CN207410098U - 空铁复合铝-空气、锂离子电池驱动系统 - Google Patents
空铁复合铝-空气、锂离子电池驱动系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种空铁复合铝‑空气、锂离子电池驱动系统，包括超级电容模块、铝空气电池模块管理系统、铝空气电池、电解液控制系统和锂电池模块，铝空气电池的输出端与锂电池模块的充电输入端相连，铝空气电池的正负极分别并联于超级电容模块和铝空气电池模块管理系统的正负极公共连接点上，锂电池模块和超级电容模块分别通过总线与铝空气电池模块管理系统的采样信号输入端相连，铝空气电池模块管理系统的控制信号输出端与铝空气电池的电解液控制系统相连。本实用新型涉及混合动力驱动技术领域，所解决的是实时反映铝空气电池的动态情况及提高铝空气电池与锂电池的耐久性的技术问题，该方法实现了铝空气电池与锂电池之间电能的合理分配。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种空铁复合铝-空气、锂离子电池驱动系统。
背景技术
人类对新能源的广泛运用，导致了二次电池市场的急速扩大。当前新能源体系中对二次电池的要求无处不在。无论是电动汽车，风能，太阳能并网还是电网调峰，都急需一种廉价，可靠，安全和寿命长的二次电池。目前所发展的二次电池主要集中在锂离子电池，高温钠硫电池，钠镍氯电池和钒液流电池。这些电池都具有各自的优点，比如锂离子电池和高温钠硫电池寿命长以及能量密度高，钒液流电池更是理论上具备无限的寿命等。但无论哪种电池，都无法同时满足廉价，可靠，安全和寿命长的要求。传统的锂离子电池过于昂贵，且有安全隐患；高温钠硫电池制造技术门槛高，售价昂贵；钒液流电池多项技术瓶颈目前都未能获得突破等。
目前市场上一般采用蓄电池或者超级电容作为辅助储能装置，与燃料电池共同构成多能源混合驱动系统，但燃料电池内部动态响应特性和各个系统间的功率分配问题都存在技术上的缺陷，一时无法解决。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种方便高效的空铁复合铝-空气、锂离子电池驱动系统。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：空铁复合铝-空气、锂离子电池驱动系统，包括超级电容模块、铝空气电池模块管理系统、铝空气电池、电解液控制系统和锂电池模块，铝空气电池的输出端与锂电池模块的充电输入端相连，铝空气电池的正极并联于超级电容模块和铝空气电池模块管理系统的正极公共连接点上，铝空气电池的负极并联于超级电容模块和铝空气电池模块管理系统的负极公共连接点上；锂电池模块和超级电容模块分别通过总线与铝空气电池模块管理系统的采样信号输入端相连，铝空气电池模块管理系统的控制信号输出端与铝空气电池的电解液控制系统相连。
所述的铝空气电池外接有氢气提取系统，氢气提取系统上设有氢电堆，氢气提取系统的氢气输出口与氢电堆的氢气输入口相连。
所述的氢电堆的电能输出端与锂电池模块的充电输入端相连。
所述的铝空气电池与电解液控制系统外围设有冷却系统。
所述的总线为CAN总线。
所述的铝空气电池内设有单体电压检测单元、液位检测单元和温度检测单元，单体电压检测单元、液位检测单元和温度检测单元的信号输出端分别与铝空气电池模块管理系统相连。
本实用新型的有益效果是：
1）铝-空气燃料电池装配在原电池包的容积内，随空铁运行持续发电，供电给车载的20度左右的高功率锂离子电池牵引空铁，不需要高压电、变电站、充电站等，减少大量建设和备用锂电池成本。在有高压电地区能够节省成本和安装高度电和其它配套设施的成本，而且在不方便安装高压电的景区和极其落后的没有高压电的地区，铝-空气燃料电池能够提供足够能源，使得建设空铁等成为可能。
2）冷却系统能及时收集铝空气电池充放电反应所放出的热量，有效避免了因温度过高而导致的零件不能正常工作和所产氢气发生爆炸等一系列问题发生。
3）氢电堆能够将收集到的氢气转换为电能，持续为锂电池模块充电，节约成本，环保无害。
4）铝空气电池模块管理系统通过CAN总线读取锂电池模块和超级电容模块的工作参数，并以此为依据通过电解液控制系统控制电解液达到控制铝空气电池工作状态的目的，从而实现了燃料电池内部动态响应特性和各个系统间的功率分配问题。
附图说明
图1为本实用新型原理框图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，空铁复合铝-空气、锂离子电池驱动系统，包括超级电容模块、铝空气电池模块管理系统、铝空气电池、电解液控制系统和锂电池模块。
所述铝空气电池的输出端与锂电池模块的充电输入端相连，使铝空气电池持续对锂电池模块充电。
