一种以全钒液流电池为动力的运输船舶的充电系统及其运行方法技术方案

本发明专利技术公开了一种以全钒液流电池为动力的运输船舶的充电系统及其运行方法，包括钒电池充电装置，其与钒储能电站联接，接受钒储能电站输送来的储能钒电解液，并可向钒电动船舶中的船舶钒电池充电或采用储能钒电解液更换钒电动船舶钒电解液槽组中的空白钒电解液；钒电解液趸船，停泊在距离钒储能电站最近的水面并可与钒电动船舶联接，用于接受、储存、输出钒电动船舶输出的空白钒电解液；钒储能电站，与钒电解液趸船联接，接受钒电解液趸船输送来的空白钒电解液，并对空白钒电解液充电，输出储能钒电解液；本发明专利技术能为替代燃油动力运输船舶的钒电动船舶充电，解决其充电难、充电时间长、运输效率低的问题。运输效率低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种以全钒液流电池为动力的运输船舶的充电系统及其运行方法


[0001]本专利技术涉及水路运输电力推动船舶的
，尤其涉及一种以全钒液流电池为动力的运输船舶的充电系统，同时还涉及一种以全钒液流电池为动力的运输船舶的充电系统的运行方法。

技术介绍

[0002]物流运输是社会经济发展的重要基础，水路运输在五大运输方式中，因成本低、能耗少、污染小而具有明显优势。我国内河航道通航总里程已达到12.63万千米，内河运输量以年均百分之十几的速度递增，但是，运输工具依然严重落后。运输效率低、噪声和水污染严重，碰船沉船等安全事故频发，企业生产受到影响，沿岸污染严重，破坏河流水生生态。
[0003]在发展河流水运的同时，应保护河流水生生态。为达到这些目标，不燃烧化石燃料的电力推动运输船舶，将成为河流水运的新一代主体运载工具，但现有电力推动运输船舶(如锂电池动力运输船舶)充电困难，运行效率低，使电力推动运输船舶的推广遇到障碍。

