CN106549198A - 一种供电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种供电系统，包括电池堆，所述电池堆包括至少一个金属空气电池单体，且所述电池堆具有电解液进口和排液口，所述金属空气电池单体包括电解液容器，所述电池堆的电解液进口与所述电解液容器内部连通；电解液箱，所述电解液箱的出液口与所述电池堆的电解液进口通过管路连通，且所述电池堆和电解液箱之间的管路上设有第一阀门。当需要供电时，通过电解液箱给电池堆注入电解液，进而保证每个金属空气电池单体正常供电。当断电时，可以将电池堆内部的液体经过排液口排出。由上可知，该供电系统可以重复利用，寿命较长，且较环保，不存在安全隐患。

Description

一种供电系统
技术领域
本发明涉及供电装置技术领域，更具体地说，涉及一种供电系统。
背景技术
目前，我国的通讯基站备用电源主要使用铅酸电池或者燃料电池。其中，铅酸电池的寿命一般只有2-3年，一个小型通讯基站就需要1.5吨的铅酸电池，极易造成铅污染，且不可重复利用。燃料电池的原料是氢气，容易爆炸和泄露，不容易运输存在安全隐患，同时燃料电池系统启动时间长，不能满足短时间停电需求。
综上所述，如何提供一种安全环保，可重复利用，且寿命长的供电系统向通讯基站供电，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种供电系统，该供电系统安全环保，可重复利用，且寿命长。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种供电系统，包括：
电池堆，所述电池堆包括至少一个金属空气电池单体，且所述电池堆具有电解液进口和排液口，所述金属空气电池单体包括电解液容器，所述电池堆的电解液进口与所述电解液容器内部连通；
电解液箱，所述电解液箱的出液口与所述电池堆的电解液进口通过管路连通，且所述电池堆和电解液箱之间的管路上设有第一阀门。
优选地，上述供电系统中，所述金属空气电池单体的所述电解液容器的顶部设置有溢口，该供电系统还包括电解液回收箱，所述溢口与所述电解液回收箱的进口连通，且所述电解液回收箱的出液口与所述电解液箱的进液口连通。
优选地，上述供电系统中，所述电解液回收箱内部设置有过滤器和搅拌器。
优选地，上述供电系统中，所述电解液回收箱的出液口与所述电解液箱的进液口之间的管路上设置有泵体，且该供电系统给所述泵体供电。
优选地，上述供电系统中，还包括与所述电解液回收箱内部连通的排气管，且所述排气管上设置有第二阀门。
优选地，上述供电系统中，还包括电解液配液箱和储水箱，所述储水箱的出液口与所述电解液配液箱的进液口连通，且所述电解液配液箱的出液口与所述电解液箱或者电解液回收箱内部连通。
优选地，上述供电系统中，还包括酸液箱和废液回收箱，所述酸液箱和储水箱的出液口均通过管路与所述电池堆的电解液进口连通，所述电池堆的排液口与所述废液回收箱的进液口之间通过管路连通，所述酸液箱和储水箱的出液口处均连接有流量控制器，所述电池堆的排液口与所述废液回收箱的进液口之间的管路上设置有PH计和第三阀门。
优选地，上述供电系统中，所述电池堆和电解液箱之间的管路包括两个并联的进液段和与两个所述进液段均连接的导液段，且两个进液段分别为第一段和第二段，其中第一段的进口端与所述电解液箱的底部连接，第二段的进口端与所述电解液箱的连接位置高于所述电解液箱的底部，所述第一阀门位于所述第一段上。
优选地，上述供电系统中，还包括用于对该供电系统降温的风扇，该供电系统给所述风扇供电。
优选地，上述供电系统中，还包括控制单元，且其能够控制所述第一阀门的开闭。
本发明提供的供电系统用于给通讯基站供电，该供电系统包括电池堆和电解液箱。其中，电池堆包括至少一个金属空气电池单体，并且电池堆具有电解液进口和排液口。金属空气电池单体包括电解液容器，电池堆的电解液进口与电解液容器内部连通。即金属空气电池单体具有用于盛装电解液的电解液容器，电解液经电解液进口进入电池堆后，能够进而流进到各个金属空气电池单体的电解液容器内。电解液箱的出液口与电池堆的电解液进口通过管路连通，且电池堆和电解液箱之间的管路上设有第一阀门。当电池堆需要供电时，开启第一阀门，电解液箱内的电解液经电池堆和电解液箱之间的管路流入电池堆内，进而流进各个金属空气电池单体的电解液容器内，进行化学反应供电。另外，电池堆还具有排液口，当断电时可以将电池堆内部的液体经过排液口排出。
