通阀、第一电子泵、第二电子泵、第三电子泵及第五电子泵通过管道连接构成液流循环子系统，所述电池组、电解液箱、工作液箱、加热棒、盘管、热交换器、通风风扇、散热风扇、散热器、第一电子泵、第四电子泵及第六电子泵通过管道连接构成热管理子系统，其中，所述通风风扇集成在电池组上，通过所述通风风扇给电池组提供氧气，并进行散热；所述第一和第二三通阀分别与工作液箱和洗液箱连接，通过对所述第一和第二三通阀的切换对应使工作液箱中电解液和洗液箱中的洗液分别在电池组内循环流动；所述电解液箱和废液箱分别通过管道与工作液箱连接；所述电解液箱中储存有电解液，通过第二电子泵将部分电解液加入到工作液箱中，通过加热棒对工作液箱中储存的部分电解液进行加热，使部分电解液的温度保持在预设温度范围内，当所述工作液箱中储存的部分电解液达到工作寿命后，通过第五电子泵将废电解液抽到废液箱中；所述盘管通过第六电子泵和管道与电解液箱连接，当工作液箱中的部分电解液温度高于第一预设温度时，所述部分电解液通过第六电子泵进入盘管，然后回到电解液箱中；所述废液箱放置在电解液箱内部，当电解液箱中充满电解液时，废液箱处于压缩状态，当电解液箱排空时，废液箱中充满废电解液，处于膨胀状态；所述散热器中的冷却液通过管道与热交换器的冷却液进出口连接，工作液箱中的电解液经过第一电子泵后通过管道与热交换器的热液体进出口连接，冷却液通过换热器与电解液完成热交换，再经过散热器将热量散到空气中，使电解液的温度保持在所述预设温度范围内。根据本专利技术实施例的铝空气电池系统，由电池组、工作液箱、洗液箱、电解液箱、废液箱、第一和第二三通阀、第一电子泵、第二电子泵、第三电子泵及第五电子泵通过管道连接构成液流循环子系统，由电池组、电解液箱、工作液箱、加热棒、盘管、热交换器、通风风扇、散热风扇、散热器、第一电子泵、第四电子泵及第六电子泵通过管道连接构成热管理子系统，可以实现对铝空气电池的合理液流循环和散热循环，提高了铝空气电池的稳定性、安全性及使用寿命。另外，根据本专利技术上述实施例的铝空气电池系统还可以具有如下附加的技术特征：在一些示例中，所述电池组由多个单体电池串联而成，串联个数为18～48个，串联后的电池组具有一个电解液进液口和一个电解液出液口，其中，电解液进液口位于电池组的底部，电解液出液口位于电池组的顶部。在一些示例中，所述电解液箱中的电解液通过电解液进液口注入到电池组中，然后经电解液出液口进入到工作液箱中，当电池组中有电解液循环流动时，铝空气电池系统即开始工作。在一些示例中，在所述铝空气电池系统的初始状态下，所述工作液箱、电解液箱、废液箱和洗液箱中均没有液体，通过电解液加液口将电解液加入到电解液箱中，使废液箱处于压缩状态，通过洗液加入口将洗液加入到洗液箱中；当电解液箱充满电解液后，通过第二电子泵将部分电解液加入到工作液箱中，并通过加热棒给电解液加热，使部分电解液的温度保持在预设温度范围内。在一些示例中，在所述铝空气电池系统工作时，通过第一和第二三通阀切换到工作液箱，第一电子泵工作，使工作液箱中的电解液在电池组内循环流动，电池组开始对外放电，当工作液箱中储存的电解液达到工作寿命时，第一电子泵停止工作，电池组中的电解液回流到工作液箱，然后第五电子泵工作，第五电子泵将工作液箱中的废电解液抽到废液箱中，当工作液箱中的废电解液排空时，第五电子泵停止工作，第二电子泵工作，将电解液加入到工作液箱中，当工作液箱中的电解液达到预设体积时，第二电子泵停止工作，工作液箱中的电解液更换完毕，第一电子泵开始工作，电池组继续对外放电。在一些示例中，其中，当工作液箱中的电解液温度高于第一预设温度时，第六电子泵和第四电子泵同时开始工作，其中，第四电子泵工作时，通过盘管完成电解液箱中电解液和工作液箱中电解液的热交换，使工作液箱中电解液温度降低，电解液箱中电解液温度升高，第六电子泵工作时，通过散热器和热交换器使工作液箱中电解液温度降低。在一些示例中，所述铝空气电池系统停止工作时，第一电子泵停止工作，待电池组中电解液全部回流到工作液箱后，通过第一和第二三通阀切换到洗液箱，第三电子泵工作，将洗液送入电池组中，洗液在电池组内循环清洗预设时间后，第三电子泵停止工作，洗液回流至洗液箱中，预设时间为0.5min～60min。在一些示例中，还包括：电源模块，用于铝空气电池系统启动和在所述工作液箱更换电解液时，提供所述铝空气电池系统所需的电能。在一些示例中，所述工作液箱还用于通过排气口排放电池组工作过程中产生的氢气，水蒸气和碱蒸气。在一些示例中，所述预设温度范围为10℃～100℃。