CN102306857A

CN102306857A - 锌空气动力电池组供气系统

Info

Publication number: CN102306857A
Application number: CN201110254597A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: SHANGHAI YAOYU INDUSTRIAL Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI YAOYU INDUSTRIAL Co Ltd
Priority date: 2011-08-31
Filing date: 2011-08-31
Publication date: 2012-01-04
Anticipated expiration: 2031-08-31
Also published as: CN102306857B

Abstract

本发明公开了锌空气动力电池组供气系统，包括依次相连的风机、进气管道、锌空动力电池组、出气管道，控制器以及与之分别相连的加热器、第一温度传感器、第一电磁阀、第二温度传感器、第二电磁阀和控制器，加热器设置在进气管道上近风机的端部，第一电磁阀设置在进气管道上近锌空动力电池组的端部，第一温度传感器设置在风机与第一电磁阀之间的进气管道上，第二电磁阀设置在出气管道上近锌空动力电池组的端部，第二温度传感器设置在锌空动力电池组与第二电磁阀之间的出气管道上。本发明的系统，能够在锌空气电池非工作状态下阻隔空气进入以防止自放电，能够在低温下启动使得电池性能正常发挥，还能够自身供电启动控制器以控制供气的及时、准确。

Description

锌空气动力电池组供气系统

技术领域

本发明涉及锌空气动力电池，特别涉及锌空气动力电池组供气系统。

背景技术

锌空气电池化学反应与普通碱性电池类似，其基本工作原理为电池负极上的锌与电解液中的OH^-发生电化学反应（负极反应），释放出电子；同时GDE（气体扩散电极或空气正极）反应层中的催化剂与电解液以及经由扩散作用进入电池中的空气中的氧气相接触，吸收电子，发生电化学反应（正极反应）。由于锌空气电池的充电过程进行得十分缓慢，锌空气电池负极的锌板或锌粒，经放电过程被氧化成氧化锌而失效后，一般采用直接更换锌板或锌粒和电解质的办法，使锌空气电池完全更新。基于此，锌空气电池的充电模式打破了普通蓄电池的常规充电模式，通常采用机械式更换电池的锌板或锌粒的“充电”模式，整体更换锌空电池的活性物质，将整个锌空气电池进行更换，电池不再需要花很长的时间来充电，更换一块电池块只需要几分钟，换下来的锌板或锌粒还可回收循环使用；同时还由于锌空气电池的比能量大、性能稳定、安全性好等优势，尤其适合做为电动汽车等的动力电源，具有广阔的应用前景。

做为电动汽车等的动力电源在实际使用时，在很多环境下（如冬天）都会面临低温下启动的问题，现有锌空气电池针对低温下维持锌空电池的正常启动性能的研究几乎是没有的。此外，由于锌空气电池的电化学反应过程中，要与空气中氧气发生作用，只有阻隔空气进入锌空气电池才能使锌空气电池的电化学反应无法进行，从而使得锌能长时间保持其活性，因此做为电动汽车等的动力电源在实际使用时，还需要在锌空气电池非工作状态下阻隔空气进入以防止锌空气电池的自放电。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可靠、稳定的锌空气动力电池组供气系统，该系统能够在锌空气电池非工作状态下阻隔空气进入以防止锌空气电池的自放电，能够在低温下启动使得锌空气电池性能正常发挥，还能够自身供电启动控制器以控制供气的及时性和准确性。

本发明的锌空气动力电池组供气系统，包括依次相连的风机、进气管道、锌空动力电池组和出气管道，还包括加热器、第一温度传感器、第一常闭电磁阀、第二温度传感器、第二常闭电磁阀和控制器，所述加热器设置在所述进气管道上靠近所述风机的端部，所述第一常闭电磁阀设置在所述进气管道上靠近所述锌空动力电池组的端部，所述第一温度传感器设置在所述风机与第一常闭电磁阀之间的所述进气管道上，所述第二常闭电磁阀设置在所述出气管道上靠近所述锌空动力电池组的端部，所述第二温度传感器设置在所述锌空动力电池组与第二常闭电磁阀之间的所述出气管道上，所述控制器分别与所述风机、加热器、第一温度传感器、第一常闭电磁阀、第二温度传感器、第二常闭电磁阀相连。

