一種控制鎂海水電池放電的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電池應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種控制鎂海水電池放電的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鎂海水電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的一類電化學(xué)電池，是一種可隨即使用的儲(chǔ)備型電池，干燥狀態(tài)下可長期儲(chǔ)存，臨用時(shí)加海水或中性鹽電解液可使之激活。該電池具有質(zhì)能比高、放電電壓平穩(wěn)、干態(tài)存儲(chǔ)時(shí)間長、成本低廉、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，并且該電池只需在陽極和陰極間加入中性鹽電解液即可產(chǎn)生電能，因此可作為應(yīng)急儲(chǔ)備電源、可移動(dòng)電子設(shè)備電源和水面/水下移動(dòng)設(shè)備電源等，具有極大的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]由于鎂海水電池的固有特性，在加入中性鹽電解液后，若立即對(duì)額定負(fù)載放電，電池電壓會(huì)瞬間跌落到較低電平，輸出功率受到限制。鎂海水電池的這一特性使得其在放電初期無法對(duì)負(fù)載正常供電，造成用電設(shè)備工作不正常，存在潛在危險(xiǎn)；當(dāng)鎂海水電池所帶負(fù)載超過其輸出能力，或者隨著鎂海水電池的使用，其輸出能力無法達(dá)到負(fù)載要求時(shí)，若不及時(shí)停止向負(fù)載供電，電池將過放電或異常放電，同樣存在安全隱患。為了克服上述缺陷，需要對(duì)鎂海水電池的放電過程進(jìn)行有效的控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決由于激活過程的存在，鎂海水電池在加入電解液初期，放電電壓跌落嚴(yán)重，無法正常對(duì)負(fù)載供電的缺陷，本發(fā)明的提供一種控制鎂海水電池放電的方法。當(dāng)鎂海水電池所帶負(fù)載超過其輸出能力，或者隨著鎂海水電池的使用，其輸出能力無法達(dá)到負(fù)載要求時(shí)，該方法可以對(duì)鎂海水電池的放電過程進(jìn)行有效的控制和保護(hù)。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0006](1) 一種控制鎂海水電池放電的裝置
[0007]該裝置包括負(fù)載開關(guān)S1、輔助開關(guān)S2、超級(jí)電容器C1、電阻R1、發(fā)光二極管LED1、電阻R2、發(fā)光二極管LED2、輸入接線端子P1、輸出接線端子P2和主控單元，其中主控單元具有電壓監(jiān)測(cè)、電壓變換及邏輯控制功能。其特征在于:該裝置串聯(lián)在鎂海水電池和負(fù)載間使用；輸入接線端子P1有正、負(fù)兩端，輸入接線端子P1的正端與鎂海水電池的正極相連接，輸入接線端子P1的負(fù)端與鎂海水電池的負(fù)極相連；負(fù)載開關(guān)S1的一端與輸入接線端子P1的正端相連，負(fù)載開關(guān)S1的另一端與輸出接線端子P2的正端相連；電阻R2與發(fā)光二極管LED2串聯(lián)后并聯(lián)在輸出接線端子P2的兩端，輔助開關(guān)S2的一端與輸入接線端子P1的正端相連，輔助開關(guān)S2的另一端與超級(jí)電容器C1的一端相連，C1的另一端與輸入接線端子P1的負(fù)端相連；電阻R1與發(fā)光二極管LED1串聯(lián)組合后并聯(lián)在超級(jí)電容器C1的兩端，主控單元與輸入接線端子P1的兩端和超級(jí)電容器C1的兩端相連，主控單元輸出控制信號(hào)給負(fù)載開關(guān)S1和輔助開關(guān)S2，輸出接線端子P2用于與負(fù)載電路相連接。
[0008](2)上述裝置控制鎂海水電池放電的方法
[0009]鎂海水電池加入中性鹽電解質(zhì)后產(chǎn)生電能，產(chǎn)生電能初期鎂海水電池處于激活初期，輸出功率受到限制，不能直接對(duì)負(fù)載供電。主控單元在鎂海水電池產(chǎn)生電能的初期，控制輔助開關(guān)S2導(dǎo)通、負(fù)載開關(guān)S1關(guān)斷，此時(shí)鎂海水電池開始放電，并對(duì)超級(jí)電容器C1充電，鎂海水電池電壓瞬間跌落到較低值，然后逐漸增大，超級(jí)電容器C1兩端電壓逐漸增大；鎂海水電池開始進(jìn)入激活過程和放電激活狀態(tài)，此時(shí)發(fā)光二極管LED1亮，發(fā)光二極管LED2滅，表明鎂海水電池目前不能對(duì)負(fù)載進(jìn)行供電，輸出接線端子P2兩端的電壓為零。
