[发明专利]电动汽车及其铝空气电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及化学能源领域，尤其涉及一种电动汽车及其铝空气电池系统。

背景技术

目前在电动汽车动力源的选择上，锂离子电池已成为主流趋势。家用小轿车匹配的锂电池，一次充电时间约为8小时，充满电仅可持续行驶150km左右，仅能满足市内或短程的市际行驶需要，离人们当前对汽车的要求有较大的差距。另外，采用锂离子电池作为动力源的电动汽车充电要到指定点（充电站）充电，而目前电动汽车充电站网点非常少，充电站的建设依赖于公共基础设施建设来解决。因此，锂离子电池作为电动汽车主流动力源的地位也将受到挑战。

鉴于锂离子电池存在的一些问题，目前的金属空气电池研究正悄然兴起。铝空气电池是以铝为基础材料的合金为负极、空气（空气中的氧气）为正极、碱性溶液（例如NaOH、KOH）为电解质溶液的金属材料电池。相对于目前普遍采用的锂离子电池，铝空气电池具有如下优点：

（1）比能量高，整车续驶里程长。铝空气电池的比能量能达到400Wh/kg（瓦小时/千克），为锂离子电池的2～3倍，同样匹配250kg电池，续驶里程可达到500km。

（2）铝空气电池无需充电，大规模商业化不依赖于基础设施配套。铝空气电池的铝板在空气中与碱性溶液发生氧化反应来释放电能，电池的整个生命周期内不需要充电，铝消耗完以后更换新的铝板即可，短时间便能恢复工作。

（3）铝空气电池可以循环利用，相对更环保、成本低。铝空气电池氧化成氢氧化铝以后，通过沉淀、过滤收集起来加以还原可完全回收，达到循环利用的效果。

然而，铝空气电池车用研究还刚刚开始，成果较少，无成熟的技术和经验可以借鉴。

发明内容

本发明提供一种适用于电动汽车的铝空气电池系统，可以控制开始放电和终止放电的同时，节省能源。

另外，本发明还提供一种具有上述铝空气电池系统的电动汽车。

为达上述优点，本发明提供一种铝空气电池系统，包括：铝空气电池堆，包括多个串联的铝空气电池；电解液箱，装有电解液，所述电解液箱的水平位置低于所述铝空气电池堆；电解液输出管，连接所述电解液箱和各所述铝空气电池；多个水泵，设置在所述电解液输出管上，所述水泵与所述铝空气电池一一对应，用于将所述电解液箱的电解液抽到对应的铝空气电池以使所述铝空气电池发电；控制器，控制所述水泵的启动和关闭；电解液回程管，所述电解液箱的电解液依靠重力的作用沿所述电解液回程管回流到所述电解液箱。

在本发明的一个实施例中，所述电解液箱内设有过滤器，所述过滤器位于所述电解液箱中部偏下的位置。

在本发明的一个实施例中，所述过滤器为过滤泵，所述控制器控制所述过滤泵的启动和关闭。

在本发明的一个实施例中，所述电解液箱顶部设有氢传感器和排氢扇，所述控制器通过所述氢传感器采集所述电解液箱内的氢浓度；当氢浓度高于浓度预设高值时，所述控制器启动所述排氢扇；当氢浓度低于浓度预设低值时，所述控制器关闭所述排氢扇。

在本发明的一个实施例中，所述电解液回程管包括直回支路和散热支路，所述直回支路设有回流直通阀，所述散热支路设有散热直通阀和散热器，所述控制器控制所述回流直通阀和所述散热直通阀的打开和闭合。

在本发明的一个实施例中，所述电解液箱设有温度传感器，所述控制器通过所述温度传感器采集所述电解液箱内的电解液温度；当所述电解液温度高于温度预设高值时，所述控制器打开散热直通阀，关闭所述回流直通阀；当所述电解液温度低于温度预设低值时，所述控制器打开所述回流直通阀，关闭所述散热直通阀。

在本发明的一个实施例中，所述散热器还配设有排气扇，所述控制器控制所述排气扇的启动和关闭，所述控制器打开所述散热直通阀的同时启动所述排气扇。

在本发明的一个实施例中，每一铝空气电池都设有进气风扇，所述控制器控制所述进气风扇的启动和关闭。

本发明还提供一种电动汽车，包括车身前半部分、车身后半部分和整车控制器；所述车身前半部分设有电机控制器、驱动电机和低压储电池，所述车身后半部分设有上述的铝空气电池系统；所述铝空气电池与所述电机控制器电连接，并通过所述电机控制器为所述驱动电机和所述低压储电池供电；所述铝空气电池系统的控制器为所述整车控制器。

在本发明的一个实施例中，所述车身后半部分具有后备箱，所述铝空气电池堆及所述水泵放置在所述后备箱位置，所述电解液箱固定在所述后备箱下的车身底部。