CN207611845U - 一种智能金属空气电池系统 - Google Patents

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张树雄
洪磊
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Abstract

一种智能金属空气电池系统，其能够自动控制金属空气电池的运转，能量密度高、安全环保、成本较低、易用性强。这种智能金属空气电池系统，控制中心(14)使第二自吸泵(6.2)启动，电解液箱(2)中的电解液经第四管路出口(丁)、第二自吸泵(6.2)、第四三通(d)、散热器(12)、第六三通(f)、第五电磁阀(3.5)、第八三通(h)、电池组(9)、第九三通(i)、第七三通(g)、第三电磁阀(3.3)、第五三通(e)、第三三通(c)、第三管路出口(丙)回到电解液箱(2)中；电解液在经过电池组(9)时，电池组产生电能而对外输出电流，触发电池组风扇(8)及排风扇(11)启动。

Description

一种智能金属空气电池系统
技术领域
本实用新型涉及新能源电池的技术领域，尤其涉及一种智能金属空气电池系统，其主要针对作为大中型用电设备的备用电源的金属空气电池，能够自动控制金属空气电池的运转。
背景技术
金属燃料空气电池(即金属空气电池)是以空气中的氧为正极活性物质，以金属为负极活性物质，以导电溶液为电解液，在催化剂的催化作用下发生化学反应而产生电能的一种化学电源。
金属空气电池具有很多独特的优势，其燃料为金属材料，如铝、镁、锌，以及锂、钠等金属；因为燃料铝、镁、锌储量很丰富，金属空气电池资源可足量供应。正极活性物质是空气中的氧气，电池本身不用携带，电池所携带的能量大小由负极金属的量决定，使得该种电池的实际比能量能够达到350Wh/kg以上(目前锂离子电池为100Wh/kg)，有极大的性能优势。反应后的产物，可以利用风能、太阳能、水能等清洁能源或者电能富裕地区的电能重新电解氧化铝(或氢氧化镁)变为金属，然后再次安装到金属空气电池放电，驱动电动车。这样就可以实现集中大规模的生产，可以减少污染，减少排放，并且可以实现集中供电，分散使用，将成本较低的电能转移到电能成本高的地方使用，将电能从能源易于获得的地方转移到能源难以获得的地方使用。可以真正实现无污染零排放的全新汽车生活。过程中实现了无污染，零排放的绿色能源循环利用，金属空气电池在世界范围内日益引起重视。
基于金属空气电池的上述优点，许多国家和个人都在研究制备更加实用的同类产品。当金属空气电池作为大中型用电设备的备用电源时，需要投入大量的人力物力进行维护和控制，成本高昂，使用操作复杂。，在维护简单或免维护的情况下，长期作为储备电源。例如在移动通讯、安防工程、海岛等场所对于电力的需求，本实用新型电池系统具有能量密度高、安全环保、成本较低的特点，本实用新型进一步提高了产品的易用性、可靠性及使用寿命。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本实用新型要解决的技术问题是提供了一种智能金属空气电池系统，其实现了金属空气电池可以在良好工况下的重复使用的要求，能够自动控制金属空气电池的运转，系统同时兼顾能量密度高、安全环保、成本较低、易用性强的特点。
本实用新型的技术方案是：这种智能金属空气电池系统，控制中心(14)使第二自吸泵(6.2)启动，电解液箱(2)中的电解液经第四管路出口(丁)、第二自吸泵(6.2)、第四三通(d)、散热器(12)、第六三通(f)、第五电磁阀(3.5)、第八三通(h)、电池组(9)、第九三通(i)、第七三通(g)、第三电磁阀(3.3)、第五三通(e)、第三三通(c)、第三管路出口(丙)回到电解液箱(2)中；电解液在经过电池组(9)时，电池组产生电能而对外输出电流，触发电池组风扇(8)及排风扇(11)启动。
