[發明專利]電動汽車及其鋁空氣電池系統

在審

• 申請號: 201310445808.6
• 申請日: 2013-09-26
• 公開（公告）號: CN103531832A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 馬小建;李志成;郭永斌;陳濤;徐斌;吳旭峰;金啟前;由毅;馮擎峰
• 申請（專利權）人: 浙江吉利控股集團有限公司;浙江吉利汽車研究院有限公司
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04;H01M8/24
• 代理公司: 上海波拓知識產權代理有限公司 31264
• 代理人: 李愛華

技術領域

本發明涉及化學能源領域，尤其涉及一種電動汽車及其鋁空氣電池系統。

背景技術

目前在電動汽車動力源的選擇上，鋰離子電池已成為主流趨勢。家用小轎車匹配的鋰電池，一次充電時間約為8小時，充滿電僅可持續行駛150km左右，僅能滿足市內或短程的市際行駛需要，離人們當前對汽車的要求有較大的差距。另外，采用鋰離子電池作為動力源的電動汽車充電要到指定點（充電站）充電，而目前電動汽車充電站網點非常少，充電站的建設依賴于公共基礎設施建設來解決。因此，鋰離子電池作為電動汽車主流動力源的地位也將受到挑戰。

鑒于鋰離子電池存在的一些問題，目前的金屬空氣電池研究正悄然興起。鋁空氣電池是以鋁為基礎材料的合金為負極、空氣（空氣中的氧氣）為正極、堿性溶液（例如NaOH、KOH）為電解質溶液的金屬材料電池。相對于目前普遍采用的鋰離子電池，鋁空氣電池具有如下優點：

（1）比能量高，整車續駛里程長。鋁空氣電池的比能量能達到400Wh/kg（瓦小時/千克），為鋰離子電池的2～3倍，同樣匹配250kg電池，續駛里程可達到500km。

（2）鋁空氣電池無需充電，大規模商業化不依賴于基礎設施配套。鋁空氣電池的鋁板在空氣中與堿性溶液發生氧化反應來釋放電能，電池的整個生命周期內不需要充電，鋁消耗完以后更換新的鋁板即可，短時間便能恢復工作。

（3）鋁空氣電池可以循環利用，相對更環保、成本低。鋁空氣電池氧化成氫氧化鋁以后，通過沉淀、過濾收集起來加以還原可完全回收，達到循環利用的效果。

然而，鋁空氣電池車用研究還剛剛開始，成果較少，無成熟的技術和經驗可以借鑒。

發明內容

本發明提供一種適用于電動汽車的鋁空氣電池系統，可以控制開始放電和終止放電的同時，節省能源。

另外，本發明還提供一種具有上述鋁空氣電池系統的電動汽車。

為達上述優點，本發明提供一種鋁空氣電池系統，包括：鋁空氣電池堆，包括多個串聯的鋁空氣電池；電解液箱，裝有電解液，所述電解液箱的水平位置低于所述鋁空氣電池堆；電解液輸出管，連接所述電解液箱和各所述鋁空氣電池；多個水泵，設置在所述電解液輸出管上，所述水泵與所述鋁空氣電池一一對應，用于將所述電解液箱的電解液抽到對應的鋁空氣電池以使所述鋁空氣電池發電；控制器，控制所述水泵的啟動和關閉；電解液回程管，所述電解液箱的電解液依靠重力的作用沿所述電解液回程管回流到所述電解液箱。

在本發明的一個實施例中，所述電解液箱內設有過濾器，所述過濾器位于所述電解液箱中部偏下的位置。

在本發明的一個實施例中，所述過濾器為過濾泵，所述控制器控制所述過濾泵的啟動和關閉。

在本發明的一個實施例中，所述電解液箱頂部設有氫傳感器和排氫扇，所述控制器通過所述氫傳感器采集所述電解液箱內的氫濃度；當氫濃度高于濃度預設高值時，所述控制器啟動所述排氫扇；當氫濃度低于濃度預設低值時，所述控制器關閉所述排氫扇。

在本發明的一個實施例中，所述電解液回程管包括直回支路和散熱支路，所述直回支路設有回流直通閥，所述散熱支路設有散熱直通閥和散熱器，所述控制器控制所述回流直通閥和所述散熱直通閥的打開和閉合。

在本發明的一個實施例中，所述電解液箱設有溫度傳感器，所述控制器通過所述溫度傳感器采集所述電解液箱內的電解液溫度；當所述電解液溫度高于溫度預設高值時，所述控制器打開散熱直通閥，關閉所述回流直通閥；當所述電解液溫度低于溫度預設低值時，所述控制器打開所述回流直通閥，關閉所述散熱直通閥。

在本發明的一個實施例中，所述散熱器還配設有排氣扇，所述控制器控制所述排氣扇的啟動和關閉，所述控制器打開所述散熱直通閥的同時啟動所述排氣扇。

在本發明的一個實施例中，每一鋁空氣電池都設有進氣風扇，所述控制器控制所述進氣風扇的啟動和關閉。

本發明還提供一種電動汽車，包括車身前半部分、車身后半部分和整車控制器；所述車身前半部分設有電機控制器、驅動電機和低壓儲電池，所述車身后半部分設有上述的鋁空氣電池系統；所述鋁空氣電池與所述電機控制器電連接，并通過所述電機控制器為所述驅動電機和所述低壓儲電池供電；所述鋁空氣電池系統的控制器為所述整車控制器。

在本發明的一個實施例中，所述車身后半部分具有后備箱，所述鋁空氣電池堆及所述水泵放置在所述后備箱位置，所述電解液箱固定在所述后備箱下的車身底部。