则此时所述液流电池系统为全钒液流电池系统；进一步地:还包括用于输送正极电解液至电堆3的流体栗11，用于输送负极电解液至电堆3的流体栗11 ;供电和/或用电的设备4可以为储能逆变器、直流电输出设备、直流负载或通过逆变器连接的交流负载等。所述控制系统优选为电池管理系统；其中图1中示出的为第一支管和第二支管上均设有二通阀10的结构，图2中示出的为主管与第一支管、第二支管的连接处设有三通阀9的结构。
[0035]实际应用时，正极电解液可由第一电解液入口进入电堆，并由第一电解液出口或第二电解液出口流出，或者由第二电解液入口进入电堆，并由第一电解液出口或第二电解液出口流出，负极电解液的流动方向同理，只要能够构成正极电解液和负极电解液独立的循环管路即可，具体的电解液入口或出口方向及位置并不限定本专利申请的保护范围。
[0036]本发明所述液流电池系统在正常情况下，工作在正接状态，所述控制系统可在系统启动时，控制正极电解液储罐与电堆的第一电解液入口接通，控制电堆的第一电解液出口与正极电解液储罐接通，以及控制负极电解液储罐与电堆的第二电解液入口接通，控制电堆的第二电解液出口与负极电解液储罐接通，进而实现了液流电池系统的液路正接，同时控制电堆的第一电输入输出端连接所述设备的正极接线端，所述电堆的第二电输入输出端连接所述设备的负极接线端，进而实现了液流电池系统的电路正接，随着电池系统使用和运行时间的不断增长，出现了液流电池放电量下降，实际应用时可以当放电量降为一定预设值时，控制液流电池系统由正接状态转换为工作在反接状态，具体为，可通过所述控制系统，控制正极电解液储罐与电堆的第二电解液入口接通，控制电堆的第二电解液出口与正极电解液储罐接通，以及控制负极电解液储罐与电堆的第一电解液入口接通，控制电堆的第一电解液出口与负极电解液储罐接通，进而实现了液流电池系统的液路反接，同时控制所述电堆的第一电输入输出端连接所述设备的负极接线端，所述电堆的第二电输入输出端连接所述设备的正极接线端，进而实现了液流电池系统的电路反接；实际应用时，所述正极电解液储罐和所述负极电解液储罐分别通过具有三通结构的管路系统连接所述电堆的第一电解液入口和第二电解液入口 ；所述电堆的第一电解液出口和第二电解液出口分别通过具有三通结构的管路系统连接所述正极电解液储罐和所述负极电解液储罐；进一步地，所述管路系统具有一个主管和两个与所述主管相连通的第一支管、第二支管；进一步地，所述第一支管和第二支管上可均设有二通阀，则所述控制系统可通过控制第一支管和第二支管上的二通阀的开关状态，来控制电解液流动方向；进一步地，所述主管与第一支管、第二支管的连接处还可设有三通阀，则控制系统可通过控制所述三通阀的接通状态，来控制电解液流动方向，从而实现液路正接和液路反接的转换和控制；实际应用时，所述正极接线端和负极接线端均通过开关连接所述电堆的第一电输入输出端和第二电输入输出端，可通过所述控制系统控制开关的工作状态实现电路正接和反接的转换和控制。
[0037]另外，本发明所述开关、三通阀或二通阀也可以通过手动控制，进而实现液路、电路的正接或反接；所述开关可以采用正负极转换开关或单刀双掷继电器；当所述开关采用单刀双掷继电器时，其实现方式为正极接线端通过单刀双掷继电器连接所述电堆的第一电输入输出端和第二电输入输出端，该继电器的线圈与所述控制系统相连接，其常闭触点串接在正极接线端与第一电输入输出端之间，常开触点串接在正极接线端与第二电输入输出端之间；同样地，负极接线端也通过单刀双掷继电器连接所述电堆的第一电输入输出端和第二电输入输出端，该继电器的线圈与所述控制系统相连接，其常闭触点串接在负极接线端与第二电输入输出端之间，常开触点串接在负极接线端与第一电输入输出端之间，控制系统通过控制线圈是否通电，改变常闭触点和常开触点的开关状态。
[0038]本发明所述电堆为至少一个，当电堆数量大于等于2时，各电堆之间可以并联，也可以串联，图3、图4示出了本发明包括多个并联电堆的结构示意图；图5、图6示出了本发明包括多个串联电堆的结构示意图；另外，应用本发明时，为了降低管路成本，对于不同时经过电解液的部分管路还可以共用。
[0039]实际应用中可以根据液流电池系统的性能下降情况，自动在线实现正接状态至反接状态，以及反接状态至正接状态的切换，能够有效解决现有技术中全钒液流电池系统在经历长期充放电循环后，由于V5+离子与周围的硫酸根结合为某种沉淀所造成的电池使用性能下降的问题，同时也避免了现有技术中互混电解液的解决方式所导致的电量损失和中断系统运行的问题，实现了在线恢复电池系统的性能，提高了电池系统的运行效率。
