CN107658528A - 一种电源集装箱、动力载具及电源集装箱使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电源集装箱、动力载具及电源集装箱使用方法，所述的电源集装箱包括箱体、储电装置和电源管理系统；所述储电装置为一次性使用的锌空气电池组，由两个以上的锌空气单体电池电串联/并联构成，其安装在电源集装箱的箱体内；所述的箱体为带活动面的六面空腔体，由刚性硬质耐压的材料制成，内部设置有固定所述锌空气单体电池的装置；所述的电源集装箱用于为外部的放电负载提供电力能源；所述的动力载具用于运载所述的电源集装箱，包括使用任意内燃机/电动机为动力装置的机车、船或飞行器；所述电源集装箱的使用方法包括电极的安装/更换和电解液的添加/维护。

Description

一种电源集装箱、动力载具及电源集装箱使用方法

技术领域

本发明涉及锌空气电池的应用和专用集装箱设计领域，特别涉及一种电源集装箱、运载该电源集装箱的动力载具以及电源集装箱的使用方法。

背景技术

目前市场上的集装箱是用于载物，用于方便解决物流的快速装卸，多年来，有行业专家试图设计一种用于载电力能源的集装箱，将充满电的电池堆载在集装箱内，配置逆变器后运至使用地点作为应急电源使用。但是，由于目前市场上的主流商品电池的比能量较低，远远达不到满足商用的要求，以运载20吨的电池堆为例，如果选用比能量仅为30-35Wh/Kg的铅蓄电池，只能提供600-700度直流电；即使不惜性价比而选用为90-120Wh/Kg的锂电池，也只能提供1800-2400度直流电，因此用于载电力能源的集装箱只能停留在未来技术发展的构想中。

本发明的提出是基于锌空气电池的技术成熟，在近年的技术发展中，一些先进的锌空气电池的比能量己突破1000Wh/Kg，预期今后若干年还会有较大的技术进展(锌空气电池的理论比能量可达8100Wh/Kg)。锌空气电池由于属一次性使用电池，限制了其在常规公知领域的商业应用，但由于锌空气电池的比能量较高，造价低，如果用于结合制造专用的电源集装箱，以运载20吨的锌空气电池为例，将可提供20000度直流电，曾构想的电源集装箱将具有广阔的商业前景。

发明内容

本发明的目的在于，针对锌空气电池的技术成熟，提供一种专用于运载电源的集装箱，该电源集装箱具有为外部提供大容量电力能源的功能，为锌空气电池的技术产品提供了应用领域，使电力能源如同物质一样实现有效的运输。

为实现上述技术目的，本发明提供了一种电源集装箱，该电源集装箱包括：包括箱体、储电装置和电源管理系统；所述的储电装置为一次性使用的锌空气电池组，由两个以上的锌空气单体电池电串联/并联构成，其安装在所述电源集装箱的箱体内；所述电源集装箱的箱体为带活动面的六面空腔体，由刚性硬质耐压的材料制成，内部设置有固定所述锌空气单体电池的装置；所述的电源集装箱用于为外部的放电负载提供电力能源。

上述技术方案中，所述的锌空气单体电池包括壳体和可更换的锌电极、嵌合槽、空气膜电极和选择性设置的液流泵，以及使用时添加的电解液。

上述技术方案中，所述的壳体设置有所述电解液的加液/排液孔。

上述技术方案中，所述壳体的内部设置有固定所述嵌合槽的筋条。

上述技术方案中，所述的电源管理系统包括设置在所述箱体外部的DC/AC设备、DC/DC设备和信息管理设备。

上述技术方案中，所述的DC/AC设备、DC/DC设备的电源输入端连接所述储电装置的电源输出端；所述的信息管理设备包括所有用于储电装置荷电/放电状态管理的电压巡检装置、显示装置以及处理放电电流/电压信号的信号处理装置。所述DC/AC设备的功能包括输出交流电、输出频率和输出电压/电流的管理控制；所述DC/DC设备的功能包括输出直流电、升压/降压和输出电压/电流的管理控制。

