一种钒电池货轮储电系统及充电方法技术方案

本发明专利技术提供了一种钒电池货轮储电系统及充电方法，系统包括钒电池配置室、钒电池电解液存放区、泵入泵出管道，钒电池电解液存放区包括用于区分正负极电解液存放的防腐蚀桶与船舱底部的双重底压舱区相通；泵出管道的抽液口连通压舱区最底部，另一端通过连接管输送到岸基换液充电平台；泵入管道的一端连接岸基充电站，出液口连接电解液桶内；钒电池配置室内包括连接到存放电解液的双重底压舱区的磁力泵、与磁力泵另一端相连的钒电池电堆机组，钒电池电堆机组的出口管道与防腐蚀桶相连。本申请充分利用压舱区闲置空间，最大程度上降低储电系统对货轮运载能力的影响，采用钒电池作为储能手段稳定储能，采用更换钒电池电解液的方式来实现快速充电。

【技术实现步骤摘要】
一种钒电池货轮储电系统及充电方法
本专利技术涉及船舶供电
，特别地，涉及一种钒电池货轮储电系统及充电方法。
技术介绍
为满足货轮航行的大动力需求，柴油机功率不断提升，油耗不断上涨，大功率柴油机的使用导致的环境问题日益严重，如含油废水和燃油废气的排放使得海洋污染与大气污染加深。严重的环境问题限制了船运的进一步发展，新能源船舶的出现正逐步解决船舶燃油污染的问题。船舶储电设备确实是一个较大问题：铅蓄电池充电时间长，可充放电次数少；锂电池价格高，有安全隐患，不适合大规模储电。而全钒液流电池的快速发展给船舶储电带来了更稳定的解决方案，钒电池可充放电次数多，使用寿命长，存储安全可靠，价格较低，适合大规模的集成。由于钒电池电解液能量密度较小，存储电能越多，需要的电解液越多，需要的充电时间越长，因此电解液的储存与充电时间过长是限制钒电池货船发展的重要问题。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种钒电池货轮储电系统，以解决船舶上存储全钒液流电池电解液不便的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种钒电池货轮储电系统，包括钒电池配置室、钒电池电解液存放区、泵入管道和泵出管道，钒电池电解液存放区包括用于区分正负极电解液存放的防腐蚀桶，防腐蚀桶的底部与船舱底部的双重底压舱区相通；所述双重底压舱区的内壁上设置聚乙烯材料层作为防腐蚀层；泵出管道的抽液口连通压舱区电解液最底部，另一端通过连接管输送到岸基换液充电平台；泵入管道的一端连接到岸基充电站，出液口连接到电解液桶内；泵入管道和泵出管道上设置有阀门和流量传感器；钒电池配置室内包括连接到存放电解液的双重底压舱区的磁力泵、与磁力泵另一端相连的钒电池电堆机组，钒电池电堆机组的出口管道与防腐蚀桶相连。优选的，每个所述防腐蚀桶靠近顶部安装有排气阀。优选的，所述泵入管道和泵出管道在船首甲板处汇于一处。优选的，所述钒电池电堆机组的正负极引出电源线到逆变器。优选的，用于存放钒电池电解液的双重底压舱区部分设置多道水密舱壁，将其分隔为多个独立区域。优选的，所述钒电池配置室和钒电池电解液存放区靠近货轮进港的一侧，并靠近船首。运用上述钒电池货轮储电系统而进行的充电方法，包括步骤：A、将选定的双重底压舱区的内壁上设置聚乙烯材料层作为防腐蚀层，并隔离为正负极电解液分开存放的多个区域作为压舱电解液区；将压舱电解液区分别与存放正负极电解液的防腐蚀桶相连通；B、正负极电解液从压舱电解液区通过磁力泵抽出，泵入钒电池电堆机组，电解液在电堆机组内完成放电，然后通过电堆出液管道流入电解液储存室，分别进入存放正负极电解液的防腐蚀桶，最后通过防腐蚀桶与压舱电解液区连接管回到双重底压舱区；C、船舶靠岸，将电能耗尽的电解液抽出并通过连接管输送到岸基换液充电平台内；来自岸基充电站的满电电解液通过连接管进入进液管道，输送到船舱内的存放正负极电解液的防腐蚀桶，然后可以通过防腐蚀桶与双重底压舱区连接管道储存在压舱电解液区内，完成充电。优选的，还包括步骤：从防腐蚀桶中抽出电解液时，打开抽出管道阀门，关闭进液管道阀门；灌入电解液时，打开进液管道阀门，关闭抽出管道阀门；航行时，抽出管道阀门和进液管道阀门都关闭。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供一种结构合理，储能供电稳定，充电时间较短的钒电池货轮储电系统。本专利技术采用的技术方案是利用双重底中靠近船首的一部分压舱空间和一部分货舱空间作为钒电池电解液存储区，由于电解液不会随使用减少，因此能够起到压舱作用又能充分利用压舱区的空间；钒电池电解液不再是在船上充电，而是在岸基充电平台上更换电解液来充电，通过更换电解液来快速充电。所述双重底压舱区用作电解液储存区部分，压舱区内壁上内衬防腐蚀的聚乙烯材料作为电解液储存区的防腐蚀层，防止电解液腐蚀舱壁。所述货舱用作电解液储存区部分，选用靠近船首船舱作为电解液储存区，即在船舱内布置几个存放电解液的圆柱形防腐蚀桶，方便货轮从船首抽离电解液和泵入电解液，快速换液。并将电池电堆及电气控制柜布置在船舱内临近电解液桶的区域，缩短直流输电线路。因此本申请充分利用压舱区闲置空间，最大程度上降低储电系统对货轮运载能力的影响，采用钒电池作为储能手段稳定储能，采用更换钒电池电解液的方式来实现快速充电。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术优选实施例的船舱剖面结构示意图之一；图2是本专利技术优选实施例的船舱俯视结构示意图；图3是本专利技术优选实施例的船舱剖面结构示意图之二；图4是本专利技术优选实施例的电解液液流方向示意图之一；图5是本专利技术优选实施例的电解液液流方向示意图之二；图6是本专利技术优选实施例的储电系统整体结构示意图；1、双重底，2、钒电池电解液，3、钒电池配置室，4、正极电解液，5、负极电解液，6、电堆机组，7、电解液存储室，8、泵入管，9、泵出管，10、电器控制柜，11、磁力泵，12、液流通道，13、船舱底板，14、船舱天花板，15、电池接口，16、螺丝钉，17、排气阀。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。参见图1和图2，货轮一般都会设置双重底1，其作用是当船底受损时仍能保证安全，其空间多用于压舱与燃料槽，因此可利用不影响货轮航行的一部分用于存放钒电池电解液2。用于存放电解液的双重底1部分内衬PE，即采用防腐蚀的聚乙烯材料在作为电解液储存区的压舱区内壁上制作一层防护层，防止电解液腐蚀舱壁。双重底用于存放钒电池电解液的部分有多道水密舱壁分隔，如出现一处船底受损的情况，可以立即关闭此处的水密舱门，隔开这个舱室，防止一处船底受损导致所有电解液流失。钒电池配置室3和钒电池电解液存放点应当靠近货轮进港的那一侧，一般靠近船首，方便电解液更换。正负极电解液分开存放，且存放空间应相当，防止因管道内正负极压力不同使设备受损。如图3储电系统所示，整个钒电池配置室3的大小依据额定电能容量配置，一般位于下层船舱，由电解液存储室7、电堆机组6、电气控制柜10、泵入管8、泵出管9和连接管道组成。钒电池电解液存储室7，即在船舱内布置几个存放正极电解液4和负极电解液5的圆柱形防腐蚀桶，方便岸基换液充电平台从货轮船首抽离电解液和泵入电解液，快速换液。并将电池电堆机组及电气控制柜布置在船舱内临近电解液存储室7的区域，缩短直流输电线路。图3还示出了更换电解液的液流管道，抽出管道(泵出管9)在电解液存储室7设置有大功率泵，抽液口连通压舱区存储的电解液最底部，可以将电能耗尽的电解液迅速的抽出并通过连接管输送到岸基换液充电平台内；来自岸基充电站的满电电解液通过连接管(泵入管8)进入进液管道，输送到船舱内电解液存储室7的电解液桶，然后可以通过电解液桶与压舱区连接管道储存在压舱电解液区内。电解液抽出管道与进液管道在船首甲板处汇于一处，分别有阀门连接控制和流量传感器测量电解液体积。抽出电解液时，打开抽出管道阀门，关闭进液管道阀门，电解液不会回流；灌入电解液时，打开进液管道阀门，关闭抽出管道阀门，不损坏抽出泵；航行时，抽出管道阀门本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钒电池货轮储电系统，其特征在于，包括钒电池配置室、钒电池电解液存放区、泵入管道和泵出管道，钒电池电解液存放区包括用于区分正负极电解液存放的防腐蚀桶，防腐蚀桶的底部与船舱底部的双重底压舱区相通；所述双重底压舱区的内壁上设置聚乙烯材料层作为防腐蚀层；泵出管道的抽液口连通压舱区电解液最底部，另一端通过连接管输送到岸基换液充电平台；泵入管道的一端连接到岸基充电站，出液口连接到电解液桶内；泵入管道和泵出管道上设置有阀门和流量传感器；钒电池配置室内包括连接到存放电解液的双重底压舱区的磁力泵、与磁力泵另一端相连的钒电池电堆机组，钒电池电堆机组的出口管道与防腐蚀桶相连。

