CN104716700A - 一种金属空气电池电压控制装置及控制电压的方法 - Google Patents
一种金属空气电池电压控制装置及控制电压的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104716700A CN104716700A CN201310696078.7A CN201310696078A CN104716700A CN 104716700 A CN104716700 A CN 104716700A CN 201310696078 A CN201310696078 A CN 201310696078A CN 104716700 A CN104716700 A CN 104716700A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- metal
- output
- air cell
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Hybrid Cells (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明涉及一种金属空气电池电压控制装置。所述电压控制电路包括电压检测电路，电压控制电路，输出控制开关，理想二极管电路和具有关断功能的DC/DC模块。本发明还涉及一种利用上述电压控制装置控制电压的方法，通过检测金属空气电池的电压，控制输出控制开关和DC/DC模块的工作状态。当电池电压在负载额定工作电压范围之内时，电池经过输出控制开关输出电能；当电池电压在负载额定工作电压范围之外时，电池经过DC/DC模块稳压后输出电能。此方法既可以保证电池系统的输出电压满足负载要求，又可以尽可能的减少由稳压器件引起电能损耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于金属空气燃料电池的电压控制方法，通过检测金属空气电池的电压，控制输出控制开关和DC/DC模块的工作状态。当电池电压在负载额定工作电压范围之内时，电池经过输出控制开关输出电能；当电池电压在负载额定工作电压范围之外时，电池经过DC/DC模块稳压后输出电能。此方法既可以保证电池系统的输出电压满足负载要求，又可以尽可能的减少由稳压器件引起电能损耗。
背景技术
金属空气电池以空气中的氧作为正极活性物质，金属锌、镁、铝等作为负极活性物质，空气中的氧气可源源不断地通过气体扩散电极到达电化学反应界面与金属锌、镁、铝等反应而放出电能。金属空气电池的开路电压与工作电压存在一定的差异，比如单节锌空电池的开路电压约为1.4V，单节镁空电池的开路电压约为1.6V，而二者工作电压约为1V。这使得金属空气电池系统的输出电压很难稳定在很窄的范围内，很难满足负载的需求。通常是采用开关型稳压器件，也就是DC/DC模块来稳定金属空气电池的输出电压。但是受到DC/DC模块效率的限制会损失一部分电能，就会多消耗一些金属燃料。
发明内容
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：
一种金属空气电池电压控制装置，主要由电压检测电路、电压控制电路、输出控制开关、理想二极管电路和具有关断功能的DC/DC模块构成；
金属空气电池的正极输出端经过电压检测电路后分为两路：其中一路经过输出控制开关后与理想二极管电路的一个输入端电连接，另一路经过DC/DC模块后与理想二极管电路的另一输入端电连接；
理想二极管电路的输出端与负载电连接；
所述电压控制电路与电压检测电路、输出控制开关、DC/DC模块信号连接；
金属空气电池的负极输出端经过DC/DC模块后与负载的负极电连接；
上述金属空气电池电压控制装置中，电压检测电路检测金属空气电池输出电压，电压控制电路根据金属空气电池的电压输出不同的控制信号，控制输出控制开关及DC/DC模块的工作状态。
所述理想二极管电路由两个理想二极管控制器和两个MOSFET组成，两个MOSFET的输入端分别连接输出控制开关的输出端和DC/DC模块的输出端，两个MOSFET的输出端连接在一起，与负载的正极电连接。
所述电压检测电路采用电压传感器或分压电路。
所述电压控制电路采用具有AD转换功能的单片机或者电压比较器。
所述输出控制开关采用功率型MOSFET或固态继电器、或电磁继电器。
所述金属空气电池电压控制装置控制电压的方法，通过检测金属空气电池的电压，控制输出控制开关和DC/DC模块的工作状态，当电池电压在负载额定工作电压范围之内时，电池经过输出控制开关输出电能；当电池电压在负载额定工作电压范围之外时，电池经过DC/DC模块稳压后输出电能。
与现有技术相比，本发明所述金属空气电池输出电压可长时间稳定在一定范围内，且可在保证电池系统的输出电压满足负载要求的同时尽可能的减少由稳压器件引起电能损耗。
附图说明
图1为本发明提供的一种金属空气电池电压控制装置的结构示意图。
图中101是金属空气电池；102是电流检测电路；103是电量计量显示电路；104是电压检测电路；105是电压控制电路；106是输出控制开关；107是具有关断功能的DC/DC模块；108是理想二极管电路；109是风扇。
图2为本发明提供的一种用于金属空气燃料电池的电压控制方法程序流程图。
图3为实施例1中电池电压Vs和电池输出电压Vo随时间变化情况的情况。
具体实施方式
实施例1