本实用新型通过控制中心触发相关零件动作，使电解液经过电池组产生电能而对外输出电流，触发电池组风扇及排风扇启动来散热，因此该智能金属空气电池系统实现了金属空气电池可以在良好工况下的重复使用的要求，能够自动控制金属空气电池的运转，系统同时兼顾能量密度高、安全环保、成本较低、易用性强的特点。
附图说明
图1是根据本实用新型的智能金属空气电池系统的整体结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，这种智能金属空气电池系统，根据外部信号，手动或自动启动本系统，启动系统第一流程为第五电磁阀3.5、第三电磁阀3.3为开启状态，其余电磁阀为关闭状态。控制中心14使第二自吸泵6.2启动，电解液箱2中的电解液经第四管路出口丁、第二自吸泵6.2、第四三通d、散热器12、第六三通f、第五电磁阀3.5、第八三通h、电池组9、第九三通i、第七三通g、第三电磁阀3.3、第五三通e、第三三通c、第三管路出口丙回到电解液箱2中；电解液在经过电池组9时，电池组产生电能而对外输出电流，触发电池组风扇8及排风扇11启动。
本实用新型通过控制中心触发相关零件动作，使电解液经过电池组产生电能而对外输出电流，触发电池组风扇及排风扇启动来散热，因此该智能金属空气电池系统能够自动控制金属空气电池的运转，能量密度高、安全环保、成本较低、易用性强。
在此过程中，电池在不断反应放电的过程中会产生热量。此热量会使电解液逐渐升温。
优选地，所述电池组9上设有温度传感器10，其实时检测电池组的温度状况，当温度达到指定值时，启动位于散热器12上的散热器风扇13，加强散热效果。
优选地，当温度到达限定温度时，控制中心14使第二自吸泵6.2停止，电池组9在放电过程中产生的氢气，经电池组9、第九三通i、第五管路出口戊排出，再由排风扇11排出至系统外部。
根据外部信号或自身工作时间限制，系统停止输出电流。此时自吸泵停止工作，电池组系统外部的散热器风扇将停止工作。优选地，在控制中心14使第二自吸泵6.2停止后，根据重力作用，管路中液体将进行回流。从而结束电池组9内的反应。在这个流程中，为了保证管路及电池组内部的液体能够全部流出，散热器12中淤积的液体经过第四三通d、打开的第二电磁阀3.2、第三三通c、第三管路出口丙回到电解液箱2中，或者散热器12中淤积的液体经过第六三通f、打开的第四电磁阀3.4、第五三通e、第三三通c、第三管路出口丙回到电解液箱2中。
电池系统经前一个流程放电结束后，有高浓度碱性电解液残留在系统内部，为保证系统的使用寿命，需要用清洗液箱1内部的清洗液对系统进行清洗操作。
优选地，该智能金属空气电池系统还包括清洗液箱1，在电解液全部回流至电解液箱2后，控制中心14使第一自吸泵6.1启动，清洗液经第二管路出口乙、第一自吸泵6.1、第二三通b、第五电磁阀3.5、第八三通h、电池组9、第九三通i、第七三通g、第三电磁阀3.3、第一三通a、第一管路出口甲完成清洗操作。
优选地，该智能金属空气电池系统还包括中和装置5，其与清洗液箱(1)连接。在清洗液循环的过程中，中性的清洗液会逐渐因为稀释系统内部碱液而趋于碱性，因而需要中和装置5不断进行中和操作，使清洗液保持中性状态，直至在不进行中和操作的情况下，清洗液的碱性不再增加表示为清洗操作完成。
优选地，在清洗操作结束后，清洗液在重力作用下经过第八三通h、第五电磁阀3.5、第二三通b、第一电池阀3.1、第一三通a、第一管路出口甲回流至清洗液箱1内部，或者清洗液在重力作用下经过第七三通g、第三电磁阀3.3、第一三通a、第一管路出口甲回流至清洗液箱1内部。
系统经清洗液清洗结束后，系统内部管路以及电池组9内部呈潮湿状态，为提高使用寿命，需要保持电池组9内部为干燥状态，为此需要进行吹干操作。
