一種基于鉛蓄-鋁空氣電池串聯(lián)的電動(dòng)汽車(chē)電池系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電動(dòng)車(chē)車(chē)載動(dòng)力電池技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于鉛蓄-鋁空氣電池串聯(lián)的電動(dòng)汽車(chē)電池系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，全球不可再生能源逐漸枯竭，環(huán)境污染問(wèn)題日趨嚴(yán)峻，“更安全、更節(jié)能、更環(huán)?！背蔀楫?dāng)今世界汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的主要技術(shù)方向。傳統(tǒng)燃油汽車(chē)能源消耗需求量大，排放物已對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。而純電動(dòng)汽車(chē)所具備的高效節(jié)能、幾乎零排放、低噪聲等特點(diǎn)較好地符合了汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展方向，是緩解能源和環(huán)境問(wèn)題的有效途徑之一，受到世界各國(guó)的廣泛重視。但電動(dòng)汽車(chē)的出現(xiàn)并未完全解決困擾傳統(tǒng)能源汽車(chē)的難題，續(xù)駛里程有限、充電配套基礎(chǔ)設(shè)施不完善、動(dòng)力電池成本高昂等都嚴(yán)重制約著其快速發(fā)展。
[0003]鋁空氣燃料電池以空氣中的氧作為正極的活性物質(zhì)，鋁合金作為負(fù)極活性物質(zhì)，氧通過(guò)氣體擴(kuò)散電極到達(dá)電化學(xué)反應(yīng)界面，與鋁發(fā)生反應(yīng)，放出電能。其具有高能量密度、高功率密度、可大電流持續(xù)供電、產(chǎn)物對(duì)環(huán)境無(wú)毒無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)，電池反應(yīng)所需原材料儲(chǔ)量豐富，價(jià)格低廉，反應(yīng)生成物可再生利用，電池儲(chǔ)存壽命長(zhǎng)。作為一種理想的清潔能源電池，目前世界先進(jìn)的汽車(chē)企業(yè)已致力于電動(dòng)車(chē)車(chē)載大功率用鋁空氣電池的研宄。
[0004]但是，鋁空氣燃料電池單體的電壓通常很低，一般在1.6V左右，在一定的負(fù)載下，電池單體的輸出電壓通常只有1.2V，若要達(dá)到驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)所需的電壓和功率要求，必須將多個(gè)電池單體進(jìn)行串聯(lián)以提高電壓，再通過(guò)適當(dāng)?shù)牟⒙?lián)方式使輸出電流達(dá)到功率要求。目前，鋁空氣燃料電池反應(yīng)堆一般采用傳統(tǒng)的雙極板式的堆疊結(jié)構(gòu)，但是電堆的體積與輸出電壓、功率成正比例關(guān)系，這在很大程度上遏制了車(chē)用大功率鋁空氣燃料電池的使用。
[0005]電動(dòng)汽車(chē)節(jié)能環(huán)保，但續(xù)駛里程有限、成本較高；鋁空氣燃料電池比功率和比能量高、可大電流持續(xù)供電，但電池反應(yīng)堆輸出電壓低、體積較大；如何既能滿足環(huán)保要求又能擁有經(jīng)濟(jì)的、足夠的續(xù)駛里程成為人們對(duì)電動(dòng)汽車(chē)共同關(guān)心的話題。充分利用鋁空氣燃料電池反應(yīng)堆所具備的上述特性，將其與傳統(tǒng)的純電動(dòng)汽車(chē)有效結(jié)合起來(lái)，設(shè)計(jì)一個(gè)以蓄電池-鋁空氣燃料電池串聯(lián)式的動(dòng)力電池系統(tǒng)。工作時(shí)，利用鋁空氣燃料電池大電流、低電壓、可持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定供電的特性，為純電動(dòng)汽車(chē)車(chē)載動(dòng)力蓄電池進(jìn)行在線式電能補(bǔ)充?？捎行Ю脙烧叩膬?yōu)勢(shì)，以達(dá)到提高電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程、降低使用成本的目的，同時(shí)對(duì)環(huán)境幾乎零排放、零污染。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠使汽車(chē)快速在線充電，提供電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程，并且節(jié)能環(huán)保，成本低廉的基于鉛蓄-鋁空氣電池串聯(lián)的電動(dòng)汽車(chē)電池系統(tǒng)。技術(shù)方案如下:
[0007]一種基于鉛蓄-鋁空氣電池串聯(lián)的電動(dòng)汽車(chē)電池系統(tǒng)，包括鋁空氣電池、充電系統(tǒng)和鉛蓄電池組；所述鋁空氣電池與第一二極管串聯(lián)后連接在正負(fù)電壓總線之間，第一二極管的正極連接鋁空氣電池的正極；所述充電系統(tǒng)包括逆變模塊和第一充電器，逆變模塊輸入端連接到正負(fù)電壓總線之間，輸出端通過(guò)第一充電器連接到所述鉛蓄電池組。
