一种铁铬液流电池储能系统电解液再平衡装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出一种铁铬液流电池储能系统电解液再平衡装置，包括工作电堆、再平衡电池组、开路电压测量电池、可编程充电电源、PLC；所述工作电堆连接有正极电解液罐和负极电解液罐，所述负极电解液罐通过管道连接所述再平衡电池组；所述再平衡电池组连接有再平衡电解液罐；所述可编程充电电源与再平衡电池组的电极连接；所述PLC连接所述可编程充电电源。本实用新型专利技术采用PLC作为主控制器，通过检测的工作电堆容量衰减的程度，启动可编程充电电源对再平衡电池组进行充电过程进而达到电解还原阴极电解液多余的Fe

【技术实现步骤摘要】
一种铁铬液流电池储能系统电解液再平衡装置


[0001]本技术属于储能
，具体涉及一种液流电池的再平衡装置。

技术介绍

[0002]铁铬液流电池的基本结构是正极腔和负极腔以离子选择性透过膜隔开，正极腔和负极腔内分别流动着正极电解液和负极电解液。正负极电解液中的氧化还原电对分别为 Fe
2+
/Fe
3+
和 Cr
2+
/Cr
3+
。与目前常用的磷酸铁锂电池和三元锂电池等类型储能技术产品相比，液流电池将液体电解质存储在外部、储能介质为水溶液，具有安全性高、循环寿命长、生命周期性价比高等优势。
[0003]铁铬液流电池储能系统工作电堆在工作过程中，由于隔膜渗透、副反应、环境温度波动等因素会导致系统正负极电解液罐中Fe
3+
与Cr
2+
的价态失衡，电池的容量发生下降，从而影响储能系统的稳定可靠运行。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足之处，本技术的目的是提出一种铁铬液流电池储能系统电解液再平衡装置，在电池的容量发生下降时进行再平衡操作。
[0005]实现本技术上述目的的技术方案为：
[0006]一种铁铬液流电池储能系统电解液再平衡装置，包括、再平衡电池组、开路电压测量电池（OCV电池）、可编程充电电源、PLC；
[0007]所述工作电堆连接有正极电解液罐和负极电解液罐，所述负极电解液罐通过再平衡电解液管道连接所述再平衡电池组；再平衡电解液管道上设置有阴极泵和阳极泵，分别由阴极变频器和阳极变频器控制，阴极变频器和阳极变频器连接所述PLC；所述再平衡电池组连接有再平衡电解液罐；所述可编程充电电源与再平衡电池组的电极连接；所述PLC连接所述可编程充电电源。
[0008]其中，所述工作电堆通过正极液流管路和负极液流管路分别连接所述正极电解液罐和负极电解液罐，正极电解液罐和负极电解液罐通过管道连接所述开路电压测量电池，开路电压测量电池通讯连接所述PLC；在正极液流管路和负极液流管路上分别设置有正极循环泵和负极循环泵，所述PLC连接有正极变频器和负极变频器，所述正极变频器连接到正极循环泵，负极变频器连接到负极循环泵。
[0009]进一步地，所述液流管路上设置有流量传感器，所述流量传感器连接所述PLC。
[0010]所述流量传感器用于检测液流管路中的流量。
[0011]其中，所述正极电解液罐和负极电解液罐上均设置有压力传感器，所述压力传感器连接所述PLC。
[0012]控制系统PLC控制的反馈量包括流量传感器、压力传感器、OCV电压。控制对象则包括可编程电源、正极变频器和负极变频器、阴极变频器和阳极变频器。
[0013]其中，所述PLC连接有触摸屏。
[0014]优选地，所述开路电压测量电池通过管道连接所述工作电堆。OCV电池测量开路电压后，其中的电解液回流至工作电堆。
[0015]本技术采用PLC作为主控制器，通过检测的工作电堆容量衰减的程度，启动可编程充电电源对再平衡电池组进行充电过程进而达到电解还原阴极电解液多余的Fe
3+
，完成储能系统正负极电解液中各类离子价态的再平衡；并由Fe
3+
浓度值设定充电的时间。在此过程中，PLC通过监测液流管路中电解液流量，根据铁铬液流储能系统电解液再平衡系统额定工作条件要求控制变频器输出信号，调整电解液进入铁铬液流电池组的流速。触摸屏作为人机界面设置系统工作参数并监测系统运行数据。