基于以上所述的电源集装箱，本发明还提供了一种前述电源集装箱的使用方法，该使用方法包括：

步骤1)将所述的锌电极固定安装在所述嵌合槽内的相应部位；

步骤2)将已安装锌电极的嵌合槽固定在壳体内部；

步骤3)通过设置在壳体的孔将电解液加至设计液面水平；

步骤4)通过所述储电装置的电源输出端或/和所述DC/AC设备、DC/DC设备的电源输出端向外部放电负载提供电力能源。

上述的使用方法还包括锌电极的更换：当所述锌电极使用完，排出壳体内部的电解液，并依照以上所述的步骤1)至步骤3)重新安装锌电极以及加入电解液。

以上所述的使用方法还包括电解液的维护以及更换方法：

1)当电解液产生较多沉淀物但其离子浓度在设计范围内，将所述壳体内部的电解液沉淀物排出，过滤沉淀物后继续使用所述的电解液；

2)当电解液的离子浓度下降至设计下限，排出壳体内部的电解液，并重新加入新的电解液至设计液面水平。

本发明还提供了一种组合并运载前述电源集装箱的动力载具，用于为外部的放电负载提供电力能源；该动力载具设置有嵌合固定所述电源集装箱的装置；所述的动力载具包括使用任意内燃机/电动机为动力装置的机车、船或飞行器。所述使用内燃机为动力装置的动力载具的燃料包括汽油、柴油和甲醇、乙醇及其混配燃料，包括在内燃机动力装置中设置有并联的混合电动系统；所述使用电动机为动力装置的动力载具的动力电池包括锂电池、铅蓄电池、镍系或锌系等一次或二次电池，以及包括在其电动系统中设置有为电池补充电能的燃料发电增程器系统；所述运载电源集装箱的动力载具可以是设置有动力装置的机车、船或飞行器，所述的机车一个轮以上，所述的船任意，所述的飞行器具有一个以上旋翼。

锌空气电池又称锌氧电池，其优点是比能量高，原材料来源丰富，生产成本低，而且锌无毒性危险，不污染环境，对人体无伤害，回收再生的成本低。与铝空气电池相比，虽比能量不如铝空气电池，但自放电极小，实用性强。一次性使用的锌空气电池一般以高纯度锌为负极、用空气膜电极吸附空气中的氧作为正极活性物质，以氯化铵或苛性碱溶液为电解质，靠电解质溶液中的溶解氧与锌反应产生电能，锌和氧作用转化为氧化锌，只消耗锌和少量的水，其两极反应为：

负极：Zn+2OH–→ZnO+H₂O+2e–

正极：O2+2H₂O+4e–→4OH–

综合：2Zn+O₂→2ZnO

将电力能源如同物质一样运输是一个由来已久的科学构想，但在市场电池的比能量低于200Wh/kg的技术发展历史上，这种科学构想缺乏商业应用前景，本发明所述的电源集装箱是基于近年锌空气电池的技术进展，目前技术先进的锌空气电池产品的比能量己稳居350Wh/Kg，使实现电源集装箱的商用成为可能。

本发明的一种电源集装箱及其使用方法的优点在于：

运用本发明的电源集装箱可为电源集装箱的外部负载提供大容量的电力能源，为锌空气电池的新技术产品提供了优势应用领域，同时通过动力载具对电源集装箱的装卸运输，使电力能源如同物质一样不需要输电网实现异地运输。

附图说明

图1a是本发明所述电源集装箱一种基础结构的俯视示意图；

图1b是图1a所述电源集装箱的局部侧视示意图；

图2是一种在壳体上部和壳体下部设置所述孔的结构示意图；

图3是一种板状锌电极的设计示意图；

图4是一种嵌合槽的结构示意图；

图5是一种在壳体侧面安装空气膜电极的结构示意图；

图6是一种电动机车的基础结构示意图；

图7是运载电源集装箱的电动机车的一种结构示意图。

附图标识：

1、动力载具； 1a、电动系统； 1b、控制系统； 1c、车轮；

1d、座架； 2、储电装置； 3、电源管理系统； 4、放电负载；

5、加液/排液孔； 6、单体电池； 6a、壳体； 6b、锌电极；

6b1、极耳； 6b2、板体； 6c、嵌合槽； 6c1、栅网；

6c2、栅格； 6d、空气膜电极； 7、箱体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步对本发明所述的一种电源集装箱、运载该电源集装箱的动力载具以及所述电源集装箱的使用方法进行详细的说明。

