适用于模块化的液流电池系统技术方案

适用于模块化的液流电池系统，属于全钒液流电池测评领域，用于解决现有用于评价的液流电池系统一体化，不能拆卸导致的问题，要点是：正极储罐的出液口连接正极循环泵进液口，正极循环泵进液口与电堆的正极进液口之间的管路上安装可连通并可拆卸的正极供液连接件，电堆的正极出液口与正极储罐的进液口之间的管路上安装可连通并可拆卸的正极回液连接件，效果是可任意更换功率模块与容量模块，形成一系列全钒液流电池测评，适用于不同电池评价的系统。

Applicable to modular liquid flow battery system

【技术实现步骤摘要】
适用于模块化的液流电池系统
本专利技术属于全钒液流电池测评领域，涉及一种用于测评的全钒液流电池系统。
技术介绍
随着全钒液流储能行业的不断发展，电堆测试实验的重要性日益提高，需求量不断增加，而现有评价台在实验功能及操作上均有欠缺，从而在一定程度上影响实验进度与工作效率。实用功能的欠缺，主要存在于，数据采集困难，作业时须人力值守等。现有技术将全钒液流电池储液罐、管路系统、监控系统以及双向变流器进行一体化设计，将储液罐、管路系统、双向变流器以及工控电脑集成于一个可移动式的箱体中。该装置配置流量、液位、电位计等传感器，可对多种电池参数实时监测，设计的多级转换接头使该测试装置适合任意规格大小的全钒液流电池的性能检测与评价。全钒液流电池双向变流器可以使电池能量反馈电网，可大幅降低电池性能测试过程中的能耗。该装置即插即用，操作简单易行，现场原位检测功能，可大幅降低电池测试及储能电站维护成本。然而，全钒液流电堆测评系统一般采用换热器换热，增加能耗，占地空间较大且不利于模块之间的快速衔接。操作上，如柜体一体化，不能拆卸，进行部分管路组件维修时操作不易，更换储罐、泵等组件较为困难。这些都在极大程度上影响了工作效率。
技术实现思路
为了解决现有用于评价的液流电池系统一体化，不能拆卸导致的问题，本专利技术提供一种适用于模块化的液流电池系统，使容量(即储罐体积)、功率(即电堆大小)各自形成模块，能够随意测量不同大小的电堆或者不同的电解液，使用灵活便于维修。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种适用于模块化的液流电池系统，包括容量模块及功率模块，所述的容量模块包括正极储罐、负极储罐、正极循环泵、负极循环泵，所述的功率模块包括电堆，所述的正极储罐的出液口连接正极循环泵进液口，正极循环泵进液口与电堆的正极进液口之间的管路上安装可连通并可拆卸的正极供液连接件，所述的电堆的正极出液口与正极储罐的进液口之间的管路上安装可连通并可拆卸的正极回液连接件；所述的负极储罐的出液口连接负极循环泵进液口，负极循环泵进液口与电堆的负极进液口之间的管路上安装可连通并可拆卸的负极供液连接件，所述的电堆的负极出液口与负极储罐的进液口之间的管路上安装可连通并可拆卸的负极回液连接件。一种适用于模块化的液流电池系统，包括正极储罐、与正极储罐出液口连接的正极循环泵、与正极循环泵出液口连接的第一正极供液管路、与正极储罐进液口连接的第一正极回液管路，负极储罐、与负极储罐出液口连接的负极循环泵、与负极循环泵出液口连接的第一负极供液管路、与负极储罐进液口连接的第一负极回液管路，所述的功率模块包括电堆、与电堆的正极进液口连接的第二正极供液管路、与电堆的负极进液口连接的第二负极供液管路、与电堆的正极出液口连接的第二正极回液管路、与电堆的负极出液口连接的第二负极回液管路、使第一正极供液管路与第二正极供液管路之间可连通并可拆卸的正极供液连接件、使第一正极回液管路与第二正极回液管路之间可连通并可拆卸的正极回液连接件、使第一负极供液管路与第二负极供液管路之间可连通并可拆卸的负极供液连接件、使第一负极回液管路与第二负极回液管路之间可连通并可拆卸的负极回液连接件。作为技术方案的补充，各供液连接件和/或回液连接件为活结。作为技术方案的补充，所述活结一头与储罐接头管路同材质，且与其用管胶粘连，活结另一头与电堆接头管路同材质，且与其用管胶连接，活结一头与活结另一头螺纹连接。作为技术方案的补充，所述的容量模块、功率模块安装在不同的金属框架，所述金属框架间由电磁连接装置连接，容量模块的正、负极储罐安装在容量模块金属框架的上层框架，正、负极循环泵安装在容量模块金属框架的下层框架。功率模块的电堆安装在功率模块金属框架的上层，大部分功率模块的管路安装在功率模块金属框架的下层，容量模块金属框架及功率模块金属框架的底架安装有滚轮。作为技术方案的补充，所述的电磁连接装置，包括电磁块、弹簧线圈、与弹簧线圈连接的电线，所述的弹簧线圈被容置于电磁块的空腔中，并以电线通电而向下压缩并移动，以致电磁块具有吸附金属框架的磁性。