一種鋁空氣燃料電池管理系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實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】
[0002]近年來，我國經(jīng)濟迅速發(fā)展，經(jīng)濟規(guī)模不斷擴大，能源的消耗量急劇增長。然而，中國的能源結構極為不合理，煤和石油等化石燃料的消耗占了大部分，同時中國能源利用技術水平和效率低下，大量消耗化學燃料，造成了嚴重的環(huán)境問題，傳統(tǒng)能源結構及其利用方式越來越難以適應人類生存發(fā)展的需要，人類急需清潔高效環(huán)保的新能源技術。
[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、結構簡單、無污染、可靠性高、壽命長等優(yōu)點，其應用的領域越來越廣泛，但是目前，國內(nèi)傳統(tǒng)鋁空氣電池智能化水平低，大部分管理系統(tǒng)處于半自動化狀態(tài)，運行使用效率低，而且大部分管理系統(tǒng)也不具有過載，過流等各種保護功能。如，公開日為2013年9月11日，公開號為CN103296338A的專利文獻公開了這樣一種鋁空氣燃料電池的技術方案，如圖1所示，它包括電解液箱、電池堆，通風系統(tǒng)、電解液上液系統(tǒng)，電解液回液系統(tǒng)、排氫系統(tǒng)、測溫系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)和散熱系統(tǒng)。電池運行過程如下，首先電解液全部存儲于電解液箱中，然后由電信號控制打開電解液上液系統(tǒng)中的栗，經(jīng)電池堆中的電解液緩沖器均勻分配后進入電池堆中的每一個單電池，每個單電池充滿電解液后，電池堆開始供電；電解液流經(jīng)電池堆后，經(jīng)過電解液回液系統(tǒng)進入電解液箱體，再經(jīng)過過濾系統(tǒng)，過濾去除反應的固體產(chǎn)物，由電解液上液系統(tǒng)再注入電池堆實現(xiàn)電解液的循環(huán)，停止時，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，啟動電解液上液系統(tǒng)的水栗，則電池系統(tǒng)重新恢復供電。它雖然可以實現(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。但是該技術方案的不足之處在于它不能對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行實時顯示和監(jiān)控，并且它也不具有過載，過流和過溫等智能保護功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型針對現(xiàn)有技術上存在的不足，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行實時準確監(jiān)控和顯示，并且還具有過載保護、過流保護、過溫保護等多重保護功能，能按照預先設定的參數(shù)對輸出繼電器進行自動調(diào)節(jié)。本實用新型結構簡單，可靠性高，操作方便，易于推廣。
[0005]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[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、鍵盤模塊、報警模塊、執(zhí)行模塊和啟動模塊，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、鍵盤模塊、報警模塊、執(zhí)行模塊和啟動模塊相連接；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扇、散熱電磁閥、回流直流閥、排氫風扇、進氣風扇和水栗。
[0008]作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述的繼電器五與負載電路相連。
[0009]作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述的啟動模塊由繼電器八、自鎖開關和蓄電池組成，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關相連，自鎖開關與繼電器八的常閉觸點相連接。
[0010]作為本實用新型的一種優(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精度為萬分之五的精密電阻，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]作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述聲光報警模塊包括發(fā)光二極管和無源蜂鳴器，該蜂鳴器經(jīng)三極管與微控制器連接。
[0012]作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述鍵盤模塊包括有四個獨立按鍵，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閉鍵。
[0013]本實用新型有益效果是，
[0014]I)本實用新型具有過載保護、過流保護、溫度保護等多重保護功能，延長鋁空氣電池的使用壽命，降低其運行成本，提高電池的可靠性和使用效率。
[0015]2)本實用新型能準確的對電池狀態(tài)的各個參數(shù)進行實時監(jiān)測與報警，并且報警參數(shù)上限值設置可調(diào)，能滿足不同情況的需求。
[0016]3)本實用新型結構簡單，所需器件都是常見易得的，采購周期短，制作成本低，易于安裝與維護。
【附圖說明】
[0017]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0018]圖1是公開號為CN103296338A專利文獻的鋁空氣電池的結構示意圖。
[0019]圖2是本實用新型的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和具體實施例對本實新型進行進一步說明，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0021]參見圖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、鍵盤模塊、報警模塊、執(zhí)行模塊和啟動模塊，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、鍵盤模塊、報警模塊、執(zhí)行模塊和啟動模塊相連接；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扇、散熱電磁閥、回流直流閥、排氫風扇、負載、進氣風扇和水栗。所述繼電器五與負載電路相連。所述的啟動模塊由繼電器八、自鎖開關和蓄電池組成，繼電器八分別與微控制器模塊和水栗相連接，蓄電池與自鎖開關相連，自鎖開關與繼電器八的常閉觸點相連接。
[0022]本實施例中，所述微控制器模塊采用STC12C5A60S2單片機，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精度為萬分之五的精密電阻，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，所述聲光報警模塊采用發(fā)光二極管和無源蜂鳴器，所述鍵盤模塊包括有四個獨立按鍵。
[0023]鋁空氣燃料電池管理系統(tǒng)的工作過程:
[0024]—、鋁空氣燃料電池管理系統(tǒng)的放電控制過程:
[0025]當本實用新型工作時，首先將啟動模塊中的自鎖開關按下，蓄電池通過繼電器八的常閉觸點對