CN210607471U - 一种铝空燃料电池系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种铝空燃料电池系统，包括铝空电池模组、进液泵、电解液箱和散热单元；电解液箱的出口与进液泵入口相连通，进液泵出口与铝空电池模组的进液口相连通，铝空电池模组的出液口与电解液箱入口相连通；所述散热单元包括冷却泵和水冷系统，冷却泵入口与电解液箱相连通，冷却泵出口与水冷系统入口相连通，水冷系统出口与电解液箱相连通；还包括电池管理系统，所述铝空电池模组的电信号输出端、电解液箱内温度传感器的输出端均与电池管理系统电连接，电池管理系统的输出端与进液泵及散热单元电连接。本实用新型功率密度高，电解液温度容易控制，密封性好，方便产业化。
Description
技术领域
本实用新型特别涉及一种铝空燃料电池系统。
背景技术
铝空燃料电池是一种新型高能化学电源，它以铝合金为负极，空气电极为正极，中性或碱性水溶液为电解液，电池运行过程中通过消耗铝合金负极和空气中的氧气对外输出电能。
铝空燃料电池具有能量密度大，质量轻，无污染，可靠性高，寿命长等优点，但其功率密度低，发热量大，电解液温度不容易控制。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种铝空燃料电池系统，功率密度高，电解液温度容易控制。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：
一种铝空燃料电池系统，其特点是包括铝空电池模组、进液泵、电解液箱和散热单元；电解液箱的出口与进液泵入口相连通，进液泵出口与铝空电池模组的进液口相连通，铝空电池模组的出液口与电解液箱入口相连通；所述散热单元包括冷却泵和水冷系统，冷却泵入口与电解液箱相连通，冷却泵出口与水冷系统入口相连通，水冷系统出口与电解液箱相连通。
进一步地，还包括电池管理系统，所述铝空电池模组的电信号输出端、电解液箱内温度传感器的输出端均与电池管理系统电连接，电池管理系统的输出端与进液泵及散热单元电连接。
进一步地，所述水冷系统内置散热风机。
作为一种优选方式，所述铝空电池模组包括若干个铝空燃料电池单体。
进一步地，相邻的铝空燃料电池单体之间设有间隙。
进一步地，所述铝空燃料电池单体包括壳体，壳体内设有腔体，腔体内设有空气电极和铝电极，壳体底部中央开设与腔体相通的进液口，壳体底部两侧各设有一出液口，壳体两侧各设有一竖直槽，竖直槽顶部与腔体相通，竖直槽底部与对应的出液口相通。
进一步地，所述进液口和出液口处均设有密封圈。
进一步地，所述壳体底部两侧各设有一固定座。
进一步地，所述壳体内设有位于空气电极对应的电解膜外的不锈钢格栅。
进一步地，所述壳体内底部设有用于固定铝电极对应的铝块的固定槽。
与现有技术相比，本实用新型功率密度高，电解液温度容易控制，密封性好，方便产业化。
附图说明
图1为铝空燃料电池系统示意图。
图2为铝空电池模组结构示意图。
图3为电池管理系统工作原理图。
图4为电池单体结构示意图。
图5为固定槽结构示意图。
图6为图4的爆炸图。
其中，1为电池单体，101为壳体，102为腔体，103为空气电极，104为铝电极，105为进液口，106为出液口，107为排气口，108为密封圈，109为固定座，110为螺栓孔，111为格栅，112为固定槽，113为防水透气阀，2为铝空电池模组，3为进液泵，4为电解液箱，5为散热单元，51为冷却泵，52为水冷系统，521为散热风机，6为温度传感器，7为间隙，8为电池管理系统。
具体实施方式
如图1至图6所示，铝空燃料电池系统包括铝空电池模组2、进液泵3、电解液箱4和散热单元5；电解液箱4的出口与进液泵3入口相连通，进液泵3出口与铝空电池模组2的进液口105相连通，铝空电池模组2的出液口106与电解液箱4入口相连通；所述散热单元5包括冷却泵51和水冷系统52，冷却泵51入口与电解液箱4相连通，冷却泵51出口与水冷系统52入口相连通，水冷系统52出口与电解液箱4相连通。
铝空燃料电池系统还包括电池管理系统8，所述铝空电池模组2的电信号输出端、电解液箱4内温度传感器6的输出端均与电池管理系统8电连接，电池管理系统8的输出端与进液泵3及散热单元5的冷却泵51和水冷系统52电连接。
每个模块采用独立的进液泵3，可以调节进液泵3来调节电解液的流速，从而调试电池系统的输出功率。
如图3所示，BMS(电池管理系统8)对电池的状态进行采集，通过主控制器进行处理判断，自动控制。BMS具备电池故障的实时分析能力，对电池进行预警和报警，对故障进行定位，为电池的维护提供便利。电池管理系统8与外部进行网络通讯，实时上报电池状态，避免电池在使用过程中过放电而影响电池使用，降低运行成本。对电池的维护达到智能化。
所述水冷系统52内置散热风机521。
本实用新型采用独立的散热单元5，可以调节冷却泵51的流量及水冷系统52的内置散热风机521转速来精确控制电解液温度，以便电池系统工作在最佳温度点。
所述铝空电池模组2包括若干个铝空燃料电池单体1。铝空电池模组2采用模块化设计，根据系统电压、电流、功率等不同的要求，可以进行模块串并联。
相邻的铝空燃料电池单体1之间设有间隙7，从侧面边缘进气，保证了氧气的供应同时带走了部分热量，在保证功能性的基础上，最大程度上增加了集成度。
