[发明专利]金属空气燃料电池电解液综合管理系统及方法有效
申请号: | 201910083722.0 | 申请日: | 2019-01-29 |
公开(公告)号: | CN109638317B | 公开(公告)日: | 2023-07-14 |
发明(设计)人: | 陈东方;裴普成;牛祥福;宋鑫 | 申请(专利权)人: | 清华大学 |
主分类号: | H01M8/04223 | 分类号: | H01M8/04223;H01M8/04276 |
代理公司: | 北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙) 11201 | 代理人: | 张润 |
地址: | 10008*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 金属 空气 燃料电池 电解液 综合 管理 系统 方法 | ||
1.一种金属空气燃料电池电解液综合管理系统,其特征在于,包括:
电解液-保护液循环系统,用于向电池供给或从电池中回收电解液或保护液;
产物过滤分离系统,用于对所述电解液中的反应产物进行过滤分离;
控制单元,用于通过液面检测单元控制所述电解液-保护液循环系统中泵、阀、开关的工作状态,并通过管路中的阀、泵、开关之间工作组合改变所述电解液和所述保护液的循环路径;
在所述电解液-保护液循环系统中,电池与电解液箱通过管道系统连接,控制管道中电磁阀的开闭状态和泵的工作状态以改变所述电解液和所述保护液在电池堆和电解液箱之间的循环路径;
若所述电解液的密度大于所述保护液的密度,则将所述保护液和所述电解液置于同一电解液箱,所述电解液和所述保护液各自从其进液管道流出,进入进液总管,流经电池堆反应室后通过相同出液总管流回所述电解液箱;
若所述电解液的密度小于所述保护液的密度,则将所述电解液和所述保护液分别置于装置顶部的电解液箱和装置底部的电解液储备区中,通过各自的进液管道进入进液总管,流经电池反应室后从出液总管流出,通过各自的出液分管流回电解液箱或电解液储备区。
2.根据权利要求1所述的金属空气燃料电池电解液综合管理系统,其特征在于,
所述电解液-保护液循环系统包括:电解液箱、电池堆、进液总管、进液分管、出液总管、出液分管、电磁阀和泵。
3.根据权利要求1所述的金属空气燃料电池电解液综合管理系统,其特征在于,
所述产物过滤分离系统包括:电解液箱、电解液缓冲区、电解液过滤区、电解液储备区、电磁阀和泵;其中,所述电解液过滤区位于所述电解液箱正下方,与所述电解液箱通过开关连接;
在电池进入停放状态后,所述电解液箱底部的开关打开,所述电解液在重力的作用下依次通过缓冲区、过滤区和储备区进行静置沉降,当所述电解液箱液面高度达到所述液面检测单元预设位置后关闭开关,所述电池再启动时,通过电磁阀和泵将储备区中的电解液重新泵回所述电解液箱。
4.根据权利要求1所述的金属空气燃料电池电解液综合管理系统,其特征在于,
通过所述液面检测单元读取的液面高度信息控制电解液-保护液循环系统和产物过滤分离系统中泵和电磁阀系统的工作状态。
5.一种金属空气燃料电池电解液综合管理方法,其特征在于,包括以下步骤:
电解液-保护液循环系统向电池供给或从电池中回收电解液或保护液;
产物过滤分离系统对所述电解液中的反应产物进行过滤分离;
控制单元通过液面检测单元控制所述电解液-保护液循环系统中泵、阀、开关的工作状态,并通过管路中的阀、泵、开关之间工作组合改变所述电解液和所述保护液的循环路径;
在所述电解液-保护液循环系统中,电池与电解液箱通过管道系统连接,控制管道中电磁阀的开闭状态和泵的工作状态以改变所述电解液和所述保护液在电池堆和电解液箱之间的循环路径;
若所述电解液的密度大于所述保护液的密度,则将所述保护液和所述电解液置于同一电解液箱,所述电解液和所述保护液各自从其进液管道流出,进入进液总管,流经电池堆反应室后通过相同出液总管流回所述电解液箱;
若所述电解液的密度小于所述保护液的密度,则将所述电解液和所述保护液分别置于装置顶部的电解液箱和装置底部的电解液储备区中,通过各自的进液管道进入进液总管,流经电池反应室后从出液总管流出,通过各自的出液分管流回电解液箱或电解液储备区。
6.根据权利要求5所述的金属空气燃料电池电解液综合管理方法,其特征在于,
在电池进入停放状态后,电解液箱底部的开关打开,所述电解液在重力的作用下依次通过缓冲区、过滤区和储备区进行静置沉降,当所述电解液箱液面高度达到所述液面检测单元预设位置后关闭开关,所述电池再启动时,通过电磁阀和泵将储备区中的电解液重新泵回所述电解液箱。
7.根据权利要求5所述的金属空气燃料电池电解液综合管理方法,其特征在于,
通过所述液面检测单元读取的液面高度信息控制电解液-保护液循环系统和产物过滤分离系统中泵和电磁阀系统的工作状态。
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