应用本发明提供的供电系统给通讯基站供电时，当需要供电时，通过电解液箱给电池堆注入电解液，进而保证每个金属空气电池单体正常供电。当断电时，可以将电池堆内部的液体经过排液口排出。由上可知，该供电系统可以重复利用，寿命较长，且较环保，不存在安全隐患。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的供电系统的结构示意图；
图2为图1中A区域的局部放大图；
图3本发明实施例提供的供电系统的布局图。
在图1-3中：
1-储水箱、2-酸液箱、3-控制单元、4-电池堆、5-电解液箱、6-风扇、7-PH计、8-废液回收箱、9-泵体、10-电解液回收箱、11-排气管、12-电解液配液箱、13-流量控制器、14-第二阀门、15-第一阀门、a-第一段、b-第二段、c-导液段。
具体实施方式
本发明的目的在于提供一种供电系统，该供电系统安全环保，可重复利用，且寿命长。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图3，本发明实施例提供的供电系统用于给通讯基站供电，该供电系统包括电池堆4和电解液箱5。其中，电池堆4包括至少一个金属空气电池单体，并且电池堆4具有电解液进口和排液口。金属空气电池单体包括电解液容器，电池堆4的电解液进口与电解液容器内部连通。即金属空气电池单体具有用于盛装电解液的电解液容器，电解液经电解液进口进入电池堆4后，能够进而流进到各个金属空气电池单体的电解液容器内。电解液箱5的出液口与电池堆4的电解液进口通过管路连通，且电池堆4和电解液箱5之间的管路上设有第一阀门15。当电池堆4需要供电时，开启第一阀门15，电解液箱5内的电解液经电池堆4和电解液箱5之间的管路流入电池堆4内，进而流进各个金属空气电池单体的电解液容器内，进行化学反应供电。另外，电池堆4还具有排液口，当断电时可以将电池堆4内部的液体经过排液口排出。
应用本发明实施例提供的供电系统给通讯基站供电时，当需要供电时，通过电解液箱5给电池堆4注入电解液，进而保证每个金属空气电池单体正常供电。当断电时，可以将电池堆4内部的液体经过排液口排出。由上可知，该供电系统可以重复利用，寿命较长，且较环保，不存在安全隐患。
其中，电解液箱5位置可以高于电池堆4的位置，如此电解液箱5内的电解液可以靠重力流至电池堆4内部。当然，电池堆4和电解液箱5之间的管路上也可以设置泵，在此不作限定。
为了便于排出多余的电解液，其中金属空气电池单体的电解液容器的顶部设置有溢口，该供电系统还包括电解液回收箱10，溢口与电解液回收箱10的进口连通，且电解液回收箱10的出液口与电解液箱5的进液口连通。如此设置，多余的电解液会从电解液容器的顶部溢口溢出，溢出的电解液经电池堆4的排液口排出后进入电解液回收箱10。电解液回收箱10内的电解液可以经电解液回收箱10的出液口与电解液箱5的进液口之间的管路回流至电解液箱5内。其中，溢口与电池堆4的排液口连通。电池堆4的排液口与电解液回收箱10的进液口之间的管路上应该设置有阀门。在停止供电系统供电时，电池堆4内部电解液全部流入到电解液回收箱10，使其电池堆4停止工作。
电解液箱5的容量可以与电池堆4需求电解液容量一致，在此不作限定。
电解液回收箱10的位置可以低于电池堆4的位置，如此电池堆4中的液体可以靠重力流至电解液回收箱10，当然也可以在电解液回收箱10和电池堆4之间的管路上设置泵，在不作限定。
进一步地，电解液回收箱10内部设置有过滤器和搅拌器，如此可以保证电解液回收箱10内的电解液无杂质，且可以将反应产生沉淀物进行过滤。搅拌器可以使得电解液更加均匀。
为了便于电解液回流至电解液箱5，其中电解液回收箱10的出液口与电解液箱5的进液口之间的管路上设置有泵体9，且该供电系统给泵体9供电。如此可以通过泵体9将电解液抽回电解液箱5内。
为了便于排气，该供电系统还可以包括与电解液回收箱10内部连通的排气管11。金属空气电池单体进行化学反应时产生的气体可以经溢口和电池堆4的排液口排至电解液回收箱10内部，进而经排气管11排出。另外，排气管11上设置有第二阀门14，如此当该供电系统不供电时可以关闭第二阀门14，以保证该供电系统的密封性。具体地，第二阀门14可以为电磁阀。
