一种多功能锌溴液流电池电堆测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种多功能锌溴液流电池电堆测试装置，包括控制柜、下储液罐、上储液罐、液体循环系统、压力表、流量计以及渗透测量器；液体循环系统用于将下储液罐与电堆的各个对应腔室的进液口相连通，以及将上储液罐与电堆的各个对应腔室的出液口相连通，并在下储液罐与上储液罐之间构成循环通路；压力表以及流量计均串接在液体循环系统中；渗透测量器用于接收并测量渗透的液体体积；控制柜包括柜体、触控屏以及控制器模块；液体循环系统由控制器模块驱动控制。该多功能锌溴液流电池电堆测试装置能够兼顾密封性测试、流量特性测试以及交叉流量测试，实现一机多用的功能，为电池电堆出厂测试流程及故障识别提供新的方案。出厂测试流程及故障识别提供新的方案。出厂测试流程及故障识别提供新的方案。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能锌溴液流电池电堆测试装置


[0001]本技术涉及一种电池电堆测试装置，尤其是一种多功能锌溴液流电池电堆测试装置。

技术介绍

[0002]储能是智能电网、可再生能源接入、分布式发电、微网以及电动汽车发展必不可少的支持技术。中国电网运营当前面临着最高用电负荷持续增加、间歇式能源接入比例扩大、调峰手段有限等诸多挑战，而优质、安全、清洁、经济、互动是我国智能电网的设定目标，储能技术尤其是大规模储能技术具备的诸多优势得以在发电、输电、配电、用电四个环节得到广泛应用。储能环节作为构建智能电网中不可或缺的关节环节，被誉为“智能电网第五元素”。目前，全球新能源在持续高速发展，而先进储能技术能够在很大程度上解决新能源发电的波动性问题，不但能实现新能源电量的平稳输出，还能有效调节新能源电量上网引起的电网电压、频率及谐波等“异动”，使风电及太阳能发电大规模的安全并入电网。储能产品因此具有巨大的市场空间。基于工程实施，运行维护方面考虑，储能需要10kwh
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30MW以内，时间在2小时以上的大规模系统，锌溴储能系统功率范围在20kw
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20MW级别，时间在2小时以上，是最佳的储能方式之一。
[0003]锌溴液流储能电池是一种新型、高效的电化学储能设备，又被称为氧化还原液流储能电池(Flow Redox Cell)。该储能电池的电解质溶液(储能介质)存储在电池外部的电解液储罐中，电池内部正负极之间由微孔膜分隔成彼此相互独立的两室(正极侧与负极侧)，电池工作时正负极电解液由各自的动力泵强制在储液罐和电池构成的闭合回路中进行循环流动。
[0004]充电时：电解液中的锌离子(Zn2+)在电池的阳极得到2个电子，被还原成锌单质(Zn)，镀在阳极板上；阴极侧溴离子(Br
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)在电池的阴极失去电子，被氧化成溴单质(Br2)，与此同时溴单质被溶液中的络合物(MEP)捕获，形成多溴络合物(MEPBrn)，从电解液中沉淀下来，储存在电堆外部的储液罐内。
[0005]放电时：沉积在负极板上的锌单质(Zn)失去2个电子，生成锌离子(Zn2+)，溶解在电解液中。同时，在正极附近，络合物进入反应区域，其中的溴被还原，生成溴离子(Br
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)。如此循环往复，溶液中的活性物质不断相互转换，从而实现电能的存储与应用。因此，锌溴电池具备如下显著特点：
[0006](1)安全可靠：电池的活性物质的反应场所和储存场所相互独立，不起火、不爆炸，具有天然的安全属性；(2)使用寿命长：系统寿命10
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20年，循环寿命3000次以上；(3)能量密度高：电池的理论能量密度可达435Wh/kg，实际可达60Wh/kg；(4)电解液简单：正负极电解液组分完全一致的，不存在电解液的交叉污染，理论使用寿命无限；(5)易于热管理：电解液的流动有利于电池系统的热管理，传统电池很难做到；(6)深度放电：可100％的深度放电，且不会对电池的性能和寿命造成影响；(7)材料环保易得：所使用的电极及隔膜材料主要成分均为塑料，不含重金属，价格低廉，可回收利用且对环境友好：(8)经济性能卓越：系统总
体造价低，具有良好的商业应用前景；(9)配置灵活：电池模块化设计，功率和容量相互独立，现场调度灵活。
[0007]然而，在实际产业化过程中，该技术还存在一些问题，如电堆的泄漏问题。泄漏包括外部泄漏和内部泄漏，外部泄漏为电堆内部电解液穿过密封面，渗透到电堆外部；内漏是指电堆内部因隔离膜破损等原因导致正负极电解液相互渗透，进而导致电池自放电率加剧甚至报废。相较于外部泄漏，内漏现象更加隐蔽，难以察觉，因此在电池出厂前，电池的泄漏检测尤为重要。另外当多个锌溴电池电堆并联运行时，流经各电堆内的电解液流量会因电堆阻力特性的差异而不同，电堆的流体特性参数需要亟待定量分析。

