一種多電極流量自動(dòng)均衡的液流儲(chǔ)能電池系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種多電極流量自動(dòng)均衡的液流儲(chǔ)能電池系統(tǒng)，包括液流電池組、電池管理系統(tǒng)、泵循環(huán)系統(tǒng)和流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，液流電池組包括多個(gè)相互串聯(lián)的單電池堆，泵循環(huán)系統(tǒng)包括正電極液流罐、負(fù)電極液流罐、正極液流輸送泵和負(fù)極液流輸送泵，正電極液流罐出口處的管路上設(shè)有正極液流輸送泵，負(fù)電極液流罐出口處的管路上設(shè)有負(fù)極液流輸送泵；流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括電壓信號(hào)采集器、液流比例放大器和液流比例控制閥，液流電池組中各個(gè)單電池堆的輸出端均設(shè)有電壓信號(hào)采集器，正極液流輸送泵與各個(gè)單電池堆的連接管路上均設(shè)有液流比例控制閥。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)電池系統(tǒng)中各單電池堆的輸出功率相對均衡，大大減少生產(chǎn)設(shè)備的投入成本。
【專利說明】
一種多電極流量自動(dòng)均衡的液流儲(chǔ)能電池系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及液流儲(chǔ)能電源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多電極流量自動(dòng)均衡的液流儲(chǔ)能電池系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]全釩液流儲(chǔ)能電池系統(tǒng)主要由多個(gè)液流電堆、正負(fù)極電解液儲(chǔ)存罐、栗輸送裝置以及電源控制系統(tǒng)等部分組成。由于單個(gè)電池堆的電壓只有1.2V，全釩液流儲(chǔ)能電池系統(tǒng)內(nèi)部通常利用單電池堆的串聯(lián)實(shí)現(xiàn)電池組電壓的調(diào)整，電池組容量的調(diào)整則通過改變單電池堆的大小來實(shí)現(xiàn)。因此，組成整個(gè)全釩液流儲(chǔ)能電池系統(tǒng)的每一單電池性能的一致性是保證整個(gè)電池系統(tǒng)穩(wěn)定、安全、長效工作的重要因素。目前，解決單電池堆性能一致性的途徑一般為調(diào)整電堆的物理結(jié)構(gòu)，比如控制電極板的加工精度、調(diào)整液流輸入裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)等，生產(chǎn)成本過高，實(shí)現(xiàn)難度較大。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種多電極流量自動(dòng)均衡的液流儲(chǔ)能電池系統(tǒng)，能夠通過外部干預(yù)控制各個(gè)單電池堆的電性能輸出，有效保證儲(chǔ)能電池系統(tǒng)中各單電池堆輸出電壓的一致性。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是；
[0005]—種多電極流量自動(dòng)均衡的液流儲(chǔ)能電池系統(tǒng)，包括液流電池組、電池管理系統(tǒng)、栗循環(huán)系統(tǒng)和流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述的電池管理系統(tǒng)包括直流逆變器和控制器，液流電池組的輸出端連接直流逆變器，直流逆變器與控制器電連接，所述的液流電池組包括多個(gè)相互串聯(lián)的單電池堆，所述的栗循環(huán)系統(tǒng)包括正電極液流罐、負(fù)電極液流罐、正極液流輸送栗和負(fù)極液流輸送栗，正電極液流罐的入口通過管路分別與各個(gè)單電池堆的正極電解液出口連接，正電極液流罐的出口通過管路分別與各個(gè)單電池堆的正極電解液入口連接，正電極液流罐出口處的管路上設(shè)有正極液流輸送栗，負(fù)電極液流罐的入口通過管路分別與各個(gè)單電池堆的負(fù)極電解液出口連接，負(fù)電極液流罐的出口通過管路分別與各個(gè)單電池堆的負(fù)極電解液入口連接，負(fù)電極液流罐出口處的管路上設(shè)有負(fù)極液流輸送栗；