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术一个实施例的铝空气电池系统的结构示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的液流循环子系统的结构示意图；图3是根据本专利技术一个实施例的热管理子系统的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝空气电池系统，其特征在于，包括：电池组、工作液箱、洗液箱、电解液箱、废液箱、第一和第二三通阀、盘管、加热棒、热交换器、散热器、通风风扇、散热风扇和第一至第六电子泵，其中，所述电池组、工作液箱、洗液箱、电解液箱、废液箱、第一和第二三通阀、第一电子泵、第二电子泵、第三电子泵及第五电子泵通过管道连接构成液流循环子系统，所述电池组、电解液箱、工作液箱、加热棒、盘管、热交换器、通风风扇、散热风扇、散热器、第一电子泵、第四电子泵及第六电子泵通过管道连接构成热管理子系统，其中，所述通风风扇集成在电池组上，通过所述通风风扇给电池组提供氧气，并进行散热；所述第一和第二三通阀分别与工作液箱和洗液箱连接，通过对所述第一和第二三通阀的切换对应使工作液箱中电解液和洗液箱中的洗液分别在电池组内循环流动；所述电解液箱和废液箱分别通过管道与工作液箱连接；所述电解液箱中储存有电解液，通过第二电子泵将部分电解液加入到工作液箱中，通过加热棒对工作液箱中储存的部分电解液进行加热，使部分电解液的温度保持在预设温度范围内，当所述工作液箱中储存的部分电解液达到工作寿命后，通过第五电子泵将废电解液抽到废液箱中；所述盘管通过第六电子泵和管道与电解液箱连接，当工作液箱中的部分电解液温度高于第一预设温度时，所述部分电解液通过第六电子泵进入盘管，然后回到电解液箱中；所述废液箱放置在电解液箱内部，当电解液箱中充满电解液时，废液箱处于压缩状态，当电解液箱排空时，废液箱中充满废电解液，处于膨胀状态；所述散热器中的冷却液通过管道与热交换器的冷却液进出口连接，工作液箱中的电解液经过第一电子泵后通过管道与热交换器的热液体进出口连接，冷却液通过换热器与电解液完成热交换，再经过散热器将热量散到空气中，使电解液的温度保持在所述预设温度范围内。...

【技术特征摘要】
1.一种铝空气电池系统，其特征在于，包括：电池组、工作液箱、洗液箱、电解液箱、废液箱、第一和第二三通阀、盘管、加热棒、热交换器、散热器、通风风扇、散热风扇和第一至第六电子泵，其中，所述电池组、工作液箱、洗液箱、电解液箱、废液箱、第一和第二三通阀、第一电子泵、第二电子泵、第三电子泵及第五电子泵通过管道连接构成液流循环子系统，所述电池组、电解液箱、工作液箱、加热棒、盘管、热交换器、通风风扇、散热风扇、散热器、第一电子泵、第四电子泵及第六电子泵通过管道连接构成热管理子系统，其中，所述通风风扇集成在电池组上，通过所述通风风扇给电池组提供氧气，并进行散热；所述第一和第二三通阀分别与工作液箱和洗液箱连接，通过对所述第一和第二三通阀的切换对应使工作液箱中电解液和洗液箱中的洗液分别在电池组内循环流动；所述电解液箱和废液箱分别通过管道与工作液箱连接；所述电解液箱中储存有电解液，通过第二电子泵将部分电解液加入到工作液箱中，通过加热棒对工作液箱中储存的部分电解液进行加热，使部分电解液的温度保持在预设温度范围内，当所述工作液箱中储存的部分电解液达到工作寿命后，通过第五电子泵将废电解液抽到废液箱中；所述盘管通过第六电子泵和管道与电解液箱连接，当工作液箱中的部分电解液温度高于第一预设温度时，所述部分电解液通过第六电子泵进入盘管，然后回到电解液箱中；所述废液箱放置在电解液箱内部，当电解液箱中充满电解液时，废液箱处于压缩状态，当电解液箱排空时，废液箱中充满废电解液，处于膨胀状态；所述散热器中的冷却液通过管道与热交换器的冷却液进出口连接，工作液箱中的电解液经过第一电子泵后通过管道与热交换器的热液体进出口连接，冷却液通过换热器与电解液完成热交换，再经过散热器将热量散到空气中，使电解液的温度保持在所述预设温度范围内。2.根据权利要求1所述的铝空气电池系统，其特征在于，所述电池组由多个单体电池串联而成，串联后的电池组具有一个电解液进液口和一个电解液出液口，其中，电解液进液口位于电池组底部，电解液出液口位于电池组顶部。3.根据权利要求2所述的铝空气电池系统，其特征在于，所述电解液通过电解液进液口注入到电池组中，然后经电解液出液口进入到工作液箱中，当电池组中有电解液循环流动时，铝空气电池系统即开始工作。4.根据权利要求3所述的铝空...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯浪，汪云华，孙应销，李富宇，徐俊毅，田大洲，赵天华，胡广来，靳喜，
申请(专利权)人：云南创能斐源金属燃料电池有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53