循环式锌空电池及其控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种循环式锌空电池及其控制系统。该电池系统包括由若干电池单元(11)组成的电池组，给电池组提供锌粒的供料系统、提供氧气的变压吸附制氧系统、提供电解液的电解液容器以及对电解液进行过滤，使之得以循环使用的过滤系统。该控制系统包括供料系统的控制模块(2)、电解液循环使用的控制模块(3)、自动过滤废物控制模块(4)、电解液浓度控制模块(5)和变压吸附制氧的控制模块(6)，各个模块通过CAN总线(7)连接到整个总控平台(1)。本发明专利技术中对变压吸附制氧的控制，电解液浓度控制采用了模糊控制技术，设计了相应的模糊控制算法，达到了实时控制的目的，具应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锌空电池系统领域，尤其涉及一种循环式锌空电池及其控制系统。技术背景电动汽车(Electric Vehicle，简称EV)是至少有一种动力源为车载电源，全部或部分由电机驱动的汽车，包括纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池汽车三种型。面临石油能源紧缺和环境保护的压力，世界发达国家相继投入巨资进行研究开发并制定相关的政策法规来推动电动汽车的发展。目前，无论在国内还是在美、日、欧等发达的国家中，电动汽车都未能大量普及应用，最大的问题出在储能动力电池上。在国外一些发达国家中，电动汽车上使用最多的电池是动力铅酸电池和镍氢电池(Ni-MH电池)，而且主要以Ni-MH电池为主，如日本本田的 “insight”与丰田的“Prius”，还有美国通用汽车公司的“chevnolet Triax”，福特汽车公司的“ftOdigy”等纯电动或混合动力车采用的都是Ni-MH电池，而在国内由于镍氢电池成本高，一般大都使用动力锌空电池，所以国内对于锌空气电池的管理系统的研究还处于起步阶段。燃料电池发电技术，就是一种很有前途的高效能源技术，它能将燃料的化学能直接转变成电能，能量转换效率高达83%，远远高于普通的内燃机和蒸汽机的效率。因此，从本世纪中叶第一台燃料电池诞生以来，这一技术就受到世界各国科学家和工程师的高度重视，希望广泛采用燃料电池发电来代替燃烧发电，以节约十分紧张的能源物资，缓解能源危机的严重压力。锌空气燃料电池是一种高容量、可长时间使用、可机械性补给燃料的电池。它以活性物质锌作为阳极，以空气中的氧作为阴极，以KOH作为电解液。电化学反应中阳极的锌被氧化为可回收再生的氧化锌。无论是从我国自身的能源结构和可持续发展战略，还是从改善自然环境出发都要求中国必须在电动汽车的研究、开发、生产和商品化方面取得突出进展，形成产业发展的制尚点ο
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服现有技术不足而提供一种循环式锌空电池及其控制系统，通过对变压吸附制氧的控制，电解液浓度控制采用了模糊控制技术，设计了相应的模糊控制算法，达到了实时控制的目的。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现，本专利技术涉及一种循环式锌空电池系统，该循环式锌空电池系统包括由若干电池单元11组成的电池组，给电池组提供锌粒的供料系统、提供氧气的变压吸附制氧系统、提供电解液的电解液容器以及对电解液进行过滤，使之得以循环使用的过滤系统。优选的，所述供料系统包括锌粒进料槽17、电机8和供锌管路洲，锌粒进料槽17中的锌粒在电机8的控制下通过供锌管路观分别注入各电池单元11对应的锌极腔室内；所述变压吸附制氧系统包括内设碳分子筛的变压吸附装置9和供氧管路19，空气 18通过变压吸附装置9分离出氧气通过供氧管路19进入各电池单元11对应的氧气腔室内；所述电解液容器包括存储KOH溶液的容器20、存储H2O的容器21、电解液箱16、下管路22以及泵一 12，KOH溶液和H2O按一定比例分别由容器20、21进入电解液箱16进行混合均勻后通过泵一 12抽送到下管路22后进入各电池单元11内。