鋅溴液流儲(chǔ)能電池的控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及液流儲(chǔ)能電池領(lǐng)域，尤其涉及一種鋅溴液流儲(chǔ)能電池的控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]液流電池的活性物質(zhì)存在于電解液中，電池被隔膜分隔成正極半電池和負(fù)極半電池，它們分別外接正極電解液和負(fù)極電解液貯存罐，用電動(dòng)泵抽取來完成循環(huán)。電池的容量取決于電解液貯存罐的容積，而功率則取決于電堆的大小。鋅溴液流儲(chǔ)能電池的電解液是溴化鋅水溶液，充電過程中，鋅以金屬形態(tài)沉積在電極表面，溴形成油狀絡(luò)合物，貯存于正極電解液儲(chǔ)液罐的底部。
[0003]目前，鋅溴液流儲(chǔ)能電池產(chǎn)品化應(yīng)用還存在一些技術(shù)問題，如較高的自放電，這是由于溴在電解液中溶解度高，溶解的溴能快速地傳遞到鋅電極表面，與鋅直接反應(yīng)，造成較為嚴(yán)重的自放電。為減少這樣的自放電，目前常規(guī)采取的辦法是:①用隔膜將正、負(fù)極電解液分開。②在正極電解液中加入絡(luò)合劑，以降低溴的活性。但是，采用這兩種方式后雖然能有效地減少自放電，但是在充電過程中，自放電的現(xiàn)象依然較為嚴(yán)重。因?yàn)閭鹘y(tǒng)方式通常采用兩種儲(chǔ)液罐分別裝載陽極和陰極電解液，在充電過程中，回到陰極罐中的溴的絡(luò)合物又重新被泵入到電堆中，與電堆中的鋅進(jìn)行了自放電反應(yīng)，這意味著充電時(shí)就伴隨著自放電反應(yīng)，造成電池儲(chǔ)存的容量大大減少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了減少現(xiàn)有技術(shù)鋅溴儲(chǔ)能電池在充電過程中的自放電反應(yīng)的不足，本實(shí)用新型提供一種鋅溴液流儲(chǔ)能電池的控制系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種鋅溴液流儲(chǔ)能電池的控制系統(tǒng)，鋅溴液流儲(chǔ)能電池的控制系統(tǒng)包括電堆、裝載電解液的陰極罐和陽極罐，所述鋅溴液流儲(chǔ)能電池的控制系統(tǒng)還包括裝載電解液的二相罐、二向閥、四向閥和處理器，二相罐通過二向閥連通陰極罐，處理器連接控制四向閥閥芯的轉(zhuǎn)動(dòng)和二向閥的開通關(guān)閉，四向閥連接分別連接電堆、陰極罐和二相罐的端口，陽極罐的電解液端口連接電堆的電解液端口。
[0006]所述四向閥包括端口 A、端口 B、端口 P、端口 T四個(gè)端口，電堆設(shè)有四個(gè)端口為第一端口、第二端口、第三端口、第四端口，四向閥的端口 A、端口 B分別連接電堆的第三端口、第四電解液端口，四向閥的端口 P連接二相罐的端口，四向閥的端口 T連接陰極罐的端口，四向閥的端口 A、端口 B是不相鄰的兩個(gè)端口。所述電堆的第一端口、第二端口連接陽極罐的電解液端口。所述處理器包括人機(jī)交互模塊和監(jiān)測(cè)電堆中電量的電量監(jiān)測(cè)模塊，電量監(jiān)測(cè)模塊連接監(jiān)測(cè)電堆，電量監(jiān)測(cè)模塊同時(shí)連接處理器發(fā)送電堆信號(hào)給處理器，人機(jī)交互模塊連接處理器。所述人機(jī)交互模塊上設(shè)有充電按鈕和放電按鈕，表示關(guān)閉二向閥的充電按鈕和表示開通二向閥的放電按鈕均連接處理器。
[0007]本實(shí)用新型有如下積極效果:本實(shí)用新型中采用三個(gè)儲(chǔ)液罐技術(shù)，新增的“二相罐”用來儲(chǔ)存充電形成的溴絡(luò)合物，避免在充電過程中溴絡(luò)合物被重新泵入到電堆中與鋅進(jìn)行自放電反應(yīng)，可以大大提高儲(chǔ)能電池的容量。同時(shí)本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)中安裝了配有電操機(jī)構(gòu)的二向閥，在充放電過程中，電池管理系統(tǒng)可自動(dòng)控制開關(guān)二向閥，實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)簡單、易操作。
【附圖說明】
[0008]圖1是本實(shí)用新型中儲(chǔ)液罐及閥、泵安裝示意圖；
[0009]圖2是本實(shí)用新型中充電狀態(tài)電解液循環(huán)流動(dòng)示意圖；
[0010]圖3是本實(shí)用新型中放電狀態(tài)電解液循環(huán)流動(dòng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面對(duì)照附圖，通過對(duì)實(shí)施例的描述，本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。