所述铝空气电池的正极并联于超级电容模块和铝空气电池模块管理系统的正极公共连接点上，铝空气电池的负极并联于超级电容模块和铝空气电池模块管理系统的负极公共连接点上，铝空气电池对超级电容模块也起到充电的作用。
所述的铝空气电池内设有单体电压检测单元、液位检测单元和温度检测单元，单体电压检测单元、液位检测单元和温度检测单元的信号输出端分别与铝空气电池模块管理系统相连。铝空气电池受铝空气电池模块管理系统的管理与制约，铝空气电池模块管理系统通过从铝空气电池中检测到的单体电压数据、液位数据和温度数据来对铝空气电池作出相应的控制操作，使得铝空气电池内部实时保持最佳反应状态。
锂电池模块和超级电容模块分别通过总线与铝空气电池模块管理系统的采样信号输入端相连，所述的总线为CAN总线；铝空气电池模块管理系统通过CAN总线读取锂电池模块和超级电容模块的工作参数，并以此为依据通过电解液控制系统控制电解液达到控制铝空气电池工作状态的目的，从而实现了燃料电池内部动态响应特性和各个系统间的功率分配问题。
铝空气电池模块管理系统的控制信号输出端与铝空气电池的电解液控制系统相连，铝空气电池模块管理系统根据从铝空气电池内部检测到的数据为基础向电解液控制系统发出信号来对铝空气电池进行电解液的补给。
所述的铝空气电池外接有氢气提取系统，氢气提取系统上设有氢电堆，氢气提取系统的氢气输出口与氢电堆的氢气输入口相连，将收集到的氢气及时传送给氢电堆实现化学能到电能的转化。所述氢电堆的电能输出端与锂电池模块的充电输入端相连，氢电堆对锂电池模块充电。此举有效利用了铝电池内部发生的充放电反应所产产物氢气，大幅度节约了成本，且环保无害。
所述的铝空气电池与电解液控制系统外围设有冷却系统，用以冷却充放电过程中所产生的热量，避免氢气受热爆炸。
铝空气电池模块管理系统采集整个系统的所有数据，并实时从输出端口输出，为以后系统的更新升级提供数据支持。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.空铁复合铝-空气、锂离子电池驱动系统，其特征在于：包括超级电容模块、铝空气电池模块管理系统、铝空气电池、电解液控制系统和锂电池模块，铝空气电池的输出端与锂电池模块的充电输入端相连，铝空气电池的正极并联于超级电容模块和铝空气电池模块管理系统的正极公共连接点上，铝空气电池的负极并联于超级电容模块和铝空气电池模块管理系统的负极公共连接点上；锂电池模块和超级电容模块分别通过总线与铝空气电池模块管理系统的采样信号输入端相连，铝空气电池模块管理系统的控制信号输出端与铝空气电池的电解液控制系统相连。
2.根据权利要求1所述的空铁复合铝-空气、锂离子电池驱动系统，其特征在于：所述的铝空气电池外接有氢气提取系统和氢电堆，氢气提取系统的氢气输出口与氢电堆的氢气输入口相连。
3.根据权利要求2所述的空铁复合铝-空气、锂离子电池驱动系统，其特征在于：所述的氢电堆的电能输出端与锂电池模块的充电输入端相连。
4.根据权利要求1所述的空铁复合铝-空气、锂离子电池驱动系统，其特征在于：所述的铝空气电池与电解液控制系统外围设有冷却系统。
5.根据权利要求1所述的空铁复合铝-空气、锂离子电池驱动系统，其特征在于：所述的总线为CAN总线。
6.根据权利要求1所述的空铁复合铝-空气、锂离子电池驱动系统，其特征在于：所述的铝空气电池内设有单体电压检测单元、液位检测单元和温度检测单元，单体电压检测单元、液位检测单元和温度检测单元的信号输出端分别与铝空气电池模块管理系统相连。
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| CN201721426574.0U CN207410098U (zh) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | 空铁复合铝-空气、锂离子电池驱动系统 |
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Publications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110116640A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-08-13 | 广东宏远氢能动力装备制造有限公司 | 车载铝水制氢燃料电池电动汽车的混合动力系统 |
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2017
- 2017-10-31 CN CN201721426574.0U patent/CN207410098U/zh active Active
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