参见图1a和图1b所示，在一个实施例中，本发明提供的电源集装箱包括：箱体7、储电装置2和电源管理系统3；储电装置2由3个一次性使用的锌空气单体电池6电串联构成，其固定安装在所述电源集装箱的箱体7内；箱体7由六个面的铁合金材料制成，其中五个面为可开合的活动面，五个活动面嵌合后的内部空间为六面空腔体，箱体7内部设置有嵌合座架和固位螺丝，用于固定3个锌空气单体电池6；电源管理系统3为DC/AC设备，其电源输入端连接储电装置2的电源输出端，其电源输入端为电源集装箱的外部放电负载4提供交流电力能源。

以上电源集装箱述例中，每个锌空气单体电池6均由壳体6a和可更换的锌电极6b、嵌合槽6c、空气膜电极6d和电解液组合而成。壳体6a采用绝缘性的固体成形材料制成，例如ABS、特种橡胶，壳体6a设置有电解液的加液/排液孔5，孔5包括其密封阀，用于加液/排液后将孔5密封。孔5在壳体6a的设置任意，设置在壳体6a上部方便于加液，设置在壳体6a下部方便于排液，也可以同时在壳体6a的上部设置加液孔5和在壳体6a的下部设置排液孔5(如图2所示)；所述的加液/排液可使用外置的液流工具结合人工操作，也可以设置专用的电动液流泵。孔5的设计可以技术变形，例如将孔5变形为所述壳体6a上部的活动密封盖。

所述的锌电极6b一般由高纯度的锌材料制成，其基础设计由板体6b2和电池行业熟知的极耳6b1构成，图4是一种板状锌电极的常规设计示例，其板体6b2用于与所述电解液接触，当外部放电电路形成时在电解液中发生溶解而产生电流；极耳6b1用于同极电连接并电连接锌空气电池的外部负极端子；板体的形状对放电性能有一定影响，也可设计为圆柱形、楔形等。在实用设计中，单片锌电极往往不能满足能量及放电率的设计要求，需使用多片锌电极通过极耳电连接构成锌极群。锌电极近年在锌材料中熔融入其他金属的研发较活跃，例如锌材料中熔融入铅、铋、铯等金属制作成合金使用，不同的合金各有其特点和优缺点。

嵌合槽6c的功能是在壳体6a内部固定锌电极6b，同时使锌电极在放电溶解过程中保持相对固定的空间位置。嵌合槽6c不参与锌电极反应，常规材料为塑料，图4是一种常规栅网状嵌合槽的示例，该嵌合槽可以是一块内部设计有空间的塑料件，也可由嵌合为一体后内部留有空间的两块塑料件组成，板体6b2安装在栅网状塑料件的内部空间，留出极耳6b1作电连接用。为使嵌合槽6c在壳体6a内部固定，壳体6a内部设置有一些用于固定嵌合槽6c的筋条，例如凹形筋条。

所述的电解液包括所有盐溶液和碱性液和有机电解液，例如20wt％的KOH水溶液；电解液除了支持锌电极反应外，另一重要功能是溶出锌电极上的电解产物，使电解产物移出锌电极(KOH在摩尔浓度为3-5mol/L时有利于电解产物的沉淀)。锌空气电池电解液的添加剂一直是行业研究热点，其添加虽微量但对电解液的电化性能影响较大，例如在20wt％的KOH溶液中加入0.1％的LiOH可明显提高活性；在近年研发中，一些添加量不足0.2％的电解液添加剂被充分重视，例如加入铯或铋或铅的化合物、苯磺酸盐类、氟化物以及络合物等。电解液添加量是一个综合设计问题，目前研发较先进的电解液，维持1Kg锌电极反应仅需消耗8-10升电解液，但电解液的富液设计有利于锌电极反应速率、维持放电率及电解产物沉积。