[0010]主控單元持續(xù)監(jiān)測(cè)超級(jí)電容器C1兩端電壓，通過超級(jí)電容器C1兩端電壓和其容量計(jì)算鎂海水電池輸出功率，若輸出功率未達(dá)到額定輸出功率時(shí)主控單元繼續(xù)保持輔助開關(guān)S2導(dǎo)通、負(fù)載開關(guān)S1關(guān)斷，鎂海水電池繼續(xù)放電激活；若輸出功率達(dá)到額定輸出功率時(shí)，主控單元控制負(fù)載開關(guān)S1導(dǎo)通、輔助開關(guān)S2關(guān)斷，導(dǎo)通鎂海水電池向負(fù)載供電的通路，切除超級(jí)電容器C1的充電回路后，超級(jí)電容器C1存儲(chǔ)的電量經(jīng)過主控單元的電壓變換和鎂海水電池一起通過負(fù)載開關(guān)S1輸出電壓到輸出接線端子P2兩端，即通過輸出接線端子P2向負(fù)載供電，此時(shí)發(fā)光二極管LED2亮，發(fā)光二極管LED1滅，表明鎂海水電池能夠?qū)ω?fù)載正常供電，輸出接線端子P2兩端的電壓正常。額定輸出功率由鎂海水電池特性要求決定。
[0011]鎂海水電池放電激活完成后，通過輸出接線端子P2向負(fù)載供電。此后，主控單元監(jiān)測(cè)鎂海水電池的輸出電壓，當(dāng)所帶負(fù)載超過鎂海水電池的輸出能力，或者隨著鎂海水電池的使用，其輸出能力無法達(dá)到負(fù)載要求時(shí)，鎂海水電池的輸出電壓將下降到能夠正常工作的最小值之下，此時(shí)主控單元控制負(fù)載開關(guān)S1關(guān)斷，電池不向外輸出電能，防止鎂海水電池過放電。當(dāng)輸出接線端子P2連接的負(fù)載在鎂海水電池的輸出能力之內(nèi)時(shí)，主控單元控制負(fù)載開關(guān)S1重新導(dǎo)通，向負(fù)載供電。主控單元可以通過邏輯芯片組成的電路實(shí)現(xiàn)，也可以利用單片機(jī)等低功耗控制器實(shí)現(xiàn)。
[0012]本發(fā)明能夠解決鎂海水電池在加入中性鹽電解質(zhì)后，初始狀態(tài)輸出功率過小，無法滿足負(fù)載要求的問題。利用超級(jí)電容器C1對(duì)鎂海水電池進(jìn)行放電激活，待鎂海水電池的輸出能力能夠滿足負(fù)載需求時(shí)再切除超級(jí)電容器并對(duì)負(fù)載供電，確保鎂海水電池能夠?qū)ω?fù)載正常供電，避免因鎂海水電池的輸出能力不夠而導(dǎo)致負(fù)載電路工作不正?；虺霈F(xiàn)安全隱患等情況。當(dāng)鎂海水電池所帶負(fù)載超過其輸出能力，或者隨著鎂海水電池的使用，其輸出能力無法達(dá)到負(fù)載要求時(shí)，本發(fā)明裝置能夠使電池停止向負(fù)載供電，避免電池過放電或異常放電，當(dāng)負(fù)載在鎂海水電池的輸出能力內(nèi)時(shí)，本裝置能夠重新使鎂海水電池對(duì)負(fù)載供電。本發(fā)明的方法可實(shí)現(xiàn)鎂海水電池工作狀態(tài)的自動(dòng)調(diào)整，控制鎂海水電池的放電過程，保障鎂海水電池可靠工作，不僅適用于鎂海水電池，同樣適用于具有同類問題的其它電池。
【附圖說明】
[0013]圖1是一種控制鎂海水電池放電方法的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是一種鎂海水電池放電控制裝置主控單元的工作流程圖。
[0015]圖中:BT為鎂海水電池，P1為輸入接線端子，S1、S2為負(fù)載開關(guān)，R1、R2為電阻，C1為超級(jí)電容器，LED1、LED2為發(fā)光二極管，P2為輸出接線端子，^為C1兩端電壓，VBT為鎂海水電池電壓，設(shè)定值1為C1兩端電壓的監(jiān)測(cè)限值，設(shè)定值2為鎂海水電池兩端電壓的監(jiān)測(cè)限值。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0017]在圖1給出的一種控制鎂海水電池放電方法的電路結(jié)構(gòu)示意圖，包括主控單元、負(fù)載開關(guān)S1、輔助開關(guān)S2、超級(jí)電容器C1、電阻R1、發(fā)光二極管LED1、電阻R2、發(fā)光二極管LED2、輸入接線端子P1和輸出接線端子P2。該裝置串聯(lián)在鎂海水電池和負(fù)載間使用，輸入接線端子P1的正端與鎂海水電池的正極相連接，輸入接線端子P1的負(fù)端與鎂海水電池的負(fù)極相連，負(fù)載開關(guān)S1的一端與輸入接線端子P1的正端相連，