便携式多功能移动水发电机的制作方法

本实用新型是涉及新能源器材和自动化领域，具体的说是便携式多功能移动水发电机。

背景技术：

金属空气燃料电池具有普通氢燃料电池能量转换效率高、环境友好的基本优点。工作时，它以空气中的氧气作为正极活性物质，金属（锌、镁、铝等）作为负极活性物质，碱/盐性溶液作为电解液，氧气通过气体扩散电极到达气-固-液三相界面与金属反应而放出电能。金属空气燃料电池的负极原材料（锌、镁、铝等）来源广泛、储量丰富、价格低廉、反应产物不会造成环境污染，是电池理想的电极材料。而其正极活性物质则是直接来源于空气中的氧气，取之不尽，因此被称为是“面向21世纪的绿色能源转换技术”。

在新能源技术领域中，氢能发电系统得到越来越多的使用，众所周知，氢燃料电池是氢能发电系统的核心，氢燃料电池对其所工作的环境要求比较高，长期在CO和S元素的环境中工作，氢燃料电池会“中毒”，使得功率衰减，缩短其使用寿命；氢燃料电池系统的造价昂贵，限制其使用范围。镁-空气燃料电池可使用食盐水或直接使用海水作为电解液，能够高效，稳定持续的放电是一种可以长时间储存的备用电源。镁-空气燃料电池还有着优异的环境协调性，与传统的铅酸电池相比，具有无毒、无有害气体、不污染环境、寿命长、可靠性高、使用安全等诸多优势。因此，其在手机、呼机、船-卫星定位系统、航海及水下作业系统，抗震救灾等方面具有极大的应用前景和广阔的市场空间，尤其是在抗震救灾方面有着很巨大的优势能够快速稳定提供电源。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供便携式多功能移动水发电机，该种发电机能够通过水发电模组、太阳能充电和交流电充电三种方式对储存模块中的锂电池组进行充电，其中水发电模组为主要电能输出方式，并为可移动的功能提供了前提保障。该种发电机还能够通过多种转换器的使用实现多种电压下的直流电或交流电输出。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

便携式多功能移动水发电机，其特征是：包括水发电转换控制模块、储存模块和移动小车，所述的水发电转换控制模块、储存模块均固定在移动小车上，所述的水发电转换控制模块内安装有转换控制模块和水电发电模组，所述的储存模块为可充电电池组，所述的水发电模组能够为储存模块内电池组的充电提供电能，所述的转换控制模块与储存模块的输出端连接，通过多种转换器实现多种电压直流电输出或交流电输出；

所述的水发电模组的输出端与DC/DC转换器的输入端连接，所述的DC/DC转换器的输出端与可充电电池组连接，所述的水发电模组能够为锂电池组的充电提供电能，所述的可充电电池组的输出端分别连接有多个直流电输出接口和交流电输出接口，所述的可充电电池组的输出端和直流电输出接口之间连接有DC/DC转换器，所述的可充电电池组的输出端和交流电输出接口之间连接有DC/AC转换器。

为优化上述实用新型，采取的具体措施还包括：

所述的水电发电模组包括反应槽，所述的反应槽内容纳有氯化钠溶液，所述的氯化钠溶液内浸泡有镁阳极和空气阴极，所述的镁阳极和空气阴极均竖直放置，所述的反应槽安置在水发电模组固定盒内，所述的水发电模组固定盒固定在水电发电模组外壳内。

所述的水发电模组固定盒的侧壁和底面上均开有若干通孔，所述的水电发电模组外壳上安装有可打开、闭合的翻转门，所述的翻转门的大小与发电模组固定盒的大小和位置相配适。

所述的转换控制模块安装在水电发电模组外壳的上方，所述的转换控制模块的外壳侧面内镶嵌有24V直流电输出接口、5V直流电输出接口和220V交流电输出接口，所述的转换控制模块内安装有输出电压为24V的DC/DC转换器、输出电压为5V的DC/DC转换器和输出电压为22V的DC/AC转换器，所述的输出电压为24V的DC/DC转换器安装在24V直流电输出接口和储存模块之间，所述的输出电压为5V的DC/DC转换器安装在5V直流电输出接口和储存模块之间，所述的输出电压为22V的DC/AC转换器安装在220V交流电输出接口和储存模块之间。

所述的储存模块为可充电电池组，所述的可充电电池组为锂电池组，所述的锂电池组的充电端还还连接有太阳能充电接口和配适器充电接口，所述的太阳能充电接口和配适器充电接口均镶嵌在储存模块外壳的侧壁上，所述的配适器充电接口所用的配适器为输入端电压为220V的AC/DC配适器。

所述的移动小车包括底部水平放置的托板，所述的托板的边缘安装有竖直向上的背板，所述的背板的下边缘安装有若干个移动轮，所述的背板的上边缘安装有拉杆，所述的移动轮的数量至少两个。