为了能够及时向电解液箱5内补充电解液，优选实施例中，该供电系统还可以包括电解液配液箱12和储水箱1，储水箱1的出液口与电解液配液箱12的进液口连通，电解液配液箱12的出液口与电解液箱5或者电解液回收箱10内部连通。如此可以在电解液配液箱12中储存有电解质，储水箱1中的水进入电解液配液箱12中后，电解质溶解形成电解液，进而电解液经电解液配液箱12的出液口进入电解液箱5，或者电解液经电解液配液箱12的出液口进入电解液回收箱10，再经电解液回收箱10和电解液箱5之间的管路进入电解液箱5。储水箱1的出液口与电解液配液箱12的进液口之间的管路上可以设置有阀门。电解液配液箱12的位置可以高于电池堆4设置，以便液体靠重力流出。
为了便于清洗该供电系统，该供电系统还可以包括废液回收箱8，电池堆4的排液口与废液回收箱8的进液口之间通过管路连通，储水箱1的出液口通过管路与电池堆4的电解液进口连通，如此当断电需要清洗时，储水箱1中的水可以经电池堆4的电解液进口进入电池堆4内部，对每个金属空气电池单体的电解液容器进行冲洗，清洗后的水经电池堆4的排液口进入废液回收箱8。储水箱1和电池堆4之间的管路上也设置有阀门。
为了提高清洗效果，该供电系统还可以包括酸液箱2，并且酸液箱2的出液口通过管路与电池堆4的电解液进口连通，如此酸液箱2中的酸性溶液可以经电池堆4的电解液进口进入电池堆4内部，中和清洗阳极和阴极面上的溶液，使整个系统停止工作时保持中性和清洁。并且酸液箱2与电池堆4之间的管路上也设置有阀门。酸液箱2和储水箱1的位置可以高于电池堆4设置，以便液体靠重力流出。
进一步地，电池堆4的排液口与废液回收箱8的进液口之间的管路上设置有PH计7和第三阀门。酸液箱2和储水箱1的出液口处均连接有流量控制器13。如此可以通过电池堆4的排液口排出的液体的PH值，进而调整储水箱1和酸液箱2的流量，进而控制流入电池堆4内部的清洗液的PH值。
电解液回收箱10的出液口还可以通过管路与废液回收箱8的进液口连通，如此电解液回收箱10内的部分溶液可以排至废液回收箱8中，另一部分回流至电解液箱5。电解液回收箱10的出液口与废液回收箱8的进液口之间的管路上应该设置有阀门。
为了降低成本，储水箱1可以为雨水收集箱，即储水箱1能够收集雨水，并且储水箱1内部可以设置过滤器。
优选地，电池堆4和电解液箱5之间的管路可以包括两个并联的进液段和与两个进液段均连接的导液段c，且两个进液段分别为第一段a和第二段b，即第一段a和第二段b并联后再与导液段c串联。其中第一段a的进口端与电解液箱5的底部连接，第二段b的进口端与电解液箱5的连接位置高于电解液箱5的底部，第一阀门15位于第一段a上。即第二段b的进口端高于第一段a的进口端。启动该供电系统时，可以开启第一阀门15，电解液箱5中的电解液经第一段a和导液段c流至电池堆4，首先给自身系统的泵体9、供气风机等部件供电，启动后该供电系统给通讯基站正常供电，然后关闭第一阀门15，电解液箱5中的电解液经第二段b和导液段c流至电池堆4。如此设置，由于第二段b的进口端与电解液箱5的连接位置高于电解液箱5的底部，因此电解液箱5内的电解液面低至第二段b的进口端高度处，电解液箱5内的电解液便不再流出，能够始终保持电解液箱5内存有电解液，以供下一次启动该供电系统。
为了防止该供电系统温度过高，该供电系统还可以包括风扇6，并且该供电系统给风扇6供电。该供电系统也可以给其供气风机供电。
为了便于自动控制，该供电系统还可以包括控制单元3，并且控制单元3能够第一阀门15的开闭。另外，该控制单元3还可以与PH计7和流量控制器13通信连接，清洗时，PH计7将测到的PH值发送至控制单元3，控制单元3进而控制流量控制器13以调节储水箱1和酸液箱2出口的流量，调整清洗液的PH值。该控制单元3还可以控制电解液回收箱10的出液口与电解液箱5的进液口之间的管路上的泵体9的开闭。该控制单元3还可以控制风扇6的速度，以调整电解液的温度。
为了满足不同的电压功率需求，其中金属空气电池单体的数量为多个。多个金属空气电池单体串联或并联。或者多个金属空气电池单体中可以部分金属空气电池单体并联后与其余的金属空气电池单体串联。具体可以根据实际情况进行设计多个金属空气电池单体的电连接，以满足不同电压功率输出。
该供电系统可以作为通讯基站的备用电源使用，通讯基站备用电源每年工作只有几十小时，供电系统不工作时，无任何损耗，整体系统能耗小。
