CN216981575U - 一种铝空燃料电池混动装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开的一种铝空燃料电池混动装置包括铝空燃料电池、DCDC转换模块、储能蓄电池、电池管理模块、控制模块；在正常工作时，用电负载的启动由储能蓄电池供电，避免了铝空燃料电池启动慢导致用电负载启动慢的问题；用电负载启动后，控制模块根据电池管理模块的反馈信号控制铝空燃料电池和DCDC转换模块，铝空燃料电池和储能蓄电池协调工作，同时互为冗余，当储能蓄电池出现故障时，铝空燃料电池连接DCDC转换模块，直接给用电负载供电；当铝空燃料电池出现故障时，储能蓄电池也可以直接为用电负载供电，提高了装置的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型属于铝空燃料电池领域，尤其涉及一种铝空燃料电池混动装置。
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。
然而铝空气燃料电池存在启动慢、功率密度低、输出功率无法控制等缺点，无法满足现有负载及时响应以及负载启动时瞬间大功率输出的负载特性要求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种铝空燃料电池混动装置，以解决铝空燃料电池启动慢、功率密度低以及输出功率无法控制的问题。
本实用新型是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种铝空燃料电池混动装置，包括铝空燃料电池、DCDC转换模块、储能蓄电池、电池管理模块以及控制模块；
所述铝空燃料电池的输出端与所述DCDC转换模块的输入端连接，所述DCDC转换模块的输出端分别与储能蓄电池的正极、用电负载连接；所述铝空燃料电池、DCDC转换模块以及电池管理模块分别与所述控制模块连接；所述电池管理模块还与储能蓄电池连接。
进一步地，所述铝空燃料电池和所述DCDC转换模块均包括多个，多个所述铝空燃料电池并联，多个所述DCDC转换模块并联。
进一步地，所述控制模块通过CAN总线与所述铝空燃料电池、DCDC转换模块以及电池管理模块连接。
进一步地，所述DCDC转换模块的输入端还与市电连接。
进一步地，所述储能蓄电池为锂电池组。
进一步地，所述DCDC转换模块包括依次连接的第一滤波电路、全桥逆变电路、变压器、全桥整流电路、第二滤波电路、电流传感器以及第三滤波电路；所述全桥逆变电路的可控开关管以及电流传感器分别与所述控制模块连接。
进一步地，在所述铝空燃料电池的输出端串接有二极管。
有益效果
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
本实用新型所提供的一种铝空燃料电池混动装置，包括铝空燃料电池、DCDC转换模块、储能蓄电池、电池管理模块、控制模块；在正常工作时，用电负载的启动由储能蓄电池供电，避免了铝空燃料电池启动慢导致用电负载启动慢的问题；用电负载启动后，控制模块根据电池管理模块的反馈信号控制铝空燃料电池和DCDC转换模块，铝空燃料电池和储能蓄电池协调工作，同时互为冗余，当储能蓄电池出现故障时，铝空燃料电池连接DCDC转换模块，直接给用电负载供电；当铝空燃料电池出现故障时，储能蓄电池也可以直接为用电负载供电，提高了装置的可靠性。
本实用新型在体积不变的情况下提高了装置的电池电量，增加了可靠性，具备结构简单紧凑、体积小、质量轻等特点。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，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是本实用新型实施例中铝空燃料电池混动装置的结构示意图；
图2是本实用新型实施例中DCDC转换模块的结构示意图。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实施例所提供的一种铝空燃料电池混动装置，包括铝空燃料电池、DCDC转换模块、储能蓄电池、电池管理模块、控制模块。铝空燃料电池的输出端与DCDC转换模块的输入端连接，DCDC转换模块的输出端分别与储能蓄电池的正极、用电负载连接；铝空燃料电池、DCDC转换模块以及电池管理模块分别与控制模块连接；电池管理模块还与储能蓄电池连接。
本实用新型所述的铝空燃料电池混动装置，在正常工作时，用电负载的启动由储能蓄电池供电，避免了铝空燃料电池启动慢导致用电负载启动慢的问题；当电池管理模块检测到储能蓄电池的荷电状态SOC低于设定值时，电池管理模块反馈信号给控制模块，控制模块下发启动指令给铝空燃料电池，铝空燃料电池开始工作，铝空燃料电池经DCDC转换模块给储能蓄电池充电和用电负载供电；当电池管理模块检测到储能蓄电池的荷电状态SOC高于设定值时，电池管理模块反馈信号给控制模块，控制模块向DCDC转换模块下发限制指令，限制铝空燃料电池的输出功率等于用电负载的供电功率，铝空燃料电池只为用电负载供电，锂电池处于浮充状态。
铝空燃料电池和储能蓄电池协调工作，同时互为冗余，当储能蓄电池出现故障时，铝空燃料电池连接DCDC转换模块，直接给用电负载供电；当铝空燃料电池出现故障时，储能蓄电池也可以直接为用电负载供电，提高了装置的可靠性。
在本实用新型的一个具体实施方式中，如图1所示，铝空燃料电池和DCDC转换模块均包括多个，多个铝空燃料电池并联，多个DCDC转换模块并联。