所述的水发电转换控制模块固定安装在托板和背板之间，所述的储存模块固定在背板远离托板一侧的中央位置。

所述的可充电电池组的输出端安装有电压传感器，所述的电压传感器的输出端与控制模组的输入端信号连接，所述的控制模组的输出端与显示屏和蜂鸣器信号连接，所述的控制模组控制显示屏和蜂鸣器的工作状态，所述的显示屏镶嵌在转换控制模块的侧壁上。

所述的转换控制模块上安装有系统开关和交流开关，所述的交流开关可控制交流电输出接口的工作状态，所述的系统开关可控制转换控制模块的工作状态，所述的储存模块上安装有总开关，所述的总开关可控制可充电电池组的工作状态。

水电发电模组内为镁-空气燃料电池，镁-空气燃料电池由三部分组成：金属镁阳极、空气阴极以及盐性电解液。镁-空气燃料电池以空气中的氧作为正极活性物质，负极活性物质则为电极电位较负的高纯镁或镁合金，盐性的电解质溶液为电解液。工作时，镁-空气燃料电池以空气中的氧气作为正极活性物质，金属镁作为负极活性物质，盐性溶液作为电解液，氧气通过气体扩散电极到达气-固-液三相界面与金属镁反应而放出电能。其电化学反应方程式如下：

负极反应:

Mg→Mg2+2e-

正极反应:

O₂+2H₂O+4e-→4OH

电池电极的总反应:

Mg+1/2O₂+H₂O→Mg(OH)₂

该种便携式多功能移动水发电机的有益效果如下：第一，由于镁-空气水电池的比能量高，长时间大功率的发电能够满足移动状态时，各种电压下直流电或交流电输出；第二，能够通过多种充电方式对储存模块内的锂电池组进行充电；第三，能够实现220V交流电、24V直流电和5V直流电等多种输出状态；第四，通过多孔的水发电模组固定盒的使用能够使反应氧气充足供应，能够使反应发热及时散热，能够使蒸发出的水蒸气及时散出；第五，通过翻转门能够方便的对水发电模组内的消耗品进行补充；第六，通过移动小车能够较为方便的移动本装置，提高该装置的便捷性和适用范围。

附图说明

图1为本实用新型便携式多功能移动水发电机的结构原理图。

图2为本实用新型便携式多功能移动水发电机储存模块的结构原理图。

图3为本实用新型便携式多功能移动水发电机水发电转换控制模块的结构原理图。

图4为本实用新型便携式多功能移动水发电机移动小车的结构原理图。

图5为本实用新型便携式多功能移动水发电机水发电模组固定盒的结构原理图。

图6为本实用新型便携式多功能移动水发电机总开关的位置结构原理图。

图7为本实用新型便携式多功能移动水发电机内部控制原理图。

图8为本实用新型便携式多功能移动水发电机水发电模组的原理图。

图例说明：1、水发电转换控制模块；2、储存模块；3、移动小车；4、转换控制模块；5、水电发电模组；6、太阳能充电接口；7、配适器充电接口；8、220V交流电输出接口；9、24V直流电输出接口；10、5V直流电输出接口；11、系统开关；12、交流开关；13、总开关；14、托板；15、背板；16、拉杆；17、移动轮；18、水发电模组固定盒；19、反应槽；20、氯化钠溶液；21、镁阳极；22、空气阴极；23、显示屏。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述。

便携式多功能移动水发电机，其特征是：包括水发电转换控制模块1、储存模块2和移动小车3，所述的水发电转换控制模块1、储存模块2均固定在移动小车3上，所述的水发电转换控制模块1内安装有转换控制模块4和水电发电模组5，所述的储存模块2为可充电电池组，所述的水发电模组5能够为储存模块2内电池组的充电提供电能，所述的转换控制模块4与储存模块2的输出端连接，通过多种转换器实现多种电压直流电输出或交流电输出；

所述的水发电模组5的输出端与DC/DC转换器的输入端连接，所述的DC/DC转换器的输出端与可充电电池组连接，所述的水发电模组5能够为锂电池组的充电提供电能，所述的可充电电池组的输出端分别连接有多个直流电输出接口和交流电输出接口，所述的可充电电池组的输出端和直流电输出接口之间连接有DC/DC转换器，所述的可充电电池组的输出端和交流电输出接口之间连接有DC/AC转换器。

本实施例中，水电发电模组5包括反应槽19，所述的反应槽19内容纳有氯化钠溶液20，所述的氯化钠溶液20内浸泡有镁阳极21和空气阴极22，所述的镁阳极21和空气阴极22均竖直放置，所述的反应槽19安置在水发电模组固定盒18内，所述的水发电模组固定盒18固定在水电发电模组5外壳内。