作为技术方案的补充，所述正极储罐和/或负极储罐为夹套式换热储罐，其包括外桶及用于承装电解液的内桶，内桶被安装于外桶中，内桶与外桶之间为夹套层，外桶壁上具有连通于夹套层的换热介质进、出口，夹套层以内桶壁、外桶壁、桶底壁、盖板所形成以隔绝内、外桶的封闭空间，夹套层被挡流板分区为若干个相对独立的挡流分区，并在挡流板上开出使换热介质能够在不同挡流分区间流动的间隙孔，所述的至少两个挡流板上的间隙孔不位于同一高度。所述各挡流板的一相对侧分别固定在内桶壁与外桶壁，另一相对侧分别固定在桶底壁与盖板，相邻的两个挡流板分别为第一挡流板和第二挡流板，第一挡流板与盖板相距一距离并将该相距部分的挡流板挖空而形成第一挡流板的间隙孔，第二挡流板与桶底板相距一距离并被将该部分挡流板挖空而形成第二挡流板的间隙孔，所述的换热介质进、出口位于一个第二挡流板两侧分区的外桶壁上。所述的第一挡流板的间隙孔自盖板沿第一挡流板朝向桶底壁而占据挡流板高度的5％～10％，第二挡流板自桶底壁沿第二挡流板朝向盖板而占据挡流板高度的5％～10％。有益效果：(1)以往的测试系统，一个测试系统只能评价功率相近的电堆，本专利技术采用模块化设计，以模块间的拼接制作，可任意更换功率模块与容量模块，形成一系列全钒液流电池测评，适用于不同电池评价的系统。(2)模块间采用能快速连接和拆卸的连接件，使储罐与电堆实现即插即用式测评方式，克服了传统的一体式设计，更换电解液困难等问题，极大的提高了工作效率。(3)采用分层设计思路，减小占地空间。(4)使用新型的夹套式储罐，减少换热成本，减少占地空间(5)夹套式储罐内的设计使冷水流以S型路线绕储罐一周，增加的换热面积，避免了夹套内冷水存在的死区导致换热效果降低，使换热形式简易化，减小能耗。(6)传统的旁路换热使用换热器，连接的管路较多，不利于拆分，使模块化评价系统难以形成，而串联在管路中，又使评价系统的占地空间过大，夹套式水冷储罐的设计，很好的避免了这些缺点。(7)管路中放置传感器，实时输出4～20mA信号，实现数据自动采集。(8)PH电极监测装置，防止储罐内的电解液泄漏至冷水中，增加系统的安全性。附图说明图1全钒液流电池系统图；图2立体组装图；图3模块间的电磁连接装置；图4夹套式换热储罐俯视图；图5夹套层盖板；图6夹套式水冷储罐主视图；图7连接储罐接头的特制活结结构示意图；图8电解液泄漏监测装置安装图。1.正极储罐，2.正极回液连接件，3.第一正极回液管路，4.电堆，5.第一负极回液管路，6.负极回液连接件，7.负极储罐，8.负极供液连接件，9.负极循环泵，10.第二负极供液管路，11.第二正极供液管路，12.正极循环泵，13.正极供液连接件，14.外框，15.滚轮，16.框架间连接，17.负极电解液取样阀，18.正极电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于模块化的液流电池系统，其特征在于，包括容量模块及功率模块，所述的容量模块包括正极储罐(1)、负极储罐(7)、正极循环泵(12)、负极循环泵(9)，所述的功率模块包括电堆(4)，所述的正极储罐(1)的出液口连接正极循环泵(12)进液口，正极循环泵(12)进液口与电堆(4)的正极进液口之间的管路上安装可连通并可拆卸的正极供液连接件(13)，所述的电堆(4)的正极出液口与正极储罐(1)的进液口之间的管路上安装可连通并可拆卸的正极回液连接件(2)；所述的负极储罐(7)的出液口连接负极循环泵(9)进液口，负极循环泵(9)进液口与电堆(4)的负极进液口之间的管路上安装可连通并可拆卸的负极供液连接件(8)，所述的电堆(4)的负极出液口与负极储罐(7)的进液口之间的管路上安装可连通并可拆卸的负极回液连接件(6)。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于模块化的液流电池系统，其特征在于，包括容量模块及功率模块，所述的容量模块包括正极储罐(1)、负极储罐(7)、正极循环泵(12)、负极循环泵(9)，所述的功率模块包括电堆(4)，所述的正极储罐(1)的出液口连接正极循环泵(12)进液口，正极循环泵(12)进液口与电堆(4)的正极进液口之间的管路上安装可连通并可拆卸的正极供液连接件(13)，所述的电堆(4)的正极出液口与正极储罐(1)的进液口之间的管路上安装可连通并可拆卸的正极回液连接件(2)；所述的负极储罐(7)的出液口连接负极循环泵(9)进液口，负极循环泵(9)进液口与电堆(4)的负极进液口之间的管路上安装可连通并可拆卸的负极供液连接件(8)，所述的电堆(4)的负极出液口与负极储罐(7)的进液口之间的管路上安装可连通并可拆卸的负极回液连接件(6)。