[0016]本铁铬液流电池储能系统电解液再平衡装置设置OCV电池用于检测电池容量的衰减情况，用于判定再平衡时机，实现系统的自动化运行。通过OCV电池的电压在充放电过程中的变化判定电池容量的衰减情况，例如，可设置容量衰减至20%即开启再平衡系统。
[0017]本技术为铁铬液流电池储能系统的稳定可靠运行提供了必要的条件和基础设施。
附图说明
[0018]图1为是本技术的控制装置原理图；
[0019]图2为再平衡装置的结构简图。
[0020]图中器件和编号的对应关系为：
[0021]再平衡电池组1，可编程充电电源2，阳极罐3，工作电堆4，负极循环泵5，负极电解液罐6， 正极电解液罐7，正极循环泵8， PLC 9，OCV电池10。
具体实施方式
[0022]以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。
[0023]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“上”、“下”“正面”、“背面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，所用术语仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作；因此不能理解为对本技术保护范围的限制。
[0024]实施例中，如无特殊说明，所采用的技术手段均为本领域已有的技术手段。
[0025]实施例1
[0026]参见图2，本实施例提供一种铁铬液流电池储能系统电解液再平衡装置，包括再平衡电池组1、OCV电池10、可编程充电电源2、PLC9；
[0027]所述工作电堆4连接有正极电解液罐7和负极电解液罐6，正极电解液罐7和负极电解液罐6通过管道连接所述开路电压测量电池，开路电压测量电池通讯连接PLC9；所述正极电解液罐7通过再平衡电解液管道连接所述再平衡电池组1；所述再平衡电池组1连接有再平衡电解液罐3；所述可编程充电电源2与再平衡电池组1的电极连接；
[0028]所述PLC9连接所述可编程充电电源2。
[0029]其中，所述工作电堆通过正极液流管路和负极液流管路分别连接所述正极电解液罐7和负极电解液罐6，在正极液流管路和负极液流管路上分别设置有正极循环泵8和负极
循环泵7，所述PLC连接有正极变频器和负极变频器，所述正极变频器连接到正极循环泵8，负极变频器连接到负极循环泵5。再平衡电解液管道上设置有阴极泵和阳极泵，分别由阴极变频器和阳极变频器控制，阴极变频器和阳极变频器控制，阴极变频器和阳极变频器连接所述PLC9。
[0030]在所述液流管路上设置有流量传感器，所述流量传感器连接所述PLC9。
[0031]流量传感器检测液流管路中的流量。
[0032]在所述正极电解液罐和负极电解液罐上均设置有压力传感器，所述压力传感器连接所述PLC9。
[0033]所述PLC连接有触摸屏（参见图1）。OCV电池10通过管道连接所述工作电堆4。
[0034]虽然，以上通过实施例对本技术进行了说明，但本领域技术人员应了解，在不偏离本技术精神和实质的前提下，对本技术所做的改进和变型，均应属于本技术的保护范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁铬液流电池储能系统电解液再平衡装置，其特征在于，包括工作电堆、再平衡电池组、开路电压测量电池、可编程充电电源、PLC；所述工作电堆连接有正极电解液罐和负极电解液罐，正极电解液罐和负极电解液罐通过再平衡电解液管道连接所述开路电压测量电池，开路电压测量电池通讯连接所述PLC；再平衡电解液管道上设置有阴极泵和阳极泵，分别由阴极变频器和阳极变频器控制，阴极变频器和阳极变频器连接所述PLC；所述负极电解液罐通过管道连接所述再平衡电池组；所述再平衡电池组连接有再平衡电解液罐；所述可编程充电电源与再平衡电池组的电极连接；所述PLC连接所述可编程充电电源。2.根据权利要求1所述的铁铬液流电池储能系统电解液再平衡装置，其特征在于，所述工作电堆通过正极液流管路和负极液流管路分别连接所述正极电解液罐和负极电解液罐，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱文龙，王屾，何霆，曾建华，杨子骥，
申请(专利权)人：中海储能科技北京有限公司，
类型：新型
国别省市：