【技术实现步骤摘要】
本公开涉及液流电池领域，尤其涉及一种中心极板及基于中心极板的液流电池热管理系统。
技术介绍
1、液流电池储能系统是由电堆、电池支持系统、液路循环系统、电池管理系统以及功率转换系统等部分组成的一种大规模高效储能(电)装置，通过电解液中的电化学反应活性物质的价态变化，实现电能与化学能相互转换与能量存储。
2、电解液的温度需要保持在一定范围内，且电解液温度的保持对电堆内的电化学反应程度至关重要。液流电池系统需要通过电加热系统对电解液进行加温和控温，并通过保温隔热材料来维持电解液的温度范围。
3、但是，现有技术中，由于电加热器沉浸在电解液中的表面积有限，电加热器只能对电解液的局部进行加热，并通过储液罐内的液流循环管路输出端对整体电解液的扰动和搅拌，将该部分高温电解液与其余部分低温电解液进行混合，完成电解液之间的温度传递和均衡。该过程存在以下问题：电加热器表面附近的电解液需加热到较高温度，对于电解液的稳定性有所影响；以及，电解液的搅拌和混合往往需要额外能量来支撑，也进一步提高了系统损耗。
技术实现思路
1、本公开提供了一种中心极板及基于中心极板的液流电池热管理系统，以至少解决现有技术中存在的以上技术问题。
2、根据本公开的第一方面，提供了一种中心极板，所述中心极板位于液流电池电堆中的电池单体内，分别与正极电极和负极电极电气连接，用于串联所述正极电极和负极电极，所述电池单体还包括离子交换膜、电极框以及密封垫，所述离子交换膜分别与所述正极电极、所述负极电极、所
3、所述二维空间结构体，由多个二维空间结构单体排列而成，每个二维空间结构单体填充有相变材料，所述二维空间结构体的平面设置于与离子交换膜的平面方向平行；
4、所述面板，设置于所述二维空间结构体的外围，与所述二维空间结构体贴合，用于密封包裹所述二维空间结构体。
5、在一可实施方式中，所述中心极板还包括：
6、至少一组环路热管的蒸发器，预埋于所述二维空间结构体内，所述蒸发器中布置有毛细芯，所述毛细芯内流经有液态工质，所述液态工质用于吸收所述电堆在充放电过程中产生的热量，并蒸发为气态工质；
7、环路热管的蒸发器外接管路，与所述蒸发器连接，并伸出所述电极框外与所述环路热管的蒸汽管路连接，经由所述蒸汽管路输送所述气态工质至环路热管的冷凝器。
8、在一可实施方式中，所述中心极板的材料类型与所述正极电极以及所述负极电极的材料类型一致。
9、在一可实施方式中，所述环路热管的蒸发器材料为金属材料，
10、若所述中心极板、所述正极电极以及所述负极电极形成的第一组合结构，其材料类型为金属材料，则所述环路热管的蒸发器与所述第一组合结构的接缝处采用满焊方式进行密封；
11、若所述中心极板、所述正极电极以及所述负极电极形成的第二组合结构，其材料类型为碳质材料，则所述环路热管的蒸发器与所述第二组合结构的接缝处采用热固性树脂热压的方式进行密封。
12、在一可实施方式中，所述中心极板还包括：
13、至少一组电加热器，预埋于所述二维空间结构体内，用于在所述电堆停止运行的情况下进行加热，以避免电解液在电堆内结晶；
14、电加热器的外接电缆，与所述电加热器连接，并伸出所述电极框外，用于为所述电加热器输送电源。
15、在一可实施方式中，若所述电加热器数量为多组，则多组电加热器的外接电缆汇总为总电缆接口，并且伸出所述电极框外的外接电缆/总电缆接口以及所述蒸发器外接管路，通过加料热压方式或非加料热压方式与所述电极框进行密封。
16、根据本公开的第二方面，提供了一种基于中心极板的液流电池热管理系统，设置于液流电池系统内，所述液流电池系统包括电堆、阳极电解液、阳极电解液储液罐、阳极电解液循环管路、阳极侧循环泵、阴极电解液、阴极电解液储液罐、阴极电解液循环管路以及阴极侧循环泵，其特征在于，所述系统包括：环路热管和至少一组电加热器，所述环路热管包括储液器、至少一组蒸发器、蒸汽管路、冷凝器、液体管路，其中，
17、所述储液器设置于所述电堆底部，用于为所述蒸发器提供液态工质；
18、所述至少一组蒸发器，预埋于所述中心极板的二维空间结构体内，所述蒸发器布置有毛细芯，所述毛细芯内流经有液态工质，所述液态工质用于吸收所述电堆在充放电过程中产生的热量，并蒸发为气态工质；
19、所述蒸汽管路，通过蒸发器外接管路与所述蒸发器连接，用于输送所述气态工质至所述冷凝器，其中，所述蒸发器外接管路与所述蒸发器连接，并伸出所述电堆内的电极框外；