所述的空气膜电极6d也称为辅助空气电极或气体扩散电极，作为壳体6a的一个构成部分安装在壳体的任意部位，作正极用，用于隔离空气和所述的电解液，同时为空气的传输提供途径，是能量转换的反应区，图5是一种在壳体6a侧面安装一个空气膜电极6d的示例。空气膜电极是锌空气电池的核心技术之一，常规设计由若干层PTFE(聚四氟乙烯)交联的活性碳组成，其中最基本的双层结构包括集流网、催化剂、透气膜等，近年的空气膜电极设计向多层结构发展，催化剂是空气膜电极的研发热点，Pt或Fe是空气膜电极中传统使用的催化剂，近年行业在催化剂中增加了银、二氧化锰以及大环物活化碳(例如CoTMPP)、金属化石墨，在大环物活化碳以及金属化石墨中加入石墨烯等新材料的方法也取得了较好的催化效果。

所述的电源管理系统3包括DC/AC设备、DC/DC设备和信息管理设备，其中，DC/AC设备的功能是将直流电逆变为交流电，包括输出频率和输出电压/电流的管理控制；DC/DC设备的功能包括输出经升压/降压的直流电，以及输出电压/电流的管理控制；信息管理设备包括所有用于储电装置2荷电/放电状态管理的电压巡检装置、显示装置以及用于放电电流/电压信号的信号处理装置。在一个信息管理设备的实施例中，电压巡检装置用于定时巡检锌空气单体电池6的放电电压，并将信号反馈给信号处理装置；显示装置用于向外部提供各个锌空气单体电池的实时放电电压值，以便用户了解到各个锌空气单体电池的放电状态；信号处理装置按设定的程序处理放电逻辑，当电压巡检装置监测到某个锌空气单体电池电压趋于下限值，发出信号通知信号处理装置，信号处理装置控制受控的DC/AC设备或DC/DC设备终止工作。

本发明还提供了一种前述电源集装箱的使用方法，该使用方法的目的是使用户正确使用所述的电源集装箱以达到向外部的放电负载4提供电力能源。参考图1-5所示的电源集装箱，所述的使用方法具体包括以下步骤：

步骤1)将所述的锌电极6b固定安装在所述嵌合槽6c内的相应部位；

步骤2)将已安装锌电极6b的嵌合槽6c固定在壳体6a内部；

步骤3)通过设置在壳体6a的孔5将电解液加至设计液面水平；

步骤4)通过所述储电装置2的电源输出端或/和所述DC/AC设备、DC/DC设备的电源输出端向外部放电负载4提供电力能源。

商品化设计的一次锌空气单体电池一般都不带电解液，其中锌电极6b有出厂已安装和由用户安装的两种产品设计形式：前一种产品形式在第一次使用时，只需操作上述的步骤3)即可达到步骤4)所述的使用目的；后一种产品形式则在第一次使用时，需操作上述的步骤1)至步骤3)才能达到步骤4)所述使用目的。

上述电源集装箱的使用方法还可能涉及空气膜电极6d的固定安装。高品质的空气膜电极一般可使用数百次，应固定安装在出厂产品并连接好正极端子，无需用户考虑空气膜电极6d的安装固定；但市场上也有一些低品质的空气膜电极，甚至使用一次后的透气膜已被严重堵塞，空气传输能力骤降，因价格低廉，推广商巧妙地称为一次性使用的空气膜电极，如果锌空气电池是选用这类空气膜电极，则需要在上述的使用方法中增加把空气膜电极6d安装在壳体6a的相应部位。

步骤3)所述通过孔5加入电解液包括一些技术变形方法，例如某些锌空气电池将孔5变形为壳体6a上部的活动密封盖，通过在壳体上部加入电解液。

上述电源集装箱的使用方法还包括锌电极6b的更换：当所述锌电极6b使用完，排出壳体6a内部的电解液，并依照所述的步骤1)至步骤3)重新安装锌电极6b以及加入电解液。

本发明所述电源集装箱使用的储电装置2为一次性锌空气电池，在商业推广中被称为一类“燃料电池”，所谓燃料电池是将金属在电解液中溶解获得电能的消耗过程视为一种特殊“燃料”，因此储电装置2每次放完电后，需重新加入锌电极6b这种“燃料”。锌电极在电解液中溶解获得电能的过程是一个消耗活性离子的过程，会在电解液中产生沉淀物，降低电解液的离子浓度，同时锌电极在电解液中溶解的过程是一个放热过程，会使电解液产生少量失水，所以在上述电源集装箱的使用方法中，还包括电解液的维护以及更换方法：