技术实现思路

[0004]基于上述现有技术存在的不足，本专利技术所要解决的技术问题是在于提供一种全钒液流电池为动力的运输船舶充电系统及运行方法，目的在于解决电力推动运输船舶充电困难，运行效率低的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]本专利技术的以全钒液流电池为动力的运输船舶的充电系统包括钒电池充电装置，钒电解液趸船和钒储能电站；
[0007]所述钒电池充电装置建设在现有港口码头靠近水面的场地或建设在水岸边靠近水面的场地，其与钒储能电站联接，接收其输送来的储能钒电解液(荷电状态趋于100％的正极或负极钒电解液)并储存到储能钒电解液罐；还可以与全钒液流电池为动力的运输船舶(以下称钒电动船舶)联接，为船舶钒电池充电或将正极储能钒电解液和负极储能钒电解液分别输送到钒电动船舶已清空的正极钒电解液槽组和负极钒电解液槽组。所述钒电解液趸船停泊在距离所述钒储能电站最近的水面，其可与钒电动船舶联接，接收钒电动船舶输出的空白钒电解液(荷电状态趋于零的正极或负极钒电解液)。钒储能电站，建设在现有港口码头或建设在水岸边的场地，其与所述钒电解液趸船联接，接收所述钒电解液趸船输送来的空白钒电解液并对空白钒电解液进行充电，将充电后的储能钒电解液输出到钒电池充电装置。
[0008]优选的，所述钒电池充电装置包括充电正极输入接口，正极储能钒电解液，充电负极输入接口，负极储能钒电解液，充电装置控制柜，充电电源配电柜，正极储能钒电解液罐，负极储能钒电解液罐，正极储能输出泵，充电正极输出接头，负极储能输出泵，充电负极输出接头和充电电源输出接头；所述充电电源配电柜与风光发电和/或电网连接，向钒电动船
舶的钒电池充电；所述钒电池充电装置与钒电动船舶连接，采取两种方式给钒电动船舶充电，第一种是采用充电电源输出接头与钒电动船舶的船舶充电接口相联，由充电电源配电柜向船舶钒电池充电；第二种是采用钒电池充电装置输出的储能钒电解液更换钒电动船舶钒电解液槽组中的空白钒电解液。
[0009]由上，钒电池电能以化学能的方式存储在不同价态钒离子电解液中，通过外接泵把钒电解液压入电池堆体内，使其分别在正极和负极钒电解液槽和半电池的闭合回路中循环流动，从而使得储存在钒电解液中的化学能转换成电能；将储能钒电解液输入到钒电解液槽中，钒电池就可以正常循环流动储能钒电解液向船舶配电柜及电网供电。钒电池充电装置接收
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储存
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输出储能钒电解液，是储能钒电解液流转的枢纽。
[0010]进一步的，所述钒电解液趸船包括正极空白钒电解液，趸船正极输出接头，趸船正极电解液槽，趸船正极输入接口，趸船负极输出接头，趸船负极输入接口，趸船负极电解液槽，趸船控制柜，趸船负极输出泵，负极空白钒电解液，趸船正极输出泵和趸船船体；所述钒电解液趸船的趸船正极输出接头和趸船负极输出接头与钒储能电站联接，将正极空白钒电解液和负极空白钒电解液分别输送至所述钒储能电站的电站正极钒电解液罐I和电站负极钒电解液罐I或者电站正极钒电解液罐II和电站负极钒电解液罐II；所述钒电解液趸船的趸船正极输入接口和趸船负极输入接口分别与钒电动船舶的船舶正极输出接头和船舶负极输出接头联接，以接收钒电动船舶输出的空白钒电解液到趸船正极电解液槽和趸船负极电解液槽。钒电解液趸船可以与钒电动船舶连接，接收钒电动船舶输出的空白钒电解液，钒电解液趸船接收
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储存
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输出空白钒电解液，是空白钒电解液流转的枢纽。
[0011]优选的，所述钒储能电站包括电站正极输出接头，电站正极钒电解液罐I，钒电池正极循环阀门I，电站正极钒电解液罐II，钒电池正极循环阀门II，钒电池正极循环泵，电站钒电池组，电站负极钒电解液罐I，钒电池负极循环泵，钒电池负极循环阀门I，电站负极钒电解液罐II，钒电池负极循环阀门II，电站负极输出接头，钒电池正极循环输入阀门I，电站正极输入阀门I，钒电池正极循环输入阀门II，电站正极输入阀门II，电站正极输入接口，电站控制系统，电站配电柜，钒电池负极循环输入阀门I，电站负极输入阀门I，钒电池负极循环输入阀门II，电站负极输入阀门II和电站负极输入接口；电站配电柜与风光发电和/或电网联接，通过电站钒电池组对电站正极电解液罐I和电站负极电解液罐I或电站正极钒电解液罐II和电站负极钒电解液罐II中的空白钒电解液进行充电，将充电后的正极储能钒电解液和负极储能钒电解液分别输送至钒电池充电装置的正极储能钒电解液罐和负极储能钒电解液罐。
[0012]由上，钒储能电站与钒电解液趸船连接，接收钒电解液趸船输送来的空白钒电解液。钒储能电站接收空白钒电解液
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电站钒电池组充电
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输出储能钒电解液，不断将荷电状态趋于零的空白钒电解液充电转变为荷电状态趋于100％的储能钒电解液，是储能钒电解液的输出中心。
[0013]优选的，钒储能电站设立了两组(正极+负极为一组，也可以设立多组)钒电解液罐，使其具备了接收空白钒电解液
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钒电池充电
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输出储能钒电解液同时交替进行的功能。在所述电站钒电池组向两组钒电解液罐中的电站正极钒电解液罐I和电站负极钒电解液罐I中的空白钒电解液进行充电时，电站正极输入阀门 I和电站负极输入阀门I自动关闭；两组钒电解液罐中的电站正极钒电解液罐II 和电站负极钒电解液罐II已清空，电站正