[0008]進(jìn)一步的，還包括密封雙極性鉛蓄電池，所述密封雙極性鉛蓄電池與第二二極管串聯(lián)后連接在正負(fù)電壓總線之間，第二二極管的負(fù)極連接密封雙極性鉛蓄電池的正極；所述鋁空氣電池內(nèi)還設(shè)置有發(fā)電控制系統(tǒng)，所述發(fā)電控制系統(tǒng)包括開(kāi)關(guān)控制電路和反應(yīng)控制電路，所述開(kāi)關(guān)控制電路連接所述逆變模塊的輸出端，所述反應(yīng)控制電路連接到所述密封雙極性鉛蓄電池的兩極。
[0009]更進(jìn)一步的，所述開(kāi)關(guān)控制電路包括失電延時(shí)繼電器和繼電器線圈，所述失電延時(shí)繼電器和繼電器線圈并聯(lián)后與第四空氣開(kāi)關(guān)串聯(lián)，還包括與失電延時(shí)繼電器串聯(lián)的第三繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)，以及與繼電器線圈串聯(lián)的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)；所述反應(yīng)控制電路包括并聯(lián)連接的第一冷卻風(fēng)機(jī)、第二冷卻風(fēng)機(jī)、供液泵和干燥風(fēng)機(jī)，還包括與第一冷卻風(fēng)機(jī)和第二冷卻風(fēng)機(jī)串聯(lián)的第二繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)、與供液泵串聯(lián)的第一繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)，以及與干燥風(fēng)機(jī)串聯(lián)的失電延時(shí)繼電器觸點(diǎn)和繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)。
[0010]更進(jìn)一步的，所述充電系統(tǒng)還包括第二充電器，所述第二充電器的輸入端連接到所述逆變模塊的輸出端，第二充電器的輸出端連接到所述密封雙極性鉛蓄電池的兩極。
[0011]更進(jìn)一步的，所述鋁空氣電池的正負(fù)極之間還連接有指示燈。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型將鉛蓄電池和鋁空氣電池串聯(lián)構(gòu)成動(dòng)力電池系統(tǒng)，有效的克服了傳統(tǒng)電動(dòng)汽車(chē)比能量低，難于快速充電，自放效率高，壽命短的問(wèn)題，提高了電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程；降低了使用成本；節(jié)約能源，幾乎零排放、零污染，符合低碳環(huán)保的思想；鋁板原料豐富，價(jià)格低廉，廉價(jià)易得，換一次鋁板可持續(xù)放電100個(gè)小時(shí)以上，且置換方便。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型電路原理示意圖。
[0014]圖2為本實(shí)用新型開(kāi)關(guān)控制電路不意圖。
[0015]圖3為本實(shí)用新型反應(yīng)控制電路示意圖。
[0016]圖中:1-第一二極管；2_指示燈；3_密封雙極性鉛蓄電池；4_第二二極管；5-第一空氣開(kāi)關(guān)；6_逆變模塊；7_第一充電器；8_鉛蓄電池組；9_第二空氣開(kāi)關(guān)；10_第三空氣開(kāi)關(guān)；11-第二充電器；12-第一冷卻風(fēng)機(jī)；13-第二冷卻風(fēng)機(jī)；14-鋁空氣電池；15_供液泵；16_干燥風(fēng)機(jī)；17-失電延時(shí)繼電器觸點(diǎn)；18-繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)；19-第一繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)；20_第二繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)；21_轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)；22_第三繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)；23_第四空氣開(kāi)關(guān)；24-失電延時(shí)繼電器；25_繼電器線圈。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明:如圖1所示，一種基于鉛蓄-鋁空氣電池串聯(lián)的電動(dòng)汽車(chē)電池系統(tǒng)，包括鋁空氣電池14、充電系統(tǒng)和鉛蓄電池組8 ;所述鋁空氣電池14與第一二極管I串聯(lián)后連接在正負(fù)電壓總線之間，第一二極管I的正極連接鋁空氣電池14的正極；所述充電系統(tǒng)包括逆變模塊6和第一充電器7，逆變模塊6輸入端連接到正負(fù)電壓總線之間，輸出端通過(guò)第一充電器7連接到所述鉛蓄電池組8。
[0018]鋁空氣電池14內(nèi)有十個(gè)單體串聯(lián)，每個(gè)1.2V，可輸出12V的直流電壓。按下開(kāi)關(guān)，反應(yīng)堆開(kāi)始發(fā)電，鋁空氣電池14輸出12V電壓。鋁空氣電池14的正負(fù)極之間可連接指示燈2，由指示燈2判斷是否為穩(wěn)定輸出12V電壓，輸出電流經(jīng)第