1)当电解液产生较多沉淀物但其离子浓度在设计范围内，将所述壳体6a内部的电解液沉淀物排出，过滤沉淀物后继续使用所述的电解液；

2)当电解液的离子浓度下降至设计下限，排出壳体6a内部的电解液，并重新加入新的电解液至设计液面水平。

本发明中，所述的动力载具包括使用任意内燃机/电动机为动力装置的机车、船或飞行器。在一个实施例中，动力载具1为使用铅蓄电池作为动力能源的电动机车，其包括动力系统1a、控制系统1b、4个车轮1c和座架1d，如图6所示，该电动机车通过与电源集装箱的嵌合固位成为一辆专用于运载电源集装箱的电动机车，如图7所示。所述用于嵌合固定电源集装箱的装置任意，包括嵌合座架、固位螺丝、U形圈、环型套等，使用目的为固定前述的电源集装箱。

本发明所述的动力载具1并不限于陆地用机车，在另一个实施例中，所述的动力载具1为使用柴油作为燃料能源的内燃机动力船，该动力船通过与所述电源集装箱的嵌合固位，成为一艘专用于运载所述电源集装箱的动力船。在再一个实施例中，所述的动力载具1为使用锂电池作为动力能源的四旋翼飞行器，该飞行器的电动系统中设置有汽油与甲醇混配的燃料发电增程器，通过与所述电源集装箱的嵌合固位，成为一架专用于运载所述电源集装箱的飞行器。

本发明所述电源集装箱的储电装置2虽然采用一次性使用的锌空气电池，需要在每次放完电后重新安装锌电极，也需要定期维护或重新加入电解液，但这类简单操作结合电解液的回收利用的产业配套，有可能形成电源集装箱的商业运行产业链，该产业链的商业价值是基于一次性使用的锌空气电池的造价足够低，比能量足够高，储电装置2的容量足够大，从而产生可观的技术价值和商业价值。

以下实施例仅用于进一步说明本发明的技术方案，这些技术方案可单独使用，也可加入或组合并用其他成熟技术。

实施例1

设计一种用于为外部放电负载4提供电力能源的电源集装箱，该电源集装箱包括：箱体7、储电装置2和电源管理系统3，其基础结构示意如图1a和图1b所示；其中，储电装置2由35个一次性使用的锌空气单体电池6电串联构成，其固定安装在电源集装箱的箱体7内；箱体7由六个面的铁合金材料制成，其中五个面为可开合的活动面，五个活动面嵌合后的内部空间为六面空腔体，箱体7内部设置有嵌合座架和固位螺丝，用于固定35个锌空气单体电池6；每个锌空气单体电池均由壳体6a、空气膜电极6d和可更换的锌电极6b、嵌合槽6c和电解液组合而成。

所述壳体6a采用ABS材料制成，设计内腔为1200×800×1200mm(高)的空腔体，壁厚15mm，壳体的上部和下部分别设置有一个圆孔5，如图2所示，孔径35mm，孔5设置有活动密封阀。壳体内部设计有10片纯度为99.99％的锌电极6b，锌电极的形状如图3所示；固定锌电极的嵌合槽6c为栅网形状，如图4所示，设计为105×810×1000mm(高)的嵌合片状，每个嵌合槽6c的内部空间设计为嵌合质量为8Kg的一片锌电极；各个嵌合槽嵌合锌电极后，固定安装在壳体内部设计有相应凹形筋条的部位，并将同一壳体内10片锌电极的极耳6b1电连接，形成极群并连接到该锌空气单体电池6外部的负极端子。空气膜电极6d的表面积设计为700×700mm的方形，由两层PTFE交联的碳层组成，包括集流网、催化剂、透气膜等，催化剂采用Pt，两个空气膜电极电并联作为壳体的构成部分安装在壳体的两侧，其一侧安装示意如图5所示，将集流网电连接设置在壳体6a外部的正极端子。

