一種鋁空氣燃料電池管理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電池管理系統(tǒng)，具體涉及到一種鋁空氣燃料電池管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)規(guī)模不斷擴(kuò)大，能源的消耗量急劇增長(zhǎng)。然而，中國(guó)的能源結(jié)構(gòu)極為不合理，煤和石油等化石燃料的消耗占了大部分，同時(shí)中國(guó)能源利用技術(shù)水平和效率低下，大量消耗化學(xué)燃料，造成了嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)及其利用方式越來(lái)越難以適應(yīng)人類(lèi)生存發(fā)展的需要，人類(lèi)急需清潔高效環(huán)保的新能源技術(shù)。
[0003]近些年，鋁空氣燃料電池由于具有成本低、能量密度大、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)污染、可靠性高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用的領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，但是目前，國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)鋁空氣電池智能化水平低，大部分管理系統(tǒng)處于半自動(dòng)化狀態(tài)，運(yùn)行使用效率低，而且大部分管理系統(tǒng)也不具有過(guò)載，過(guò)流等各種保護(hù)功能。如，公開(kāi)日為2013年9月11日，公開(kāi)號(hào)為CN103296338A的專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了這樣一種鋁空氣燃料電池的技術(shù)方案，如圖1所示，它包括電解液箱、電池堆，通風(fēng)系統(tǒng)、電解液上液系統(tǒng)，電解液回液系統(tǒng)、排氫系統(tǒng)、測(cè)溫系統(tǒng)、過(guò)濾系統(tǒng)和散熱系統(tǒng)。電池運(yùn)行過(guò)程如下，首先電解液全部存儲(chǔ)于電解液箱中，然后由電信號(hào)控制打開(kāi)電解液上液系統(tǒng)中的栗，經(jīng)電池堆中的電解液緩沖器均勻分配后進(jìn)入電池堆中的每一個(gè)單電池，每個(gè)單電池充滿(mǎn)電解液后，電池堆開(kāi)始供電；電解液流經(jīng)電池堆后，經(jīng)過(guò)電解液回液系統(tǒng)進(jìn)入電解液箱體，再經(jīng)過(guò)過(guò)濾系統(tǒng)，過(guò)濾去除反應(yīng)的固體產(chǎn)物，由電解液上液系統(tǒng)再注入電池堆實(shí)現(xiàn)電解液的循環(huán)，停止時(shí)，將電解液上液系統(tǒng)停止，則電池堆中的電解液回到電解液箱，電池停止供電，如需要重新供電時(shí)，啟動(dòng)電解液上液系統(tǒng)的水栗，則電池系統(tǒng)重新恢復(fù)供電。它雖然可以實(shí)現(xiàn)電解液的循環(huán)，能有效的分離沉淀，控制氫氣含量和電池的內(nèi)部溫度，提高了電池的穩(wěn)定性和可靠性。但是該技術(shù)方案的不足之處在于它不能對(duì)鋁空氣燃料電池的輸出電壓、電流、剩余電量(S0C值)、電解液的溫度和氫氣濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和監(jiān)控，并且它也不具有過(guò)載，過(guò)流和過(guò)溫等智能保護(hù)功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，提出了一種鋁-空氣電池管理控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅可對(duì)鋁空氣電池的輸出電壓、電流、剩余電量(S0C值)、電解液箱的氫氣濃度和電解液的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確監(jiān)控和顯示，并且還具有過(guò)載保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)等多重保護(hù)功能，能按照預(yù)先設(shè)定的參數(shù)對(duì)輸出繼電器進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，操作方便，易于推廣。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種鋁空氣燃料電池管理系統(tǒng)，包括微控制器模塊、液晶顯示模塊、電源模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、鍵盤(pán)模塊、報(bào)警模塊、執(zhí)行模塊和啟動(dòng)模塊，所述微控制器模塊分別與液晶顯示模塊、電源模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、鍵盤(pán)模塊、報(bào)警模塊、執(zhí)行模塊和啟動(dòng)模塊相連接；所述的數(shù)據(jù)采集模塊包括分別連接在微控制器模塊上的氫氣濃度采集模塊、溫度采集模塊、電壓采集模塊和電流采集模塊，所述的執(zhí)行模塊包括分別連接在微控制器模塊上的繼電器一、繼電器二、繼電器三、繼電器四、繼電器五、繼電器六和繼電器七。
[0007]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述的執(zhí)行模塊還包括分別連接在繼電器一、繼電器二、繼電器三、繼電器四、繼電器六、繼電器七上的散熱風(fēng)扇、散熱電磁閥、回流直流閥、排氫風(fēng)扇、進(jìn)氣風(fēng)扇和水栗。