2.一种适用于模块化的液流电池系统，其特征在于，包括正极储罐(1)、与正极储罐(1)出液口连接的正极循环泵(12)、与正极循环泵(12)出液口连接的第一正极供液管路(38)、与正极储罐(1)进液口连接的第一正极回液管路(3)，负极储罐(7)、与负极储罐(7)出液口连接的负极循环泵(9)、与负极循环泵(9)出液口连接的第一负极供液管路(39)、与负极储罐(7)进液口连接的第一负极回液管路(5)，所述的功率模块包括电堆(4)、与电堆(4)的正极进液口连接的第二正极供液管路(11)、与电堆(4)的负极进液口连接的第二负极供液管路(10)、与电堆(4)的正极出液口连接的第二正极回液管路(40)、与电堆(4)的负极出液口连接的第二负极回液管路(41)、使第一正极供液管路(38)与第二正极供液管路(11)之间可连通并可拆卸的正极供液连接件(13)、使第一正极回液管路(3)与第二正极回液管路(40)之间可连通并可拆卸的正极回液连接件(2)、使第一负极供液管路(39)与第二负极供液管路(10)之间可连通并可拆卸的负极供液连接件(8)、使第一负极回液管路(5)与第二负极回液管路(41)之间可连通并可拆卸的负极回液连接件(6)。


3.如权利要求1或2所述的适用于模块化的液流电池系统，其特征在于，各供液连接件和/或回液连接件为活结。


4.如权利要求3所述的适用于模块化的液流电池系统，其特征在于，所述活结一头(34)与储罐接头管路同材质，且与其用管胶粘连，活结另一头(35)与电堆(4)接头管路同材质，且与其用管胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：王舒婷，张华民，倪野，荣明林，邹毅，张涛，韩乐聪，
申请(专利权)人：大连融科储能技术发展有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21