20、所述冷凝器，设置于阴/阳极电解液储液罐内的电解液中，用于通过放热将所述电堆内的热量传递至阴/阳极电解液中，并将所述气态工质转化为二次液态工质，经由所述液体管路输送所述二次液态工质至所述储液器，以完成所述环路热管的热循环。
21、在一可实施方式中，所述环路热管还包括：
22、翅片，设置于所述冷凝器所在散热管路的外围，用于固定所述散热管路以及增大散热面积；
23、针阀，设置于所述蒸汽管路和所述液体管路位置，用于调节所述蒸汽管路内气态工质以及所述液体管路内液态工质的流量。
24、在一可实施方式中，所述环路热管还包括：
25、第一绝缘管，设置于所述环路热管的冷凝器及其翅片的外围，用于防止所述环路热管的冷凝器及其翅片与所述阴/阳极电解液接触；和/或，
26、第二绝缘管，设置于所述环路热管的蒸发器和所述至少一组电加热器的外围，用于防止所述蒸发器和所述至少一组电加热器与所述中心极板接触；和/或，
27、保温套管，设置于所述环路热管的蒸汽管路和液体管路的外围，用于对所述环路热管蒸汽管路内输送的气态工质和液体管路内输送的液态工质进行保温。
28、在一可实施方式中，所述系统还包括：
29、第一热电偶温度传感器，设置于所述阴/阳极电解液储液罐内的电解液中，用于检测阴/阳极电解液的温度；以及，还设置于所述电堆的进液口和出液口位置，用于检测流经所述进液口和所述出液口的阴/阳极电解液的温度；
30、第二热电偶温度传感器，设置于所述蒸汽管路和所述液体管路位置，用于检测所述蒸汽管路内气态工质以及所述液体管路内液态工质的温度；
31、第一流量传感器，设置于所述电堆的进液口位置，用于检测流经所述进液口的阴/阳极电解液在管道内的流量；或者，还设置于所述阴/阳极电解液循环管路的管道内，用于检测所述阴/阳极电解液循环管路内阴/阳极电解液的流量；
32、第二流量传感器，设置于所述蒸汽管路和所述液体管路位置，用于检测所述蒸汽管路内气态工质以及所述液体管路内液态工质的流量；
33、阴/阳极侧循环泵，设置于所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种中心极板，所述中心极板位于液流电池电堆中的电池单体内，分别与正极电极和负极电极电气连接，用于串联所述正极电极和负极电极，所述电池单体还包括离子交换膜、电极框以及密封垫，所述离子交换膜分别与所述正极电极、所述负极电极、所述电极框以及所述密封垫形成独立腔室，使得不同极性的电解液在各自腔室内与正/负极电极发生电化学反应，其特征在于，包括：二维空间结构体和面板，其中，
2.根据权利要求1所述的中心极板，其特征在于，所述中心极板还包括：
3.根据权利要求2所述的中心极板，其中，所述中心极板的材料类型与所述正极电极以及所述负极电极的材料类型一致。
4.根据权利要求3所述的中心极板，其中，所述环路热管的蒸发器材料为金属材料，
5.根据权利要求4所述的中心极板，其特征在于，所述中心极板还包括：
6.根据权利要求5所述的中心极板，其中，若所述电加热器数量为多组，则多组电加热器的外接电缆汇总为总电缆接口，并且伸出所述电极框外的外接电缆/总电缆接口以及所述蒸发器外接管路，通过加料热压方式或非加料热压方式与所述电极框进行密封。
<...【技术特征摘要】
1.一种中心极板，所述中心极板位于液流电池电堆中的电池单体内，分别与正极电极和负极电极电气连接，用于串联所述正极电极和负极电极，所述电池单体还包括离子交换膜、电极框以及密封垫，所述离子交换膜分别与所述正极电极、所述负极电极、所述电极框以及所述密封垫形成独立腔室，使得不同极性的电解液在各自腔室内与正/负极电极发生电化学反应，其特征在于，包括：二维空间结构体和面板，其中，
2.根据权利要求1所述的中心极板，其特征在于，所述中心极板还包括：
3.根据权利要求2所述的中心极板，其中，所述中心极板的材料类型与所述正极电极以及所述负极电极的材料类型一致。
4.根据权利要求3所述的中心极板，其中，所述环路热管的蒸发器材料为金属材料，
5.根据权利要求4所述的中心极板，其特征在于，所述中心极板还包括：
6.根据权利要求5所述的中心极...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜念慈，
申请(专利权)人：纬景储能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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