[0008]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述的繼電器五與負(fù)載電路相連。
[0009]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述的啟動(dòng)模塊由繼電器八、自鎖開(kāi)關(guān)和蓄電池組成，所述的繼電器八分別與微控制器模塊和水栗相連接，所述的蓄電池與自鎖開(kāi)關(guān)相連，自鎖開(kāi)關(guān)與繼電器八的常閉觸點(diǎn)相連接。
[0010]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述微控制器模塊采用STC12C5A60S2微控制器，所述電源模塊采用穩(wěn)壓芯片LM2576HV12和LM2940-5.0，所述氫氣濃度采集模塊選用MQ-8型氫氣傳感器，所述溫度采集模塊選用數(shù)字式溫度傳感器芯片DS18B20，所述的電壓采集模塊采用兩個(gè)精度為萬(wàn)分之五的精密電阻，所述電流采集模塊選用霍爾電流傳感器芯片ACS712-30A，所述液晶顯示模塊采用12864液晶顯示器。
[0011]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述聲光報(bào)警模塊包括發(fā)光二極管和無(wú)源蜂鳴器，該蜂鳴器經(jīng)三極管與微控制器連接。
[0012]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述鍵盤(pán)模塊包括有四個(gè)獨(dú)立按鍵，分別代表功能選擇鍵、參數(shù)上調(diào)鍵、參數(shù)下調(diào)鍵和招空氣燃料電池關(guān)閉鍵。
[0013]本實(shí)用新型有益效果是，
[0014]I)本實(shí)用新型具有過(guò)載保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、溫度保護(hù)等多重保護(hù)功能，延長(zhǎng)鋁空氣電池的使用壽命，降低其運(yùn)行成本，提高電池的可靠性和使用效率。
[0015]2)本實(shí)用新型能準(zhǔn)確的對(duì)電池狀態(tài)的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與報(bào)警，并且報(bào)警參數(shù)上限值設(shè)置可調(diào)，能滿(mǎn)足不同情況的需求。
[0016]3)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所需器件都是常見(jiàn)易得的，采購(gòu)周期短，制作成本低，易于安裝與維護(hù)。
【附圖說(shuō)明】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0018]圖1是公開(kāi)號(hào)為CN103296338A專(zhuān)利文獻(xiàn)的鋁空氣電池的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)新型進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0021]參見(jiàn)圖2 —種鋁空氣燃料電池管理系統(tǒng)，包括微控制器模塊、液晶顯示模塊、電源模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、鍵盤(pán)模塊、報(bào)警模塊、執(zhí)行模塊和啟動(dòng)模塊，微控制器模塊分別與液晶顯示模塊、電源模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、鍵盤(pán)模塊、報(bào)警模塊、執(zhí)行模塊和啟動(dòng)模塊相連接；所述數(shù)據(jù)采集模塊包括分別連接在微控制器模塊上的氫氣濃度采集模塊、溫度采集模塊、電壓采集模塊和電流采集模塊，所述執(zhí)行模塊包括分別連接在微控制器模塊上的繼電器一、繼電器二、繼電器三、繼電器四、繼電器五、繼電器六和繼電器七，以及分別和繼電器一、繼電器二、繼電器三、繼電器四、繼電器六和繼電器七相連的散熱風(fēng)扇、散熱電磁閥、回流直流閥、排氫風(fēng)扇、負(fù)載、進(jìn)氣風(fēng)扇和水栗。所述繼電器五與負(fù)載電路相連。所述的啟動(dòng)模塊由繼電器八、自鎖開(kāi)關(guān)和蓄電池組成，繼電器八分別與微控制器模塊和水栗相連接，蓄電池與自鎖開(kāi)關(guān)相連，自鎖開(kāi)關(guān)與繼電器八的常閉觸點(diǎn)相連接。
[0022]本實(shí)施例中，所述微控制器模塊采用STC12C5A60S2單片機(jī)，所述電源模塊采用穩(wěn)壓芯片LM2576HV-12和LM2940-5，所述氫氣濃度采集模塊選用MQ-8型氫氣傳感器，所述溫度采集模塊選用數(shù)字式溫度傳感器芯片DS18B20，所述的電壓采集模塊采用兩個(gè)精度為萬(wàn)分之五的精密電阻，所述電流采集模塊選用霍爾電流傳感器芯片ACS712-30A，所述液晶顯示模塊采用12864液晶顯示器，所述聲光報(bào)警模塊采用發(fā)光二極管和無(wú)源蜂鳴器，所述鍵盤(pán)模塊包括有四個(gè)獨(dú)立按鍵。
[0023]鋁空氣燃料電池管理系統(tǒng)的工作過(guò)程:
[0024]—、鋁空氣燃料電池管理系統(tǒng)的放電控制過(guò)程:
[0025]當(dāng)本實(shí)用新型工作時(shí)，首先將啟動(dòng)模塊中的自鎖開(kāi)關(guān)按下，蓄電池通過(guò)繼電器八的常閉觸點(diǎn)對(duì)