极输入阀门II和电站负极输入阀门II 则自动开启，钒电解液趸船输送来的空白钒电解液进入电站正极钒电解液罐II 和电站负极钒电解液罐II；当电站正极钒电解液罐I和电站负极钒电解液罐I处于充电状态时，电站正极钒电解液罐II和电站负极钒电解液罐II则处于首先输出、清空储能钒电解液然后再接受空白钒电解液的状态；当电站正极钒电解液罐II和电站负极钒电解液罐II处于充电状态时，则电站正极钒电解液罐I和电站负极钒电解液罐I处于首先输送、清空储能钒电解液然后再接受空白钒电解液的状态；上述两种状态在电站钒电池组和两组钒电解液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以全钒液流电池为动力的运输船舶的充电系统，其特征在于，包括：钒电池充电装置，建设在现有港口码头靠近水面的场地或建设在水岸边靠近水面的场地，用于接收、储存、输出储能钒电解液，与钒储能电站联接，接收其输送来的储能钒电解液，并向钒电动船舶中的船舶钒电池充电或采用储能钒电解液更换钒电动船舶钒电解液槽组中的空白钒电解液；钒电解液趸船，停泊在距离钒储能电站最近的水面并与钒储能电站联接，用于接受、储存、输出钒电动船舶输出的空白钒电解液；钒储能电站，建设在现有港口码头或建设在水岸边的场地，接受所述钒电解液趸船输送来的空白钒电解液并对空白钒电解液进行充电，将充电后的储能钒电解液输出到钒电池充电装置。2.根据权利要求1所述的以全钒液流电池为动力的运输船舶的充电系统，其特征在于，所述钒电池充电装置包括充电正极输入接口，正极储能钒电解液，充电负极输入接口，负极储能钒电解液，充电装置控制柜，充电电源配电柜，正极储能钒电解液罐，负极储能钒电解液罐，正极储能输出泵，充电正极输出接头，负极储能输出泵，充电负极输出接头和充电电源输出接头；所述钒电池充电装置与风光发电和/或电网连接，并与钒电动船舶连接，采取两种方式给钒电动船舶充电，第一种是采用充电电源输出接头与钒电动船舶的船舶充电接口相联，由电网通过充电电源配电柜向船舶钒电池充电；第二种是采用储能钒电解液更换钒电动船舶钒电解液槽组中的空白钒电解液。3.根据权利要求2所述的以全钒液流电池为动力的运输船舶的充电系统，其特征在于，所述钒电解液趸船包括正极空白钒电解液，趸船正极输出接头，趸船正极电解液槽，趸船正极输入接口，趸船负极输出接头，趸船负极输入接口，趸船负极电解液槽，趸船控制柜，趸船负极输出泵，负极空白钒电解液，趸船正极输出泵和趸船船体；所述钒电解液趸船的趸船正极输出接头和趸船负极输出接头与钒储能电站联接，将正极空白钒电解液和负极空白钒电解液分别输送至所述钒储能电站的电站正极钒电解液罐I和电站负极钒电解液罐I或者电站正极钒电解液罐II和电站负极钒电解液罐II；所述钒电解液趸船的趸船正极输入接口和趸船负极输入接口分别与钒电动船舶的船舶正极输出接头和船舶负极输出接头联接，以接收钒电动船舶输出的空白钒电解液到趸船正极电解液槽和趸船负极电解液槽。4.根据权利要求2所述的以全钒液流电池为动力的运输船舶的充电系统，其特征在于，所述钒储能电站包括电站正极输出接头，电站正极钒电解液罐I，钒电池正极循环阀门I，电站正极钒电解液罐II，钒电池正极循环阀门II，钒电池正极循环泵，电站钒电池组，电站负极钒电解液罐I，钒电池负极循环泵，钒电池负极循环阀门I，电站负极钒电解液罐II，钒电池负极循环阀门II，电站负极输出接头，钒电池正极循环输入阀门I，电站正极输入阀门I，钒电池正极循环输入阀门II，电站正极输入阀门II，电站正极输入接口，电站控制系统，电站配电柜，钒电池负极循环输入阀门I，电站负极输入阀门I，钒电池负极循环输入阀门II，电站负极输入阀门II和电站负极输入接口；电站配电柜与风光发电和/或电网联接，通过电站钒电池组对电站正极电解液罐I和电站负极电解液罐I或电站正极钒电解液罐II和电站负极钒电解液罐II中的空白钒电解液进
行充电，将充电后的正极储能钒电解液和负极储能钒电解液分别输送至钒电池充电装置的正极储能钒电解液罐和负极储能钒电解液罐。5.根据权利要求4所述的以全钒液流电池为动力的运输船舶的充电系统，其特征在于，所述钒储能电站设立了两组钒电解液罐，使其具备接收空白钒电解液
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钒电池充电
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输出储能钒电解液同时交替进行的功能；在所述电站钒电池组向两组钒电解液罐中的电站正极钒电解液罐I和电站负极钒电解液罐I中的空白钒电解液进行充电时，电站正极输入阀门I和电站负极输入阀门I自动关闭；两组钒电解液罐中的电站正极钒电解液罐II和电站负极钒电解液罐II已清空，电站正极输入阀门II和电站负极输入阀门II则自动开启，钒电解液趸船输送来的空白钒电解液进入电站正极钒电解液罐II和电站负极钒电解液罐II；当电站正极钒电解液罐I和电站负极钒电解液罐I处于充电状态时，电站正极钒电解液罐II和电站负极钒电解液罐II则处于首先输出、清空储能钒电解液然后再接受空白钒电解液的状态；当电站正极钒电解液罐II和电站负极钒电解液罐II处于充电状态时，则电站正极钒电解液罐I和电站负极钒电解液罐I处于首先输送、清空储能钒电解液然后再接受空白钒电解液的状态；上述两种状态在电站钒电池组和两组钒电解液罐之间交替运行，运行流程中阀门开启和关闭自动切换。6.根据权利要求4所述的以全钒液流电池为动力的运输船舶的充电系统，其特征在于，所述钒储能电站可以设立多组钒电解液罐，使其具备接收空白钒电解液
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钒电池充电
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输出储能钒电解液同时交替进行的功能。7.根据权利要求2所述的以全钒液流电池为动力的运输船舶的充电系统，其特征在于，所述钒电池充电装置根据需要，可以设立两个或多个正极储能钒电解液罐和负极储能钒电解液罐。8.一种如权利要求1至7任一项所述的以全钒液流电池为动力的运输船舶的充电系统的运行方法，其特征在于，其包括钒电动船舶充电和充电系统充电两个部分：1)钒电动船舶充电的运行步骤如下：步骤一：钒电动船舶依据航程计划靠港卸货，在卸货的同时，驾驶人员依据驾驶操作台显示的充电方式，采取第一种充电方式...

【专利技术属性】
技术研发人员：张先锋，侯作义，张维力，龚正能，侯晓晔，
申请(专利权)人：武汉水灵环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：