[0006]所述的流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括電壓信號(hào)采集器、液流比例放大器和液流比例控制閥，液流電池組中各個(gè)單電池堆的輸出端均設(shè)有電壓信號(hào)采集器，電壓信號(hào)采集器與控制器的輸入端電連接，正極液流輸送栗與各個(gè)單電池堆的連接管路上均設(shè)有液流比例控制閥，控制器的輸出端通過液流比例放大器連接液流比例控制閥。
[0007]所述的電壓信號(hào)采集器的輸入端分別連接各個(gè)單電池堆的正極和液流電池組的總電壓負(fù)極。
[0008]所述的液流比例控制閥為比例流量閥。
[0009]本實(shí)用新型利用電壓信號(hào)采集器獲取各個(gè)單電池堆的正極和液流電池組的總電壓負(fù)極之間的輸出電壓，控制器根據(jù)得到的多個(gè)電壓信號(hào)計(jì)算各個(gè)單電池堆的電壓波動(dòng)信號(hào)，并根據(jù)電壓波動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的液流比例控制閥，調(diào)節(jié)對應(yīng)的單電池堆的電極流量，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)電池系統(tǒng)中各單電池堆的輸出功率相對均衡，本實(shí)用新型不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且容易實(shí)現(xiàn)，大大減少了生產(chǎn)設(shè)備的投入成本。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖1所示，本實(shí)用新型所述的電極流量可調(diào)的液流儲(chǔ)能電池系統(tǒng)，包括液流電池組1、電池管理系統(tǒng)、栗循環(huán)系統(tǒng)和流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，電池管理系統(tǒng)包括直流逆變器2和控制器3，液流電池組I的輸出端連接直流逆變器2，為負(fù)載提供電能輸出，直流逆變器2與控制器3電連接，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)電池系統(tǒng)的管理與控制。
[0012]液流電池組I包括多個(gè)相互串聯(lián)的單電池堆，栗循環(huán)系統(tǒng)為液流電池組I提供基本運(yùn)行條件，包括正電極液流罐4、負(fù)電極液流罐5、正極液流輸送栗6和負(fù)極液流輸送栗7，正電極液流罐4的入口通過管路分別與各個(gè)單電池堆的正極電解液出口連接，正電極液流罐4的出口通過管路分別與各個(gè)單電池堆的正極電解液入口連接，正電極液流罐4出口處的管路上設(shè)有正極液流輸送栗6，負(fù)電極液流罐5的入口通過管路分別與各個(gè)單電池堆的負(fù)極電解液出口連接，負(fù)電極液流罐5的出口通過管路分別與各個(gè)單電池堆的負(fù)極電解液入口連接，負(fù)電極液流罐5出口處的管路上設(shè)有負(fù)極液流輸送栗7。
[0013]流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括電壓信號(hào)采集器8、液流比例放大器9和液流比例控制閥10，液流電池組I中各個(gè)單電池堆的輸出端均設(shè)有電壓信號(hào)采集器8，用于采集各個(gè)單電池堆的正極和液流電池組I的總電壓負(fù)極之間的輸出電壓，正極液流輸送栗6與各個(gè)單電池堆的連接管路上均設(shè)有液流比例控制閥10，控制器3的輸入端連接電壓信號(hào)采集器8，控制器3的輸出端通過液流比例放大器9連接液流比例控制閥10，本實(shí)施例中的液流比例控制閥10采用比例流量閥。
[0014]由液流儲(chǔ)能電池系統(tǒng)的工作原理可知，液流電池組I的總輸出電壓相對固定，其輸出功率由輸出電流的大小決定，而輸出電流的大小又是由輸入電極流量的大小決定的，多個(gè)單電池堆串聯(lián)組成的電池組中每個(gè)單電池堆的電流相同，故當(dāng)某個(gè)單電池堆的輸出功率相對較大或較小時(shí)，該單電池堆的輸出電壓就會(huì)相對較高或較低。通過測量單電池堆的電壓并與總輸出電壓進(jìn)行比較，以產(chǎn)生的電壓信號(hào)差對該單電池堆的電極流量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，能夠?qū)崿F(xiàn)對各單電池堆輸出功率之間的均衡控制。