技术实现思路

[0008]技术目的：提供一种多功能锌溴液流电池电堆测试装置，能够对电池电堆的泄漏进行检测，从而确保锌溴液流电池电堆的可靠性。
[0009]技术方案：本技术所述的多功能锌溴液流电池电堆测试装置，包括控制柜、下储液罐、上储液罐、液体循环系统、压力表、流量计以及渗透测量器；上储液罐的安装高度高于电堆的安装高度，下储液罐的安装高度低于电堆的安装高度；液体循环系统用于将下储液罐与电堆的各个对应腔室的进液口相连通，以及将上储液罐与电堆的各个对应腔室的出液口相连通，并在下储液罐与上储液罐之间构成循环通路，且使得电堆的各个对应腔室的进液口和出液口的通断状态分别可控；压力表以及流量计均串接在液体循环系统中，用于测量对应位置处的液体压力以及流量；渗透测量器用于与电堆的各个对应腔室的出液口相连通，用于接收并测量渗透的液体体积；控制柜包括柜体、触控屏以及控制器模块，触控屏设置在柜体的顶部，控制器模块设置在柜体内；液体循环系统由控制器模块驱动控制，触控屏、压力表、流量计以及渗透测量器均与控制器模块电连接。
[0010]进一步的，液体循环系统包括循环泵、分支管道、渗透出液管道以及输液管道；流量计包括第一流量计以及第二流量计；渗透测量器包括第一测量器以及第二测量器；上储液罐的溢流口通过输液管道与下储液罐的进液口相连通，上储液罐的进液口通过输液管道与循环泵的出液口相连通，循环泵的进液口通过输液管道与下储液罐的出液口相连通，压力表安装在循环泵出液口处的输液管道上；在上储液罐进液口处的输液管道上串接有第一电控阀门；分支管道连通设置在循环泵出液口处，并在分支管道的入口处串接有第二电控阀门；分支管道的出口处连通设置有用于与电堆的正极腔室进液口以及负极腔室进液口相连接的输液管道；上储液罐的出液口通过输液管道与分支管道相连通，并在上储液罐出液口处的输液管道上串接有第三电控阀门；下储液罐的进液口处连通设置有用于与电堆的正极腔室出液口以及负极腔室出液口相连通的输液管道；在电堆的正极腔室进液口处的输液管道上串接有第四电控阀门，在电堆的负极腔室进液口处的输液管道上串接有第五电控阀门，在电堆的正极腔室出液口处的输液管道上串接有第六电控阀门以及第一流量计，在电堆的负极腔室出液口处的输液管道上串接有第七电控阀门以及第二流量计；第一测量器通过渗透出液管道用于与电堆的负极腔室出液口相连通，并在第一测量器入口处的渗透出液管道上串接有第八电控阀门；第二测量器通过渗透出液管道用于与电堆的正极腔室出液口相连通，并在第二测量器入口处的渗透出液管道上串接有第九电控阀门；循环泵、第一流量计、第二流量计、第一测量器、第二测量器、压力表、第一电控阀门、第二电控阀门、第三电控
阀门、第四电控阀门、第五电控阀门、第六电控阀门、第七电控阀门、第八电控阀门以及第九电控阀门均与控制器模块电连接。
[0011]进一步的，第一测量器以及第二测量器均为电子量杯。
[0012]进一步的，上储液罐的溢流口高度与电堆的中心高度的高度差为H，且H的范围为2.8～4.2米。
[0013]本技术与现有技术相比，其有益效果是：利用压力表以及流量计串接在液体循环系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能锌溴液流电池电堆测试装置，其特征在于：包括控制柜、下储液罐(1)、上储液罐(6)、液体循环系统、压力表(3)、流量计以及渗透测量器；上储液罐(6)的安装高度高于电堆(10)的安装高度，下储液罐(1)的安装高度低于电堆(10)的安装高度；液体循环系统用于将下储液罐(1)与电堆(10)的各个对应腔室的进液口相连通，以及将上储液罐(6)与电堆(10)的各个对应腔室的出液口相连通，并在下储液罐(1)与上储液罐(6)之间构成循环通路，且使得电堆(10)的各个对应腔室的进液口和出液口的通断状态分别可控；压力表(3)以及流量计均串接在液体循环系统中，用于测量对应位置处的液体压力以及流量；渗透测量器用于与电堆(10)的各个对应腔室的出液口相连通，用于接收并测量渗透的液体体积；控制柜包括柜体、触控屏以及控制器模块，触控屏设置在柜体的顶部，控制器模块设置在柜体内；液体循环系统由控制器模块驱动控制，触控屏、压力表(3)、流量计以及渗透测量器均与控制器模块电连接。2.根据权利要求1所述的多功能锌溴液流电池电堆测试装置，其特征在于：液体循环系统包括循环泵(2)、分支管道、渗透出液管道以及输液管道；流量计包括第一流量计(15)以及第二流量计(16)；渗透测量器包括第一测量器(13)以及第二测量器(14)；上储液罐(6)的溢流口通过输液管道与下储液罐(1)的进液口相连通，上储液罐(6)的进液口通过输液管道与循环泵(2)的出液口相连通，循环泵(2)的进液口通过输液管道与下储液罐(1)的出液口相连通，压力表(3)安装在循环泵(2)出液口处的输液管道上；在上储液罐(6)进液口处的输液管道上串接有第一电控阀门(4)；分支管道连通设置在循环泵(2)出液口处，并在分支管道的入口处串接有第二电控阀门(5)；分支管道的出口处连通设置有...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵乾乾，张少华，赵坤坤，
申请(专利权)人：南京畅晟能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：