所述的铝空燃料电池单体1的一实施例包括壳体101，壳体101内设有腔体102，腔体102内设有空气电极103和铝电极104，壳体101底部中央开设与腔体102相通的进液口105，壳体101底部两侧各设有一出液口106，壳体101两侧各设有一竖直槽，竖直槽顶部与腔体102相通，竖直槽底部与对应的出液口106相通。如图2和图3所示，竖直槽开设在壳体101两侧的两根立杆内，在附图中的视图方向没有示出，但并不影响本领域的技术人员对本实用新型的理解和实现。电解液从中间下部的进液口105进入腔体102，注满整个腔体102后，从竖直槽的上部溢流进竖直槽，再依次通过竖直槽和出液口106下落流出。即，本实用新型中，电解液从底部进入，在电池单体1内部冲刷一遍后经另一侧上口溢流出去，直接下落流出。这样的液流系统设计，保证了电池单体1的进液一致性，同时尽可能减小串电的影响。
所述进液口105和出液口106处均设有密封圈108，可以有效密封。
所述壳体101底部两侧各设有一固定座109。所述固定座109上开设螺栓孔110。电池单体1两端可采用螺栓固定，保证了电池单体1安装的可靠性，每个电池单体1都能可靠按照，便于产业化。
所述壳体101内设有位于空气电极103对应的电解膜外的不锈钢格栅111。由于电解液在电池单体1内部有压力，所以在电解膜的外侧增加不锈钢格栅111，不锈钢材质的格栅111能够很好地保证格栅111的强度，不让电解膜受力往外挤压。采用不锈钢格栅111，在保证强度的情况下，有效地减小了电池单体1的厚度，在同样空间尺寸的情况下增加了电池的功率密度。
所述壳体101内底部设有用于固定铝电极104对应的铝块的固定槽112。固定槽112能够保证铝块安装及反应过程中的固定，这样可以增加铝块插入后的对位准确性，方便产业化。
所述壳体101上开设与腔体102相通的排气口107。在电池单体1反应过程中，排气口107用于排气。
所述排气口107处设有防水透气阀113。排气口107处设防水透气阀113，在保证排气的同时，又能做到有效密封。
本实用新型适合大功率备用动力电源，UPS等。
上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种铝空燃料电池系统，其特征在于，包括铝空电池模组(2)、进液泵(3)、电解液箱(4)和散热单元(5)；电解液箱(4)的出口与进液泵(3)入口相连通，进液泵(3)出口与铝空电池模组(2)的进液口(105)相连通，铝空电池模组(2)的出液口(106)与电解液箱(4)入口相连通；所述散热单元(5)包括冷却泵(51)和水冷系统(52)，冷却泵(51)入口与电解液箱(4)相连通，冷却泵(51)出口与水冷系统(52)入口相连通，水冷系统(52)出口与电解液箱(4)相连通。
2.如权利要求1所述的铝空燃料电池系统，其特征在于，还包括电池管理系统(8)，所述铝空电池模组(2)的电信号输出端、电解液箱(4)内温度传感器(6)的输出端均与电池管理系统(8)电连接，电池管理系统(8)的输出端与进液泵(3)及散热单元(5)电连接。
3.如权利要求1所述的铝空燃料电池系统，其特征在于，所述水冷系统(52)内置散热风机(521)。
4.如权利要求1所述的铝空燃料电池系统，其特征在于，所述铝空电池模组(2)包括若干个铝空燃料电池单体(1)。
5.如权利要求4所述的铝空燃料电池系统，其特征在于，相邻的铝空燃料电池单体(1)之间设有间隙(7)。
6.如权利要求4所述的铝空燃料电池系统，其特征在于，所述铝空燃料电池单体(1)包括壳体(101)，壳体(101)内设有腔体(102)，腔体(102)内设有空气电极(103)和铝电极(104)，壳体(101)底部中央开设与腔体(102)相通的进液口(105)，壳体(101)底部两侧各设有一出液口(106)，壳体(101)两侧各设有一竖直槽，竖直槽顶部与腔体(102)相通，竖直槽底部与对应的出液口(106)相通。
7.如权利要求6所述的铝空燃料电池系统，其特征在于，所述进液口(105)和出液口(106)处均设有密封圈(108)。
8.如权利要求6所述的铝空燃料电池系统，其特征在于，所述壳体(101)底部两侧各设有一固定座(109)。
9.如权利要求6所述的铝空燃料电池系统，其特征在于，所述壳体(101)内设有位于空气电极(103)对应的电解膜外的不锈钢格栅(111)。
10.如权利要求6所述的铝空燃料电池系统，其特征在于，所述壳体(101)内底部设有用于固定铝电极(104)对应的铝块的固定槽(112)。
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|---|---|---|---|---|
| CN112310444A (zh) * | 2020-09-24 | 2021-02-02 | 合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室) | 一种多功能金属燃料电池系统 |
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2019
- 2019-09-24 CN CN201921593944.9U patent/CN210607471U/zh active Active
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| CN112310444A (zh) * | 2020-09-24 | 2021-02-02 | 合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室) | 一种多功能金属燃料电池系统 |
| CN112310444B (zh) * | 2020-09-24 | 2022-02-11 | 合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室) | 一种多功能金属燃料电池系统 |
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