CN102324595A - 带有热量回收利用功能的锌空动力电池系统 - Google Patents

带有热量回收利用功能的锌空动力电池系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了带有热量回收利用功能的锌空动力电池系统，包括依次相连的风机、进气管道、锌空动力电池组、出气管道，还包括热量回收利用装置，所述热量回收装置中间设置有将其分为上下两部分的隔层；所述出气管道为三通结构，一端直接排空，另一端与所述热量回收装置的下部的进口端相连，所述热量回收装置的下部的出口端直接排空；所述热量回收装置的上部一端与所述风机通过管道相连，另一端与外界空气直接相连通。本发明提供了一种带有热量回收利用功能的锌空动力电池系统，该系统能够将锌空电池工作时产生的热量回收用来加热空气，从而使得锌空电池即便在低温下也能以最佳工况运行。

Description

带有热量回收利用功能的锌空动力电池系统
技术领域
本发明涉及锌空动力电池，特别涉及带有热量回收利用功能的锌空动力电池系统。
背景技术
锌空气电池的发明已经有上百年的历史，它具有能量大、容量大、能量高、工作电压平稳、使用寿命长、性能稳定、无毒无害、安全可靠、没有爆炸隐患、资源丰富、成本低廉等诸多优点，是非常优秀的储能材料。1995年以色列电燃料（Electric Fuel）有限公司首次将锌空气电池用于EV（电动汽车）上，使得锌空气电池进入了实用化阶段。美国Dreisback Electromotive公司以及德国、法国、瑞典、荷兰、芬兰、西班牙和南非等多个国家也都在EV上积极地推广应用锌空气电池。作为面向21世纪的新型能源，锌空气电池具有强大的竞争优势。
为满足电动汽车、电动游览车、电动叉车等对大功率的要求，需要将若干个锌空气单体电池进行串联或并联组合成电池组，当电池组大电流放电时，发热不可避免，因此如何使这部分热量排除电池体外或者有计划地利用，成为电池发展必须解决的问题，否则电池组难以正常运行。现有技术中锌空动力电池组的散热控温通常采用鼓风法使空气对流带走热量，对于热量回收利用方面的研究几近空白。
此外，当锌空气电池组作为电动汽车的动力电源时，不可避免会在较冷的冬季运行；或是当其作为电动叉车的动力电源时，也难以避免会在冷库中使用。尽管锌空气电池能够适应的运行温度较宽，然而研究表明锌空气电池在常温（25℃）下运行其性能最佳，也因此现有的锌空电池产品出厂指定的正常工作温度为25℃的标准。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术对锌空动力电池组热量回收利用方面研究较少以及锌空气电池组在低温下无法以最佳工况运行等不足而提供一种带有热量回收利用功能的锌空动力电池系统，该系统能够将锌空电池工作时产生的热量回收用来加热空气，从而使得锌空电池即便在低温下也能以最佳工况运行。
本发明的带有热量回收利用功能的锌空动力电池系统，包括依次相连的风机、进气管道、锌空动力电池组、出气管道，还包括热量回收利用装置，所述热量回收装置中间设置有将其分为上下两部分的隔层；所述出气管道为三通结构，一端直接排空，另一端与所述热量回收装置的下部的进口端相连，所述热量回收装置的下部的出口端直接排空；所述热量回收装置的上部一端与所述风机通过管道相连，另一端与外界空气直接相连通。
优选的，所述热量回收利用装置由真空热管竖向并联而成。
优选的，所述热量回收装置的上部与外界空气直接相连通的一端设置有过滤器。
优选的，所述带有热量回收利用功能的锌空动力电池系统还包括控制器以及与所述控制器分别相连的温度传感器、第一电磁阀和第二电磁阀，所述温度传感器设置在所述进气管道靠近锌空动力电池组的一端，所述第一电磁阀设置在所述出气管道直接排空的一端，所述第二电磁阀设置在所述出气管道与所述热量回收装置下部的进口端相连的一端。
优选的，所述温度传感器采用PT100温度探头。
优选的，所述第一电磁阀和第二电磁阀采用上海一环公司的ZCZP。
优选的，所述控制器采用LM3S9B96芯片。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、能够将锌空电池工作时产生的热量回收用来加热空气，从而使得锌空电池即便在低温下也能以最佳工况运行。
2、通过温度传感器对进入锌空动力电池组的空气温度进行监控，温度低于设定的下限时利用热量回收装置回收热气来加热空气，温度高于设定的上限时，将热气直接排空，从而避免温度过高对锌空动力电池组产生不良影响，进一步确保了整个系统的稳定性、安全性、可靠性。
附图说明
图1为本发明的锌空动力电池系统的结构示意图；
图2为本发明中热量回收装置的结构示意图。
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，带有热量回收利用功能的锌空动力电池系统，包括依次相连的风机1、进气管道2、锌空动力电池组5、出气管道7，还包括热量回收利用装置10，所述热量回收装置10中间设置有将其分为上下两部分的隔层12；所述出气管道7为三通结构，一端直接排空，另一端与所述热量回收装置10的下部的进口端相连，所述热量回收装置10的下部的出口端直接排空；所述热量回收装置10的上部一端与所述风机1通过管道相连，另一端与外界空气直接相连通。
所述热量回收利用装置如图2所示，由若干根真空热管11竖向并联而成。热管是依靠自身内部工作液体相变来实现传热的传热元件，具有很高的导热性、优良的等温性等优点，从而保障了由其组成的热量回收装置的工作效率。
在本实施例中，所述热量回收装置10的上部与外界空气直接相连通的一端设置有过滤器8，用于过滤除去空气中的灰尘和二氧化碳，避免灰尘堵塞锌空气动力电池中空气电极的孔隙结构引起电池性能的下降以及二氧化碳造成的电解质中氢氧化钾碳酸化。
在本实施例中，所述带有热量回收利用功能的锌空动力电池系统还包括控制器4以及与所述控制器4分别相连的温度传感器3、第一电磁阀6和第二电磁阀9，所述温度传感器3设置在所述进气管道2靠近锌空动力电池组5的一端，所述第一电磁阀6设置在所述出气管道7直接排空的一端，所述第二电磁阀9设置在所述出气管道7与所述热量回收装置10下部的进口端相连的一端。所述温度传感器3采用PT100温度探头。所述第一电磁阀6和第二电磁阀9采用上海一环公司的ZCZP。所述控制器4采用LM3S9B96芯片。
在本发明的带有热量回收利用功能的锌空气动力电池系统工作时，锌空气动力电池组5自身发热，使排出锌空气动力电池的空气温度升高；控制器4通过温度传感器3检测到温度低于25℃时，关闭第一电磁阀6，打开第二电磁阀9，锌空气动力电池组5排放的空气进入热量回收装置10中；热量通过真空热管11传递到进入风机1的空气，这样就实现了使用自身热量来预热进入锌空气动力电池系统的空气，从而使得锌空电池即便在低温下也能以最佳工况运行。当控制器4通过温度传感器3检测到温度高于40℃时，关闭第二电磁阀9，打开第一电磁阀6，空气直接排出不进行热量回收，从而避免温度过高对锌空动力电池组5产生不良影响，进一步确保了整个系统的稳定性、安全性、可靠性。

Claims (7)

1.带有热量回收利用功能的锌空动力电池系统，包括依次相连的风机、进气管道、锌空动力电池组、出气管道，其特征在于：还包括热量回收利用装置，所述热量回收装置中间设置有将其分为上下两部分的隔层；所述出气管道为三通结构，一端直接排空，另一端与所述热量回收装置的下部的进口端相连，所述热量回收装置的下部的出口端直接排空；所述热量回收装置的上部一端与所述风机通过管道相连，另一端与外界空气直接相连通。
2.根据权利要求1所述的带有热量回收利用功能的锌空动力电池系统，其特征在于：所述热量回收利用装置由真空热管竖向并联而成。
3.根据权利要求2所述的带有热量回收利用功能的锌空动力电池系统，其特征在于：所述热量回收装置的上部与外界空气直接相连通的一端设置有过滤器。
4.根据权利要求1、2或3所述的带有热量回收利用功能的锌空动力电池系统，其特征在于：所述带有热量回收利用功能的锌空动力电池系统还包括控制器以及与所述控制器分别相连的温度传感器、第一电磁阀和第二电磁阀，所述温度传感器设置在所述进气管道靠近锌空动力电池组的一端，所述第一电磁阀设置在所述出气管道直接排空的一端，所述第二电磁阀设置在所述出气管道与所述热量回收装置下部的进口端相连的一端。
5.根据权利要求4所述的带有热量回收利用功能的锌空动力电池系统，其特征在于：所述温度传感器采用PT100温度探头。
6.根据权利要求4所述的带有热量回收利用功能的锌空动力电池系统，其特征在于：所述第一电磁阀和第二电磁阀采用上海一环公司的ZCZP。
7.根据权利要求4所述的带有热量回收利用功能的锌空动力电池系统，其特征在于：所述控制器采用LM3S9B96芯片。
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