优选的，所述控制器包括主处理器和与所述主处理器分别相连的电源模块、风机控制模块、加热模块、温度检测模块和电磁阀驱动模块，所述风机控制模块与所述风机相连，所述加热模块与所述加热器相连，所述温度检测模块与所述第一温度传感器、第二温度传感器相连，所述电磁阀驱动模块与所述第一常闭电磁阀、第二常闭电磁阀相连。

优选的，所述电源模块设置有第一电源接口和第二电源接口，所述第一电源接口与所述锌空气动力电池组连接，所述第二电源接口为预留接口，可连接220V交流电源。

优选的，所述控制器还包括LED指示灯，当所述电源模块采用第一电源接口电源启动正常时，所述LED指示灯常亮，当所述电源模块采用第一电源接口电源启动不正常时，所述LED指示灯闪烁。

优选的，所述第一温度传感器和第二温度传感器采用的是DS18B20温度探头。

优选的，所述主处理器采用ARM Cortex-M3系列的芯片。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、带有空气预热功能，能确保在低温下启动锌空气动力电池并维持锌空气电池性能的正常发挥。

2、设置常闭电磁阀，确保在锌空气电池非工作状态下阻隔空气进入以防止锌空气电池的自放电。

3、控制器的电源模块带有两个接口，优先选择锌空气动力电池组自身供电，当锌空气电池因温度太低而不能启用控制器时采用220V外接电源，确保了供气系统的正常启用。

附图说明

图1为本发明系统的结构示意图；

图2为本发明温度检测模块的电路原理图；

其中：1、风机，2、进气管道，3、锌空动力电池组，4、出气管道，5、加热器，6、第一温度传感器，7、第一常闭电磁阀，8、第二温度传感器，9、第二常闭电磁阀，10、控制器。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围。

实施例1

如图1所示，锌空气动力电池组供气系统，包括依次相连的风机1、进气管道2、锌空动力电池组3和出气管道4，还包括加热器5、第一温度传感器6、第一常闭电磁阀7、第二温度传感器8、第二常闭电磁阀9和控制器10，所述加热器5设置在所述进气管道2上靠近所述风机1的端部，所述第一常闭电磁阀7设置在所述进气管道2上靠近所述锌空动力电池组3的端部，所述第一温度传感器6设置在所述风机1与第一常闭电磁阀7之间的所述进气管道2上，所述第二常闭电磁阀9设置在所述出气管道4上靠近所述锌空动力电池组3的端部，所述第二温度传感器8设置在所述锌空动力电池组3与第二常闭电磁阀9之间的所述出气管道4上，所述控制器10分别与所述风机1、加热器5、第一温度传感器6、第一常闭电磁阀7、第二温度传感器8、第二常闭电磁阀9相连。

所述控制器10包括主处理器和与所述主处理器分别相连的电源模块、风机控制模块、加热模块、温度检测模块和电磁阀驱动模块，所述风机控制模块与所述风机1相连，所述加热模块与所述加热器5相连，所述温度检测模块与所述第一温度传感器6、第二温度传感器8相连，所述电磁阀驱动模块与所述第一常闭电磁阀7、第二常闭电磁阀9相连。

在本实施例中，设定的锌空动力电池组3最佳工作温度范围为15℃～40℃（这个温度范围可由用户通过编程自行设定）。当锌空动力电池组3未工作时，系统设置的第一、第二常闭电磁阀7、9能够确保在锌空气电池非工作状态下阻隔空气进入以防止锌空气电池的自放电；当锌空动力电池组3工作时，控制器10打开第一、第二常闭电磁阀7、9，启动风机1供气。如果控制器10通过第二温度传感器8检测到温度低于15℃时，控制器10打开加热器5对空气进行加热，确保能够在低温下启动锌空气动力电池组3并维持锌空气电池性能的正常发挥；当控制器10通过第二温度传感器8检测到温度高于40℃时，停止加热。此外，在控制器10打开加热器5对空气进行加热时，当控制器10通过第一温度传感器6检测到温度高于45℃时，控制器10强制停止加热，避免损坏锌空气动力电池组3，当温度降低至40℃时，控制器10恢复加热。

在本实施例中，所述电源模块设置有第一电源接口和第二电源接口，所述第一电源接口与所述锌空气动力电池组连接，所述第二电源接口为预留接口，可连接220V交流电源。所述控制器还包括LED指示灯，当所述电源模块采用第一电源接口，且锌空动力电池组输出的能量足以正常启动控制器时，所述LED指示灯常亮；当所述电源模块采用第一电源接口，而锌空动力电池组因温度过低无法正常输出能量以正常启动控制器时，所述LED指示灯闪烁。当LED灯闪烁时，所述控制器控制电源模块自动切换连接第二电源接口，等待用户连接220V交流电源；当用户连接上220V交流电源后，控制器正常启动，所述锌空动力电池组供气系统开始工作，空气经加热器预热后输入锌空动力电池组，锌空动力电池组温度上升，性能恢复正常后，控制器控制电源模块自动切换至第一电源接口，用锌空动力电池组提供电能，LED灯停止闪烁。

在本实施例中，所述第一温度传感器和第二温度传感器采用的是DS18B20温度探头。所述温度检测模块的电路原理图如图2所示，温度传感器DS18B201和DS18B202分别将被测电极温度转化成带符号的数字信号（以十六位补码形式，占两个字节），输出脚I/O直接与主处理器芯片的I/O相连，R1为上拉电阻，传感器采用外部电源供电。所述主处理器为ARM Cortex-M3系列的芯片。在本实施例中，具体采用LPC1759。

Claims

1.锌空气动力电池组供气系统，包括依次相连的风机、进气管道、锌空动力电池组和出气管道，其特征在于：还包括加热器、第一温度传感器、第一常闭电磁阀、第二温度传感器、第二常闭电磁阀和控制器，所述加热器设置在所述进气管道上靠近所述风机的端部，所述第一常闭电磁阀设置在所述进气管道上靠近所述锌空动力电池组的端部，所述第一温度传感器设置在所述风机与第一常闭电磁阀之间的所述进气管道上，所述第二常闭电磁阀设置在所述出气管道上靠近所述锌空动力电池组的端部，所述第二温度传感器设置在所述锌空动力电池组与第二常闭电磁阀之间的所述出气管道上，所述控制器分别与所述风机、加热器、第一温度传感器、第一常闭电磁阀、第二温度传感器、第二常闭电磁阀相连。

2.根据权利要求1所述的锌空气动力电池组供气系统，其特征在于：所述控制器包括主处理器和与所述主处理器分别相连的电源模块、风机控制模块、加热模块、温度检测模块和电磁阀驱动模块，所述风机控制模块与所述风机相连，所述加热模块与所述加热器相连，所述温度检测模块与所述第一温度传感器、第二温度传感器相连，所述电磁阀驱动模块与所述第一常闭电磁阀、第二常闭电磁阀相连。

3.根据权利要求2所述的锌空气动力电池组供气系统，其特征在于：所述电源模块设置有第一电源接口和第二电源接口，所述第一电源接口与所述锌空气动力电池组连接，所述第二电源接口为预留接口，可连接220V交流电源。

4.根据权利要求3所述的锌空气动力电池组供气系统，其特征在于：所述控制器还包括LED指示灯，当所述电源模块采用第一电源接口电源启动正常时，所述LED指示灯常亮，当所述电源模块采用第一电源接口电源启动不正常时，所述LED指示灯闪烁。

5.根据权利要求2、3或4所述的锌空气动力电池组供气系统，其特征在于：所述第一温度传感器和第二温度传感器采用的是DS18B20温度探头。

6.根据权利要求2、3或4所述的锌空气动力电池组供气系统，其特征在于：所述主处理器采用ARM Cortex-M3系列的芯片。