一种金属空气电池的电压装置，其示意图如图1所示。图中，101是金属空气电池；102是电压检测电路；103是电压控制电路；104是输出控制开关；105是具有关断功能的DC/DC模块；106是理想二极管电路。实施例中，101金属空气电池为额定输出功率为360W，最高电压为36V的镁空气电池；102电压检测电路采用300K和20K两个电阻构成分压电路，其中20K的电阻为取样电阻；103电压控制电路采用ATmega8单片机，采集电压检测电路的信号，控制104和105的工作状态；104输出控制开关采用功率型MOSFET；105DC/DC模块的功率为500W，输入电压为18～36V，输出电压为24V；106理想二极管电路由两个理想二极管控制器以及两个MOSFET构成，理想二极管控制器为LTC4357，MOSFET为FDB3632。
金属空气电池电压控制方法程序流程，如图2所示。即图1所示电压控制装置实时检测金属空气燃料电池电压，当电池电压＞Vs1时，106断开，107关断，不输出电能。当Vs2＜电池电压≤Vs1时，106断开，107启动，此时电池经过107输出电能，107可以稳定电池的输出电压。当Vs3＜电池电压≤Vs2时，106闭合，107启动。当Vs4＜电池电压≤Vs3时，106闭合，107关断，此时电池经过输出控制开关直接输出电能。当Vs5＜电池电压≤Vs4时，106闭合，107启动。当Vs6＜电池电压≤Vs5时，106断开，107启动，此时电池再次经过107输出电能，107稳定电池的电压。当电池电压＜Vs6时，106断开，107关断，不输出电能。各电压设定值的关系为Vs1＞Vs2＞Vs3＞Vs4＞Vs5＞Vs6。
在本实施例中，电池实际工作过程中，Vs1=36V，Vs2=26V，Vs3=25V，Vs4=24V，Vs5=22V，Vs6=18V。图3为电池电压Vs和电池系统输出电压Vo随时间变化情况。当26V＜电池电压≤36V时，106断开，107启动。当25V＜电池电压≤26V时，106闭合，107启动。当24V＜电池电压≤25V时，106闭合，107关断。当22V＜电池电压≤24V时，106闭合，107启动。当18V＜电池电压≤22V时，106断开，107启动。当电池电压＜18V时，106断开，107关断。从图中可以看出，当电池电压Vs在23V～35V之间变化时，系统输出电压Vo被有效控制在22.5V～25V之间。
Claims (6)
1.一种金属空气电池电压控制装置，主要由电压检测电路、电压控制电路、输出控制开关、理想二极管电路和具有关断功能的DC/DC模块构成；其特征在于：
金属空气电池的正极输出端经过电压检测电路后分为两路：其中一路经过输出控制开关后与理想二极管电路的一个输入端电连接，另一路经过DC/DC模块后与理想二极管电路的另一输入端电连接；
理想二极管电路的输出端与负载电连接；
所述电压控制电路与电压检测电路、输出控制开关、DC/DC模块信号连接；
金属空气电池的负极输出端经过DC/DC模块后与负载的负极电连接；
上述金属空气电池电压控制装置中，电压检测电路检测金属空气电池输出电压，电压控制电路根据金属空气电池的电压输出不同的控制信号，控制输出控制开关及DC/DC模块的工作状态。
2.如权利要求1所述金属空气电池电压控制装置，其特征在于：
所述理想二极管电路由两个理想二极管控制器和两个MOSFET组成，两个MOSFET的输入端分别连接输出控制开关的输出端和DC/DC模块的输出端，两个MOSFET的输出端连接在一起，与负载的正极电连接。
3.如权利要求1所述金属空气电池电压控制装置，其特征在于：
所述电压检测电路采用电压传感器或分压电路。
4.如权利要求1所述金属空气电池电压控制装置，其特征在于：
所述电压控制电路采用具有AD转换功能的单片机或者电压比较器。
5.如权利要求1所述金属空气电池电压控制装置，其特征在于：
所述输出控制开关采用功率型MOSFET或固态继电器、或电磁继电器。
6.一种利用权利要求1所述金属空气电池电压控制装置控制电压的方法，其特征在于：
通过检测金属空气电池的电压，控制输出控制开关和DC/DC模块的工作状态，当电池电压在负载额定工作电压范围之内时，电池经过输出控制开关输出电能；当电池电压在负载额定工作电压范围之外时，电池经过DC/DC模块稳压后输出电能。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310696078.7A CN104716700B (zh) | 2013-12-15 | 2013-12-15 | 一种金属空气电池电压控制装置及控制电压的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310696078.7A CN104716700B (zh) | 2013-12-15 | 2013-12-15 | 一种金属空气电池电压控制装置及控制电压的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104716700A true CN104716700A (zh) | 2015-06-17 |
| CN104716700B CN104716700B (zh) | 2017-07-07 |
Family