优选地，在第七三通g的一端连接第六电磁阀3.6，第六电磁阀3.6与吹风机7连通；在吹干操作中，控制中心14使第六电磁阀3.6开启且其余阀门闭合，吹风机7开启后，风经吹风机7、第六电磁阀3.6、第七三通g、第九三通i、电池组9、第八三通h、第七电磁阀3.7、第五管路出口戊排出。以此持续至吹干，风机停止工作。所有阀门关闭，系统呈待机状态。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种智能金属空气电池系统，其特征在于：控制中心(14)使第二自吸泵(6.2)启动，电解液箱(2)中的电解液经第四管路出口(丁)、第二自吸泵(6.2)、第四三通(d)、散热器(12)、第六三通(f)、第五电磁阀(3.5)、第八三通(h)、电池组(9)、第九三通(i)、第七三通(g)、第三电磁阀(3.3)、第五三通(e)、第三三通(c)、第三管路出口(丙)回到电解液箱(2)中；电解液在经过电池组(9)时，电池组产生电能而对外输出电流，触发电池组风扇(8)及排风扇(11)启动。
2.根据权利要求1所述的智能金属空气电池系统，其特征在于：所述电池组(9)上设有温度传感器(10)，其实时检测电池组的温度状况，当温度达到指定值时，启动位于散热器(12)上的散热器风扇(13)。
3.根据权利要求2所述的智能金属空气电池系统，其特征在于：当温度到达限定温度时，控制中心(14)使第二自吸泵(6.2)停止，电池组(9)在放电过程中产生的氢气，经电池组(9)、第九三通(i)、第五管路出口(戊)排出，再由排风扇(11)排出至系统外部。
4.根据权利要求3所述的智能金属空气电池系统，其特征在于：在控制中心(14)使第二自吸泵(6.2)停止后，散热器(12)中淤积的液体经过第四三通(d)、打开的第二电磁阀(3.2)、第三三通(c)、第三管路出口(丙)回到电解液箱(2)中，或者散热器(12)中淤积的液体经过第六三通(f)、打开的第四电磁阀(3.4)、第五三通(e)、第三三通(c)、第三管路出口(丙)回到电解液箱(2)中。
5.根据权利要求4所述的智能金属空气电池系统，其特征在于：该智能金属空气电池系统还包括清洗液箱(1)，在电解液全部回流至电解液箱(2)后，控制中心(14)使第一自吸泵(6.1)启动，清洗液经第二管路出口(乙)、第一自吸泵(6.1)、第二三通(b)、第五电磁阀(3.5)、第八三通(h)、第九三通(i)、第七三通(g)、第三电磁阀(3.3)、第一三通(a)、第一管路出口(甲)完成清洗操作。
6.根据权利要求5所述的智能金属空气电池系统，其特征在于：该智能金属空气电池系统还包括中和装置(5)，其与清洗液箱(1)连接。
7.根据权利要求6所述的智能金属空气电池系统，其特征在于：在清洗操作结束后，清洗液在重力作用下经过第八三通(h)、第五电磁阀(3.5)、第二三通(b)、第一电磁阀(3.1)、第一三通(a)、第一管路出口(甲)回流至清洗液箱(1)内部，或者清洗液在重力作用下经过第七三通(g)、第三电磁阀(3.3)、第一三通(a)、第一管路出口(甲)回流至清洗液箱(1)内部。
8.根据权利要求7所述的智能金属空气电池系统，其特征在于：在清洗操作结束后，控制中心(14)使第一电磁阀(3.1)开启。
9.根据权利要求8所述的智能金属空气电池系统，其特征在于：在第七三通(g)的一端连接第六电磁阀(3.6)，第六电磁阀(3.6)与吹风机(7)连通；在吹干操作中，控制中心(14)使第六电磁阀(3.6)开启且其余阀门闭合，吹风机(7)开启后，风经吹风机(7)、第六电磁阀(3.6)、第七三通(g)、第九三通(i)、电池组(9)、第八三通(h)、第七电磁阀(3.7)、第五管路出口(戊)排出。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108183290A (zh) * 2017-12-28 2018-06-19 张树雄 一种智能金属空气电池系统
CN109301403A (zh) * 2018-10-11 2019-02-01 东北大学 一种金属-气体电池系统
CN112103535A (zh) * 2020-10-16 2020-12-18 蔚蓝(广东)新能源科技有限公司 提高金属空气电池搁置性能的方法及金属空气电池系统

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