本实施例中，水发电模组固定盒18的侧壁和底面上均开有若干通孔，所述的水电发电模组5外壳上安装有可打开、闭合的翻转门，所述的翻转门的大小与发电模组固定盒18的大小和位置相配适。

本实施例中，转换控制模块4安装在水电发电模组5外壳的上方，所述的转换控制模块4的外壳侧面内镶嵌有24V直流电输出接口9、5V直流电输出接口10和220V交流电输出接口8，所述的转换控制模块4内安装有输出电压为24V的DC/DC转换器、输出电压为5V的DC/DC转换器和输出电压为22V的DC/AC转换器，所述的输出电压为24V的DC/DC转换器安装在24V直流电输出接口9和储存模块2之间，所述的输出电压为5V的DC/DC转换器安装在5V直流电输出接口10和储存模块2之间，所述的输出电压为22V的DC/AC转换器安装在220V交流电输出接口8和储存模块2之间。

本实施例中，储存模块2为可充电电池组，所述的可充电电池组为锂电池组，所述的锂电池组的充电端还还连接有太阳能充电接口6和配适器充电接口7，所述的太阳能充电接口6和配适器充电接口7均镶嵌在储存模块2外壳的侧壁上，所述的配适器充电接口7所用的配适器为输入端电压为220V的AC/DC配适器。

本实施例中，移动小车3包括底部水平放置的托板14，所述的托板14的边缘安装有竖直向上的背板15，所述的背板15的下边缘安装有若干个移动轮17，所述的背板15的上边缘安装有拉杆16，所述的移动轮17的数量至少两个。

本实施例中，水发电转换控制模块1固定安装在托板14和背板15之间，所述的储存模块2固定在背板15远离托板14一侧的中央位置。

本实施例中，可充电电池组的输出端安装有电压传感器，所述的电压传感器的输出端与控制模组的输入端信号连接，所述的控制模组的输出端与显示屏23和蜂鸣器信号连接，所述的控制模组控制显示屏23和蜂鸣器的工作状态，所述的显示屏23镶嵌在转换控制模块4的侧壁上。

本实施例中，转换控制模块4上安装有系统开关11和交流开关12，所述的交流开关12可控制交流电输出接口的工作状态，所述的系统开关11可控制转换控制模块4的工作状态，所述的储存模块2上安装有总开关13，所述的总开关13可控制可充电电池组的工作状态。

该种便携式多功能移动水发电机的的储存模块2的外壳内安装有锂电池组，锂电池组能够通通过水电发电模组5内的镁-空气燃料电池为锂电池组的充电提供电能，其中镁-空气燃料电池反应过程中释放的电能通过DC/DC转换器实现对储存模块2内的锂电池组实现稳定充电，锂电池组的存在一方面为本装置放电提供了更稳定的电流输出，另一方面能储备电能，实现随时用随时有。该装置的锂电池组还安装连接有太阳能充电接口6和配适器充电接口7，通过太阳能充电接口6和配适器充电接口7对锂电池进行充电能够在本装置不使用时快速将锂电池充满电，一方面能够快速进行电能的储备，另一方面能够减小水发电模组5内消耗品的消耗。

由于镁-空气燃料电池的反应可以独立进行，因此固定在移动小车3上的水发电模组5能够随着移动小车3的移动而随处移动，提高了该种电源的便携性，由于镁-空气燃料电池的反应过程中会产生大量的热，伴随热量的产生，氯化钠溶液20中的水会出现大量蒸发的现象，同时反应过程中阳极中会大量消耗大量的镁，阴极会大量消耗空气中的空气，因此水发电模组5的外壳上需要开有翻转门和带有通孔的水发电模组固定盒18，其中翻转门能够方便更换阳极镁棒，也可方便增加或更换氯化钠溶液，带有通孔的水发电模组固定盒18则能够增大新鲜空气的供应量，还可以在移动本装置出现氯化钠溶液20洒出时快速排出洒出的氯化钠溶液20，防止氯化钠溶液20对本装置的腐蚀。

本装置上还装有系统开关11、交流开关12和总开关13，其中系统开关11能够控制锂电池组和直流电输出接口的连接或闭合状态，同时能够控制控制模组的工作状态，打开系统开关11后直流电输出接口可以进行直流电输出，同时控制模组能够检测锂电池组的工作电压等状态。交流开关12能够控制锂电池组和交流电输出接口的连接或闭合状态，打开交流开关12后，交流电输出接口可以进行交流电输出。总开关13能够控制锂电池组和水发电模组5的工作状态，当总开关13断开时，锂电池组和水发电模组5均断开不进行工作，因此，在本装置长时间闲置的时候，应断开总开关13，提高本装置的使用寿命。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。