ID=53415772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310696078.7A Active CN104716700B (zh) | 2013-12-15 | 2013-12-15 | 一种金属空气电池电压控制装置及控制电压的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104716700B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2590241Y (zh) * | 2002-12-03 | 2003-12-03 | 大众电脑股份有限公司 | 提供长效电池的供电装置及内建式不断电源系统 |
| CN1591948A (zh) * | 2003-08-29 | 2005-03-09 | 株式会社东芝 | 电池单元和电力供应控制方法 |
| US20120035874A1 (en) * | 2010-08-06 | 2012-02-09 | Han-Seok Yun | Battery pack and method of controlling the same |
| CN202712965U (zh) * | 2011-12-23 | 2013-01-30 | 崧顺电子（深圳）有限公司 | 一种交流电源和电池自动转换智能化节能系统 |
| CN102918745A (zh) * | 2010-05-27 | 2013-02-06 | 三洋电机株式会社 | 太阳能电池系统 |
-
2013
- 2013-12-15 CN CN201310696078.7A patent/CN104716700B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2590241Y (zh) * | 2002-12-03 | 2003-12-03 | 大众电脑股份有限公司 | 提供长效电池的供电装置及内建式不断电源系统 |
| CN1591948A (zh) * | 2003-08-29 | 2005-03-09 | 株式会社东芝 | 电池单元和电力供应控制方法 |
| CN102918745A (zh) * | 2010-05-27 | 2013-02-06 | 三洋电机株式会社 | 太阳能电池系统 |
| US20120035874A1 (en) * | 2010-08-06 | 2012-02-09 | Han-Seok Yun | Battery pack and method of controlling the same |
| CN202712965U (zh) * | 2011-12-23 | 2013-01-30 | 崧顺电子（深圳）有限公司 | 一种交流电源和电池自动转换智能化节能系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104716700B (zh) | 2017-07-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104836319B (zh) | 一种一体化燃料电池供电系统 | |
| CN207320236U (zh) | 一种液流电池在线监控管理系统 | |
| CN103248115B (zh) | 一种变电站巡检机器人电源系统及其充电方法 | |
| CN105280990A (zh) | 千瓦级燃料电池/锂离子电池混合动力装置及其能量管理方法 | |
| CN203104080U (zh) | 一种户外太阳能充电的大功率供电电池组切换装置 | |
| CN103337841B (zh) | 基于双向buck变换器的双向限流器及双向限流方法 | |
| CN203014427U (zh) | 一种可串并联切换的电池组连接控制装置 | |
| CN204316138U (zh) | 一种太阳能充电与反充电保护系统 | |
| CN105305809A (zh) | Dc-dc变换器及其输出补偿方法、具有其的电动汽车 | |
| CN104716700A (zh) | 一种金属空气电池电压控制装置及控制电压的方法 | |
| CN200966004Y (zh) | 电池充电装置 | |
| CN108282002A (zh) | 一种智能型三段式充电电路 | |
| CN108736559A (zh) | 一种基于忆阻器的太阳能蓄电池充放电控制器 | |
| CN206894318U (zh) | 一种基于忆阻器的太阳能蓄电池充放电控制器 | |
| CN202178599U (zh) | 一种双电源装置 | |
| CN201345065Y (zh) | 一种节电装置 | |
| CN101291074A (zh) | 整合充电电池的燃料电池供电系统 | |
| CN205681144U (zh) | 电力控制及监测装置的模块化组合供电设备 | |
| CN201138758Y (zh) | 可再生能源与市电的智能控制系统 | |
| CN202978322U (zh) | 一种铅酸动力电池组用充电控制电路 | |
| CN110400988A (zh) | 实现串联化成的电路 | |
| CN203774401U (zh) | 一种燃料电池发动机停机降压控制装置 | |
| CN204145848U (zh) | 集成式太阳能照明系统 | |
| CN103595111A (zh) | 脉冲宽度调制信号控制蓄电池充电系统 | |
| CN209675987U (zh) | 一种具有功率分配功能的电源舱 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |