[发明专利]一种电源集装箱、动力载具和电源集装箱使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝空气电池的应用和专用集装箱设计领域，特别涉及一种电源集装箱、运载该电源集装箱的动力载具和电源集装箱的使用方法。

背景技术

目前市场上的集装箱是用于载物，用于方便解决物流的快速装卸，多年来，有行业专家试图设计一种用于载电力能源的集装箱，将充满电的电池堆载在集装箱内，配置逆变器后运至使用地点作为应急电源使用。但是，由于目前市场上的主流商品电池的比能量较低，远远达不到满足商用的要求，以运载20吨的电池堆为例，如果选用比能量仅为30-35Wh/Kg的铅蓄电池，只能提供600-700度直流电；即使不惜性价比而选用为90-120Wh/Kg的锂电池，也只能提供1800-2400度直流电，因此用于载电力能源的集装箱只能停留在未来技术发展的构想中。

本发明的提出是基于铝空气电池的技术成熟，在近年的技术发展中，一些先进的铝空气电池的比能量己突破1000Wh/Kg，预期今后若干年还会有较大的技术进展(铝空气电池的理论比能量可达8100Wh/Kg)。铝空气电池由于属一次性使用电池，限制了其在常规公知领域的商业应用，但由于铝空气电池的比能量较高，造价低，如果用于结合制造专用的电源集装箱，以运载20吨的铝空气电池为例，将可提供20000度直流电，曾构想的电源集装箱将具有广阔的商业前景。

发明内容

本发明的目的在于，针对铝空气电池的技术成熟，提供一种专用于承载电源的集装箱，该电源集装箱具有为外部提供大容量电力能源的功能，为铝空气电池的技术产品提供了应用领域，使电力能源如同物质一样实现方便运输。

为实现上述技术目的，本发明提供了一种电源集装箱，该电源集装箱包括：包括箱体、储电装置和电源管理系统；所述的储电装置为一次性使用的铝空气电池组，由两个以上的铝空气单体电池电串联/并联构成，其安装在所述电源集装箱的箱体内；所述电源集装箱的箱体为带活动面的六面空腔体，由刚性硬质耐压的材料制成，内部设置有固定所述铝空气单体电池的装置；所述的电源集装箱用于为外部的放电负载提供电力能源。

上述技术方案中，所述的铝空气单体电池包括壳体和可更换的铝电极、嵌合槽、空气膜电极和选择性设置的液流泵，以及使用时添加的电解液。

上述技术方案中，所述的壳体设置有所述电解液的加液/排液孔。

上述技术方案中，所述壳体的内部设置有固定所述嵌合槽的筋条。

上述技术方案中，所述的电源管理系统包括设置在所述箱体外部的DC/AC设备、DC/DC设备和信息管理设备。

上述技术方案中，所述的DC/AC设备、DC/DC设备的电源输入端连接所述储电装置的电源输出端；所述的信息管理设备包括所有用于储电装置荷电/放电状态管理的电压巡检装置、显示装置以及处理放电电流/电压信号的信号处理装置。所述DC/AC设备的功能包括输出交流电、输出频率和输出电压/电流的管理控制；所述DC/DC设备的功能包括输出直流电、升压/降压和输出电压/电流的管理控制。

基于以上所述的电源集装箱，本发明还提供了一种前述电源集装箱的使用方法，该使用方法包括：

步骤1)将所述的铝电极固定安装在所述嵌合槽内的相应部位；

步骤2)将已安装铝电极的嵌合槽固定在壳体内部；

步骤3)通过设置在壳体的孔将电解液加至设计液面水平；

步骤4)通过所述储电装置的电源输出端或/和所述DC/AC设备、DC/DC设备的电源输出端向外部放电负载提供电力能源。

上述的使用方法还包括铝电极的更换：当所述铝电极使用完，排出壳体内部的电解液，并依照以上所述的步骤1)至步骤3)重新安装铝电极以及加入电解液。

以上所述的使用方法还包括电解液的维护以及更换方法：

1)当电解液产生较多沉淀物但其离子浓度在设计范围内，将所述壳体内部的电解液沉淀物排出，过滤沉淀物后继续使用所述的电解液；

2)当电解液的离子浓度下降至设计下限，排出壳体内部的电解液，并重新加入新的电解液至设计液面水平。