将35个锌空气单体电池作同样处理，35个锌空气电池电串联连接的储电装置2标称48V。电源管理系统3包括逆变为220V交流电的DC/AC设备和直流电压显示装置，DC/AC设备的电源输入端连接所述储电装置2的电源输出端，直流电压显示装置与所述储电装置2的电源输出端并联连接，用于实时显示储电装置2的放电电压数据，使用户了解到该用作向外部提供电力能源的电源集装箱的供电状态。

电解液使用20wt％的NaOH水溶液，加入0.1％的氢氧化锂和0.05％的络合物，添加量500升，在使用该电源集装箱前用外置的液流泵工具灌注电解液(设计液面位于极耳6b1之下、淹没板体6b2)，灌液后用密封阀将上部加液孔5密封。

本实施例中，所述的电源集装箱可为外部的放电负载4提供两类电力能源，当放电负载4使用交流电，其电源输入端连接所述DC/AC设备的电源输出端；当放电负载4使用直流电并且电压匹配，其电源输入端可直接连接储电装置2的电源输出端子。储电装置2可提供的电能与锌电极、空气膜电极以及电解液的质量水平相关，以平均每个锌空气单体电池带壳重量600Kg、带连接配件的重量比能量为350Wh/Kg估算，本实施例的储电装置2可提供7350度直流电能。

本实施例的电源集装箱通过使用动力车/船/飞行器的运载，可实现了将电力能源如同物质一样进行异地运输，无需向电源使用地点专门架设供电线路，成为补充区域电力网不足的一种实用工具。

实施例2

实施例1电源集装箱所设计使用的是一种标准的锌空气单体电池产品，锌电极6b在提交用户第一次使用时已安装好，只需要在各个锌空气单体电池的壳体6a内添加入标准设计的电解液，即可以启用所述的储电装置2。但锌空气电池也有一种由用户在第一次使用时就自行安装的产品，同时，锌空气电池放完电后，锌电极6b的板体6b2将被溶解在电解液中，当再次使用需重新安装锌电极6b。

本实施例针对需要用户在第一次使用时就自行安装锌电极6b的锌空气电池，以及再次使用时更换锌电极6b和使用过程中定期维护电解液或重新加入电解液，依照以下步骤安装锌电极、用外置的液流泵工具加入电解液；其中，如果是在使用过程中更换锌电极6b，需要首先通过设置在壳体6a下部的孔5排出各个壳体内部的电解液，然后依照以下步骤重新安装锌电极及加入电解液：

步骤1)将35个锌空气单体电池的锌电极6b安装在嵌合槽6c内；

步骤2)将已安装锌电极6b的嵌合槽6c固定在壳体6a内部的筋条；

步骤3)用外置的液流泵工具通过壳体的上部加液孔5加入500升电解液；

以上步骤3)具有三重含义，一是电解液添加量、添加方法与实施例1详述的方法类同；二是对排出的电解液滤出沉淀物，测量其离子浓度(或测量比重估算)，当电解液的离子浓度在设计范围内时继续使用，并补充电解液至正常液面水平(锌电极反应除生成沉淀物外会放热，引起少量失水)；三是当排出电解液的离子浓度低于设计下限时，重新更换新的电解液添加至设计液面水平。

实施例3

以上实施例1和实施例2所述电解液的加液是使用外置的液流工具，本实施例的锌空气单体电池6设置有专用的电动液流泵。电动液流泵由液流泵和连体的直流电动机构成，设置在靠近所述上部加液孔5的壳体6a外部，液流输出管通过所述的上部加液孔5接入壳体6a的内部，所述的直流电动机通过电源开关连接储电装置2的电源输出端子(直流电动机的工作电压与储电装置2的输出电压需匹配)。所述的储电装置2加液时，电动液流泵的液流输入管连接设置在电源集装箱外部的电解液储备罐，通过闭合所述的电源开关实现自动加液。

实施例4

将实施例1所述设置在壳体6a上部的加液孔5变形设计，孔5变形为壳体6a上部的活动密封盖，通过可活动敞开的壳体6a上部加液，加液后用活动密封盖将孔5密封；另外在实施例1的基础上增加DC/DC设备，其功能包括直流电调压以及电压/电流的管理控制，电源输入端连接所述储电装置2的电源输出端。