铝空燃料电池和DCDC转换模块均采用冗余设计。并联设计的多个铝空燃料电池互为冗余，当其中一个铝空燃料电池出现故障时，装置正常工作，提高了可靠性；并联设计的多个DCDC转换模块互为冗余，当其中一个DCDC转换模块出现故障时，装置正常工作，提高了可靠性。
在本实用新型的一个具体实施方式中，控制模块通过CAN总线与铝空燃料电池、DCDC转换模块以及电池管理模块连接。控制模块通过CAN通讯采集铝空燃料电池、DCDC转换模块以及储能蓄电池的状态信息，通过各状态信息来控制协调整个装置的工作。
在本实用新型的一个具体实施方式中，DCDC转换模块的输入端还与市电连接。在市电有电的情况下，市电经过DCDC转换模块给储能蓄电池充电和用电负载供电。
在本实用新型的一个具体实施方式中，储能蓄电池为锂电池组。
在本实用新型的一个具体实施方式中，如图2所示，DCDC转换模块包括依次连接的第一滤波电路R1C1、全桥逆变电路VT1～VT4、变压器他、全桥整流电路、第二滤波电路C11L11、电流传感器BC11以及第三滤波电路C12R11；全桥逆变电路的可控开关管以及电流传感器分别与控制模块连接。
DCDC转换模块具备电流、功率在线调节功能。电流传感器采集DCDC转换模块的实际输出电流，根据实际输出电流控制全桥逆变电路的可控开关管，实现电流、功率在线调节，从而调节铝空燃料电池的输出功率。DCDC转换模块内部采用双闭合控制，外环采用电压环控制，内环采用电流环控制，电压环控制先起作用，当达到控制模块给定的电流值后，电流环起作用，保证恒功率控制；如果DCDC转换模块达到给定的电流值之后，电流再增加，电压就开始下滑，保证功率恒定。
在本实用新型的一个具体实施方式中，如图1所示，在铝空燃料电池的输出端、市电接入端均串接有二极管，防止外部电倒灌至铝空燃料电池、市电中去。
本实用新型所提供的一种铝空燃料电池混动装置，涉及的改进之处仅在于部件与部件之间的连接关系，各个部件依然发挥已有功能，本实用新型并未针对各部件功能作出任何改进，即不涉及到计算机程序的改进，控制部分所涉及到的计算机程序为现有技术，具体可参考授权公告号为CN208062874U，名称为一种主动复合电源功率分配装置的中国实用新型专利。
以上所揭露的仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种铝空燃料电池混动装置，其特征在于：包括铝空燃料电池、DCDC转换模块、储能蓄电池、电池管理模块以及控制模块；
所述铝空燃料电池的输出端与所述DCDC转换模块的输入端连接，所述DCDC转换模块的输出端分别与储能蓄电池的正极、用电负载连接；所述铝空燃料电池、DCDC转换模块以及电池管理模块分别与所述控制模块连接；所述电池管理模块还与储能蓄电池连接。
2.如权利要求1所述的铝空燃料电池混动装置，其特征在于：所述铝空燃料电池和所述DCDC转换模块均包括多个，多个所述铝空燃料电池并联，多个所述DCDC转换模块并联。
3.如权利要求1所述的铝空燃料电池混动装置，其特征在于：所述控制模块通过CAN总线与所述铝空燃料电池、DCDC转换模块以及电池管理模块连接。
4.如权利要求1所述的铝空燃料电池混动装置，其特征在于：所述DCDC转换模块的输入端还与市电连接。
5.如权利要求1所述的铝空燃料电池混动装置，其特征在于：所述储能蓄电池为锂电池组。
6.如权利要求1～5中任一项所述的铝空燃料电池混动装置，其特征在于：所述DCDC转换模块包括依次连接的第一滤波电路、全桥逆变电路、变压器、全桥整流电路、第二滤波电路、电流传感器以及第三滤波电路；所述全桥逆变电路的可控开关管以及电流传感器分别与所述控制模块连接。
7.如权利要求1所述的铝空燃料电池混动装置，其特征在于：在所述铝空燃料电池的输出端串接有二极管。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202220504463.1U CN216981575U (zh) | 2022-03-07 | 2022-03-07 | 一种铝空燃料电池混动装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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|---|---|
| CN216981575U true CN216981575U (zh) | 2022-07-15 |
Family
ID=82356307
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202220504463.1U Active CN216981575U (zh) | 2022-03-07 | 2022-03-07 | 一种铝空燃料电池混动装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| CN (1) | CN216981575U (zh) |
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2022
- 2022-03-07 CN CN202220504463.1U patent/CN216981575U/zh active Active
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