【技术特征摘要】
1.一种钒电池货轮储电系统，其特征在于，包括钒电池配置室、钒电池电解液存放区、泵入管道和泵出管道，钒电池电解液存放区包括用于区分正负极电解液存放的防腐蚀桶，防腐蚀桶的底部与船舱底部的双重底压舱区相通；所述双重底压舱区的内壁上设置聚乙烯材料层作为防腐蚀层；泵出管道的抽液口连通压舱区电解液最底部，另一端通过连接管输送到岸基换液充电平台；泵入管道的一端连接到岸基充电站，出液口连接到电解液桶内；泵入管道和泵出管道上设置有阀门和流量传感器；钒电池配置室内包括连接到存放电解液的双重底压舱区的磁力泵、与磁力泵另一端相连的钒电池电堆机组，钒电池电堆机组的出口管道与防腐蚀桶相连。2.根据权利要求1所述的储电系统，其特征在于，每个所述防腐蚀桶靠近顶部安装有排气阀。3.根据权利要求1所述的储电系统，其特征在于，所述泵入管道和泵出管道在船首甲板处汇于一处。4.根据权利要求1所述的储电系统，其特征在于，所述钒电池电堆机组的正负极引出电源线到逆变器。5.根据权利要求1所述的储电系统，其特征在于，用于存放钒电池电解液的双重底压舱区部分设置多道水密舱壁，将其分隔为多个独立区域。6.根据权利要求1所述的储电系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洁，黄亚雄，孟维炬，吴雄伟，胡永清，
申请(专利权)人：湖南省银峰新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43