该供电系统用于给通讯基站供电时，其输出电压是直流48V，电池堆4根据功率要求最佳可以是40个金属空气电池单体串联，输出功率2KW，或者2组45个金属空气电池单体串联后再并联，输出功率5KW。
该金属空气电池单体的阳极板可以采用铝合金，电解液为KOH溶液，为铝空气金属电池。
酸液箱2存放柠檬酸、草酸或者柠檬酸和草酸的混合液，冲洗供电系统时先用水冲洗，再用酸混合水冲洗，最后再水清洗一次，清洗后的所有液体都排放到废液回收箱8中。
电解液配液箱12根据区域停电频率，存放一定的电解质，以便于补充电解液的损耗。风扇6冷却可调节电解液温度，保证电解液在最佳温度点工作。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种供电系统，其特征在于，包括：
电池堆(4)，所述电池堆(4)包括至少一个金属空气电池单体，且所述电池堆(4)具有电解液进口和排液口，所述金属空气电池单体包括电解液容器，所述电池堆(4)的电解液进口与所述电解液容器内部连通；
电解液箱(5)，所述电解液箱(5)的出液口与所述电池堆(4)的电解液进口通过管路连通，且所述电池堆(4)和电解液箱(5)之间的管路上设有第一阀门(15)。
2.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述金属空气电池单体的所述电解液容器的顶部设置有溢口，该供电系统还包括电解液回收箱(10)，所述溢口与所述电解液回收箱(10)的进口连通，且所述电解液回收箱(10)的出液口与所述电解液箱(5)的进液口连通。
3.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于，所述电解液回收箱(10)内部设置有过滤器和搅拌器。
4.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于，所述电解液回收箱(10)的出液口与所述电解液箱(5)的进液口之间的管路上设置有泵体(9)，且该供电系统给所述泵体(9)供电。
5.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于，还包括与所述电解液回收箱(10)内部连通的排气管(11)，且所述排气管(11)上设置有第二阀门(14)。
6.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于，还包括电解液配液箱(12)和储水箱(1)，所述储水箱(1)的出液口与所述电解液配液箱(12)的进液口连通，且所述电解液配液箱(12)的出液口与所述电解液箱(5)或者电解液回收箱(10)内部连通。
7.根据权利要求6所述的供电系统，其特征在于，还包括酸液箱(2)和废液回收箱(8)，所述酸液箱(2)和储水箱(1)的出液口均通过管路与所述电池堆(4)的电解液进口连通，所述电池堆(4)的排液口与所述废液回收箱(8)的进液口之间通过管路连通，所述酸液箱(2)和储水箱(1)的出液口处均连接有流量控制器(13)，所述电池堆(4)的排液口与所述废液回收箱(8)的进液口之间的管路上设置有PH计(7)和第三阀门。
8.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，所述电池堆(4)和电解液箱(5)之间的管路包括两个并联的进液段和与两个所述进液段均连接的导液段(c)，且两个进液段分别为第一段(a)和第二段(b)，其中第一段(a)的进口端与所述电解液箱(5)的底部连接，第二段(b)的进口端与所述电解液箱(5)的连接位置高于所述电解液箱(5)的底部，所述第一阀门(15)位于所述第一段(a)上。
9.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，还包括用于对该供电系统降温的风扇(6)，该供电系统给所述风扇(6)供电。
10.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，还包括控制单元(3)，且其能够控制所述第一阀门(15)的开闭。
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