[0012]一種鋅溴液流儲(chǔ)能電池的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)中包括鋅溴液流儲(chǔ)能電池原有的電堆、陽極罐和陰極罐，同時(shí)增設(shè)了二相罐、二向閥、四向閥和處理器，儲(chǔ)液罐及閥、泵的安裝示意圖如圖1所示，電堆、陽極罐、陰極罐和二相罐通過管道連通，其中二相罐和陰極罐通過二向閥控制連通管道，陰極罐、二向罐和電堆的連通管道上設(shè)置了四向閥，保證了充放電時(shí)電解液的流通。二相罐的使用是用來儲(chǔ)存充電形成的溴絡(luò)合物，避免在充電過程中溴絡(luò)合物被重新泵入到電堆中與鋅進(jìn)行自放電反應(yīng)，可以大大提高儲(chǔ)能電池的容量。處理器連接控制二向閥和四向閥，可以控制二向閥門的開通、關(guān)閉和四向閥閥芯的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制儲(chǔ)能系統(tǒng)。
[0013]儲(chǔ)能電池的各罐口的連通方式具體如圖2、3所示，電堆設(shè)有四個(gè)輸送電解液的端口分別為:第一端口、第二端口、第三端口、第四端口，四向閥設(shè)有四個(gè)端口分別為:端口 A、端口 B、端口 P、端口 T，電堆的第一端口、第二端口連通在陽極罐的端口上，電堆的第三端口連通陰極罐的輸液端口，電堆的第四端口連通二相罐的輸液端口。端口的連通中部分需要四向閥的連通，本實(shí)用新型中四向閥的端口 A、端口 B分別連接電堆的第三端口、第四電解液端口，四向閥的端口 P連接二相罐的端口，四向閥的端口 T連接陰極罐的端口，四向閥的端口 A、端口 B是不相鄰的兩個(gè)端口。為了保證自動(dòng)充放電的安全性和自動(dòng)化，處理器中設(shè)置了人機(jī)交互模塊和電量監(jiān)測(cè)模塊，電量監(jiān)測(cè)模塊連接到電堆監(jiān)測(cè)電堆的電量情況，同時(shí)連接到處理器，進(jìn)行低電量報(bào)警到處理器。當(dāng)處理器收到低電量信號(hào)時(shí)，處理器發(fā)出充電信號(hào)輸送關(guān)閉指令到二向閥，關(guān)閉二向閥進(jìn)行充電處理；當(dāng)處理器收到電量已滿的信號(hào)，發(fā)出開通二向閥的指令，進(jìn)行電堆放電反應(yīng)，通過處理器和電量監(jiān)測(cè)模塊的結(jié)合實(shí)現(xiàn)自動(dòng)充放電管理。為了方便操作人員自由進(jìn)行充放電，人機(jī)交互模塊中包括充電按鈕和放電按鈕，充電按鈕和放電按鈕連接處理器，表示關(guān)閉/開通二向閥的操作，操作人員可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)充放電。
[0014]一種鋅溴液流儲(chǔ)能電池的控制系統(tǒng)的方法，方法步驟包括:
[0015]步驟一、系統(tǒng)中設(shè)有陽極罐、陰極罐和二相罐，二相罐通過二向閥連通陰極罐。
[0016]步驟二、系統(tǒng)中增設(shè)四向閥，四向閥的端口分別連通電堆、陰極罐和二相罐的端口，具體連接為:電堆的第一端口、第二端口連通在陽極罐的端口上，四向閥的端口 A、端口B端口分別連接電堆的第三端口、第四電解液端口，四向閥的端口 P連接二相罐的端口，四向閥的端口 T連接陰極罐的端口，四向閥的端口 A、端口 B是不相鄰的兩個(gè)端口。
[0017]步驟三、初始狀態(tài)下，陽極罐、陰極罐和二相罐均注入電解液，為充放電做準(zhǔn)備。
[0018]步驟四、充電時(shí)，系統(tǒng)關(guān)閉二向閥，二相罐和陰極罐不連通，陰極泵抽取陰極罐中的電解液泵入到電堆中進(jìn)行充電反應(yīng)，形成溴的絡(luò)合物回到二相罐中，沉淀在二相罐中的底部，其電解液循環(huán)流動(dòng)示意圖如圖2所示。
[0019]步驟五、放電時(shí)，系統(tǒng)打開二向閥，陰極泵抽取二相罐中的溴絡(luò)合物泵入到電堆中進(jìn)行放電反應(yīng)，其電解液循環(huán)流動(dòng)示意圖如圖3所示。
[0020]步驟六、重復(fù)步驟四、五，進(jìn)行充放電循環(huán)，實(shí)現(xiàn)充放電。系統(tǒng)中設(shè)置了電量監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)電堆的電量，結(jié)合處理器進(jìn)行充放電控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)充放電。如果需要自行進(jìn)行充放電，系統(tǒng)中設(shè)置來人機(jī)交互模塊，人機(jī)交互模塊中設(shè)有充電按鈕和放電按鈕，可以自行進(jìn)行充放電、操作簡單。