本实施例DC/DC设备的电源输出端可为电源集装箱的外部放电负载4提供调压直流电，例如为常规乘用电动机车的动力电池充电。

实施例5

将以上实施例1所述的电源集装箱与电动机车1嵌合固定，使之成为一辆专用于运载电源集装箱的电动机车；该电动机车包括四个轮的电动机车1和所述的电源集装箱，其嵌合固定的基础结构示意如图7所示。所述电动机车1的基础结构包括电动系统1a、控制系统1b、车轮1c和座架1d，如图6所示，座架1d为敞开式，座架1d上设置有嵌合固定电源集装箱的座架和固位螺丝，电源集装箱通过所述的座架和固位螺丝固定在电动机车的座架1d上。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种电源集装箱，其特征在于，包括箱体(7)、储电装置(2)和电源管理系统(3)；所述的储电装置(2)为一次性使用的锌空气电池组，由两个以上的锌空气单体电池(6)电串联/并联构成，其安装在所述电源集装箱的箱体(7)内；所述电源集装箱的箱体(7)为带活动面的六面空腔体，由刚性硬质耐压的材料制成，内部设置有固定所述锌空气单体电池(6)的装置；所述的电源集装箱用于为外部的放电负载(4)提供电力能源。

2.根据权利要求1所述的电源集装箱，其特征在于，所述的锌空气单体电池(6)包括壳体(6a)和可更换的锌电极(6b)、嵌合槽(6c)、空气膜电极(6d)和选择性设置的液流泵，以及使用时添加的电解液。

3.根据权利要求2所述的电源集装箱，其特征在于，所述的壳体(6a)设置有所述电解液的加液/排液孔(5)。

4.根据权利要求2所述的电源集装箱，其特征在于，所述壳体(6a)的内部设置有固定所述嵌合槽(6c)的筋条。

5.根据权利要求1所述的电源集装箱，其特征在于，所述的电源管理系统(3)包括设置在所述箱体(7)外部的DC/AC设备、DC/DC设备和信息管理设备。

6.根据权利要求5所述的电源集装箱，其特征在于，所述的DC/AC设备、DC/DC设备的电源输入端连接所述储电装置(2)的电源输出端；所述的信息管理设备包括所有用于储电装置(2)荷电/放电状态管理的电压巡检装置、显示装置以及处理放电电流/电压信号的信号处理装置。

7.基于权利要求1～6任一所述电源集装箱的使用方法，该方法包括：

步骤1)将所述的锌电极(6b)固定安装在所述嵌合槽(6c)内的相应部位；

步骤2)将已安装锌电极(6b)的嵌合槽(6c)固定在壳体(6a)内部；

步骤3)通过设置在壳体(6a)的孔(5)将电解液加至设计液面水平；

步骤4)通过所述储电装置(2)的电源输出端或/和所述DC/AC设备、DC/DC设备的电源输出端向外部放电负载(4)提供电力能源。

8.根据权利要求7所述电源集装箱的使用方法，其特征在于，所述的使用方法还包括锌电极(6b)更换：当所述锌电极(6b)使用完，排出壳体(6a)内部的电解液，并依照所述的步骤1)至步骤3)重新安装锌电极(6b)以及加入电解液。

9.根据权利要求7所述电源集装箱的使用方法，其特征在于，所述的使用方法还包括电解液的维护以及更换方法：

1)当电解液产生较多沉淀物但其离子浓度在设计范围内，将所述壳体(6a)内部的电解液沉淀物排出，过滤沉淀物后继续使用所述的电解液；

2)当电解液的离子浓度下降至设计下限，排出壳体(6a)内部的电解液，并重新加入新的电解液至设计液面水平。

10.一种动力载具(1)，其特征在于，所述的动力载具(1)用于组合并运载基于权利要求1～6任一所述的电源集装箱为外部的放电负载(4)提供电力能源；所述的动力载具(1)设置有嵌合固定所述电源集装箱的装置；所述的动力载具(1)包括使用任意内燃机/电动机为动力装置的机车、船或飞行器。