所述过滤系统包括上管路10、泵二四、废料箱13、过滤装置14以及废料槽15，电池单元11中的电解液进入上管路10后在泵二四的作用进入过滤装置14，过滤出的电解液进入电解液箱16再次进入电池单元11进行使用，过滤出的滤渣排至废料箱13，当废料箱 13满时则向废料槽15排出废料。本专利技术还涉及一种用于对前述的循环式锌空电池系统进行控制的系统，其特征在于，所述控制系统包括供料系统的控制模块2、电解液循环使用的控制模块3、自动过滤废物控制模块4、电解液浓度控制模块5和变压吸附制氧的控制模块6，各个模块通过CAN总线7连接到整个总控平台1。优选的，所述的各个控制模块均包含一个带有CAN总线功能的独立运行的单片机。优选的，所述供料系统的控制模块2包括在供料系统的供锌管路观的终端以及电池单元11组装而成的电池组上分别设置的物料传感器。优选的，所述变压吸附制氧的控制模块6包括在变压吸附制氧系统中的空气18、 供氧通道19与变压吸附制氧装置9相通的管道上分别设置的两个电磁阀门，以及在变压吸附制氧装置9内设置的第二压力传感器30。优选的，所述电解液浓度控制模块5包括在电解液容器的电解液箱16上设置的浓度传感器25和液位传感器26。优选的，所述电解液循环的控制模块3包括在过滤系统中的过滤装置14与泵二 29、电解液箱16相连通的管路上分别设置的2个电磁阀门。优选的，所述自动过滤废物控制模块4包括在过滤系统中的过滤装置14的过滤网上设置的第一压力传感器23，以及在废料箱13进口处设置的光电传感器M。本专利技术具有的有益效果为本专利技术通过对变压吸附制氧的控制，以及对电解液浓度控制采用了模糊控制技术，设计了相应的模糊控制算法，达到了实时控制的目的，具应用前景。附图说明图1总控单元结构图；图2系统工作原理图；图3过滤装置的控制原理图；图4电解液容器的控制原理图；图5供料系统的控制原理图6变压吸附制氧的控制原理图；其中，1总控平台，2供料系统的控制模块，3电解液循环的控制模块，4自动过滤废物控制模块，5电解液浓度控制模块，6变压吸附制氧的控制模块，7CAN总线，8电机，9变压吸附装置，10上管路，11电池单元，12泵一，13废料箱，14过滤装置，15废料槽，16电解液箱，17Zn粉，18空气，19供氧通道，20存储KOH溶液的容器，21存储H2O的容器，22下管路， 23第一压力传感器，24光电传感器，25浓度传感器，26液位传感器，27物料传感器，28供锌管道，29泵二，30第二压力传感器。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的实施例作详细说明本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例本专利技术采用的循环式锌空电池系统包括由若干电池单元组成的电池组、给各电池单元提供锌粉的供料系统、提供氧气的变压吸附制氧系统、提供电解液的电解液容器以及对电解液进行过滤，使之得以循环使用的过滤系统。本专利技术的循环式锌空电池系统工作原理图如图2所示供料系统包括锌粒进料槽17、电机8和供锌管路观，锌粒进料槽17中的锌粒在电机8的控制下通过供锌管路28分别注入各电池单元11对应的锌极腔室内。变压吸附制氧系统包括变压吸附装置9和供氧管路19，空气18通过变压吸附装置9 (内设碳分子筛)分离出氧气通过供氧管路19进入各电池单元11对应的氧气腔室内。电解液容器包括存储KOH溶液的容器20、存储H2O的容器21、电解液箱16、下管路22以及泵一 12，K0H溶液和H2O按一定比例分别由容器20、21进入电解液箱16进行混合均勻后通过泵一 12抽送到下管路22后进入各电池单元内；过滤系统包括上管路10、泵二四、废料箱13、过滤装置 14以及废料槽15，电池单元中的电解液进入上管路10后在泵二四的作用进入过滤装置 14，过滤出的电解液进入电解液箱16再次进入电池单元进行使用，过滤出的滤渣排至废料箱13，当废料箱13满时则向废料槽15排出废料。本专利技术的循环式锌空电池的控制系统包括供料系统的控制模块2、电解液循环的控制模块3、自动过滤废物控制模块4、电解液浓度控制模块5和变压吸附制氧的控制模块 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：上海尧豫实业有限公司，
类型：发明
国别省市：