[0021]上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性描述，顯然本實(shí)用新型具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實(shí)用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本實(shí)用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋅溴液流儲(chǔ)能電池的控制系統(tǒng)，鋅溴液流儲(chǔ)能電池的控制系統(tǒng)包括電堆、裝載電解液的陰極罐和陽極罐，其特征在于，所述鋅溴液流儲(chǔ)能電池的控制系統(tǒng)還包括裝載電解液的二相罐、二向閥、四向閥和處理器，二相罐通過二向閥連通陰極罐，處理器連接控制四向閥閥芯的轉(zhuǎn)動(dòng)和二向閥的開通關(guān)閉，四向閥連接分別連接電堆、陰極罐和二相罐的端口，陽極罐的電解液端口連接電堆的電解液端口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋅溴液流儲(chǔ)能電池的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述四向閥包括端口 A、端口 B、端口 P、端口 T四個(gè)端口，電堆設(shè)有四個(gè)端口為第一端口、第二端口、第三端口、第四端口，四向閥的端口 A、端口 B分別連接電堆的第三端口、第四端口，四向閥的端口 P連接二相罐的端口，四向閥的端口 T連接陰極罐的端口，四向閥的端口 A、端口 B是不相鄰的兩個(gè)端口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋅溴液流儲(chǔ)能電池的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電堆的第一、二端口連接陽極罐的電解液端口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋅溴液流儲(chǔ)能電池的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器包括人機(jī)交互模塊和監(jiān)測(cè)電堆中電量的電量監(jiān)測(cè)模塊，電量監(jiān)測(cè)模塊連接監(jiān)測(cè)電堆，電量監(jiān)測(cè)模塊同時(shí)連接處理器發(fā)送電堆信號(hào)給處理器，人機(jī)交互模塊連接處理器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋅溴液流儲(chǔ)能電池的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述人機(jī)交互模塊上設(shè)有充電按鈕和放電按鈕，表示關(guān)閉二向閥的充電按鈕和表示開通二向閥的放電按鈕均連接處理器。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種鋅溴液流儲(chǔ)能電池的控制系統(tǒng)，屬于液流儲(chǔ)能電池領(lǐng)域，控制系統(tǒng)包括電堆、裝載電解液的陰極罐、陽極罐、裝載電解液的二相罐、二向閥、四向閥和處理器，二相罐通過二向閥連通陰極罐，處理器連接控制四向閥閥芯的轉(zhuǎn)動(dòng)和二向閥的開通關(guān)閉，四向閥連接分別連接電堆、陰極罐和二相罐的端口，陽極罐的電解液端口連接電堆的電解液端口。本實(shí)用新型中采用新增的“二相罐”用來儲(chǔ)存充電形成的溴絡(luò)合物，避免在充電過程中的自放電反應(yīng)，控制系統(tǒng)中還安裝了配有電操機(jī)構(gòu)的二向閥，在充放電過程中，電池管理系統(tǒng)可自動(dòng)控制開關(guān)二向閥，實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化，解決了減少現(xiàn)有技術(shù)鋅溴儲(chǔ)能電池在充電過程中的自放電反應(yīng)的問題。
【IPC分類】H01M8-02, H01M8-04
【公開號(hào)】CN204497318
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520161034
【發(fā)明人】楊波, 張紅瑾, 殷俊, 馮先進(jìn), 付源, 吳慶, 史培森
【申請(qǐng)人】安徽美能儲(chǔ)能系統(tǒng)有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年3月20日