[0015]本實(shí)用新型的工作原理是:在電池系統(tǒng)的工作過程中，電壓信號(hào)采集器8采集各個(gè)單電池堆的正極和液流電池組I的總電壓負(fù)極之間的輸出電壓，控制器3根據(jù)得到的多個(gè)電壓信號(hào)計(jì)算每個(gè)單電池堆的輸出電壓，并根據(jù)液流電池組I的總輸出電壓和單電池堆的個(gè)數(shù)計(jì)算單電池堆的平均電壓，通過比較單電池堆的輸出電壓與平均電壓獲取電壓波動(dòng)信號(hào)，控制器3將電壓波動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為液流比例放大器9的輸入信號(hào)，當(dāng)某個(gè)單電池堆的輸出電壓偏高時(shí)，控制器3驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的液流比例控制閥10減少電極流量輸出，當(dāng)單電池堆的輸出電壓偏低時(shí)，控制器驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的液流比例控制閥10增加電極流量輸出，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)電池系統(tǒng)中各單電池堆的輸出功率相對均衡。本實(shí)用新型能夠通過外部干預(yù)控制各個(gè)單電池堆的電性能輸出，實(shí)現(xiàn)整個(gè)電池系統(tǒng)中各單電池堆的輸出功率相對均衡，結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)，大大減少了生產(chǎn)設(shè)備的投入成本。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多電極流量自動(dòng)均衡的液流儲(chǔ)能電池系統(tǒng)，其特征在于:包括液流電池組、電池管理系統(tǒng)、栗循環(huán)系統(tǒng)和流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述的電池管理系統(tǒng)包括直流逆變器和控制器，液流電池組的輸出端連接直流逆變器，直流逆變器與控制器電連接，所述的液流電池組包括多個(gè)相互串聯(lián)的單電池堆，所述的栗循環(huán)系統(tǒng)包括正電極液流罐、負(fù)電極液流罐、正極液流輸送栗和負(fù)極液流輸送栗，正電極液流罐的入口通過管路分別與各個(gè)單電池堆的正極電解液出口連接，正電極液流罐的出口通過管路分別與各個(gè)單電池堆的正極電解液入口連接，正電極液流罐出口處的管路上設(shè)有正極液流輸送栗，負(fù)電極液流罐的入口通過管路分別與各個(gè)單電池堆的負(fù)極電解液出口連接，負(fù)電極液流罐的出口通過管路分別與各個(gè)單電池堆的負(fù)極電解液入口連接，負(fù)電極液流罐出口處的管路上設(shè)有負(fù)極液流輸送栗； 所述的流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括電壓信號(hào)采集器、液流比例放大器和液流比例控制閥，液流電池組中各個(gè)單電池堆的輸出端均設(shè)有電壓信號(hào)采集器，電壓信號(hào)采集器與控制器的輸入端電連接，正極液流輸送栗與各個(gè)單電池堆的連接管路上均設(shè)有液流比例控制閥，控制器的輸出端通過液流比例放大器連接液流比例控制閥。2.如權(quán)利要求1所述的多電極流量自動(dòng)均衡的液流儲(chǔ)能電池系統(tǒng)，其特征在于:所述的電壓信號(hào)采集器的輸入端分別連接各個(gè)單電池堆的正極和液流電池組的總電壓負(fù)極。3.如權(quán)利要求2所述的多電極流量自動(dòng)均衡的液流儲(chǔ)能電池系統(tǒng)，其特征在于:所述的液流比例控制閥為比例流量閥。
【文檔編號(hào)】H01M8/04858GK205609672SQ201620456864
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月19日
【發(fā)明人】齊汝平, 張景福, 邢紅華, 李璐君, 齊越, 閆琳, 萬紅
【申請人】駐馬店市圣力源科技有限公司