[0040]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种液流电池系统结构，其特征在于包括:至少一个电堆(3)、正极电解液储罐(I)、负极电解液储罐(2)、以及供电和/或用电的设备⑷；所述电堆(3)具有第一电输入输出端(35)、第二电输入输出端(36)、第一电解液入口(31)、第二电解液入口(32)、第一电解液出口 (33)和第二电解液出口 (34); 所述正极电解液储罐⑴和所述负极电解液储罐⑵均连接所述电堆⑶的第一电解液入口(31)和第二电解液入口(32);所述电堆(3)的第一电解液出口(33)和第二电解液出口(34)均与所述正极电解液储罐(I)和所述负极电解液储罐(2)相连； 所述设备(4)具有正极接线端(41)和负极接线端(42);所述电堆(3)的第一电输入输出端(35)和第二电输入输出端(36)均可与所述正极接线端(41)或负极接线端(42)相连接。2.根据权利要求1所述的一种液流电池系统结构，其特征在于: 所述液流电池系统可工作在正接状态； 当所述液流电池系统工作在正接状态时，正极电解液由正极电解液储罐(I)流出，进入所述电堆(3)的第一电解液入口(31)，然后由所述电堆(3)的第一电解液出口(33)流出，回到所述正极电解液储罐(I);所述负极电解液由负极电解液储罐(2)流出，进入所述电堆(3)的第二电解液入口(32)，然后由所述电堆(3)的第二电解液出口(34)流出，回到所述负极电解液储罐(2);同时，所述电堆(3)的第一电输入输出端(35)连接所述设备(4)的正极接线端(41)，所述电堆(3)的第二电输入输出端(36)连接所述设备(4)的负极接线端(42)ο3.根据权利要求1所述的一种液流电池系统结构，其特征在于: 所述液流电池系统可工作在反接状态； 当所述液流电池系统工作在反接状态时，正极电解液由正极电解液储罐(I)流出，进入所述电堆⑶的第二电解液入口(32)，然后由所述电堆(3)的第二电解液出口(34)流出，回到所述正极电解液储罐(I);所述负极电解液由负极电解液储罐(2)流出，进入所述电堆⑶的第一电解液入口(31)，然后由所述电堆(3)的第一电解液出口(33)流出，回到所述负极电解液储罐(2);同时，所述电堆(3)的第一电输入输出端(35)连接所述设备(4)的负极接线端(42)，所述电堆(3)的第二电输入输出端(36)连接所述设备(4)的正极接线端(41)ο4.根据权利要求2或3所述的一种液流电池系统结构，其特征在于还包括用于控制所述液流电池系统工作在正接状态或反接状态的控制系统。5.根据权利要求4所述的一种液流电池系统结构，其特征在于:所述正极电解液储罐(I)和所述负极电解液储罐(2)分别通过具有三通结构的管路系统(13)连接所述电堆(3)的第一电解液入口(31)和第二电解液入口(32);所述电堆(3)的第一电解液出口(33)和第二电解液出口(34)分别通过具有三通结构的管路系统(13)连接所述正极电解液储罐(I)和所述负极电解液储罐(2);所述管路系统(13)具有一个主管和两个与所述主管相连通的第一支管、第二支管。6.根据权利要求5所述的一种液流电池系统结构，其特征在于: 所述第一支管和第二支管上均设有二通阀(10); 所述正极接线端(41)和负极接线端(42)均通过开关(12)连接所述电堆(3)的第一电输入输出端(35)和第二电输入输出端(36)。7.根据权利要求5所述的一种液流电池系统结构，其特征在于: 所述主管与第一支管、第二支管的连接处设有三通阀(9); 所述正极接线端(41)和负极接线端(42)均通过开关(12)连接所述电堆(3)的第一电输入输出端(35)和第二电输入输出端(36)。8.根据权利要求6所述的一种液流电池系统结构，其特征在于所述控制系统通过控制所述二通阀(10)和所述开关(12)以使所述液流电池系统工作在正接状态或反接状态。9.根据权利要求7所述的一种液流电池系统结构，其特征在于所述控制系统通过控制所述三通阀(9)和所述开关(12)以使所述液流电池系统工作在正接状态或反接状态。10.根据权利要求1所述的一种液流电池系统结构，其特征在于: 所述设备(4)为储能逆变器； 正极电解液和负极电解液中的活性物质由相同元素组成。
【专利摘要】本发明公开了一种液流电池系统结构，包括：至少一个电堆、正极电解液储罐、负极电解液储罐、以及供电和/或用电的设备；所述电堆具有第一电输入输出端、第二电输入输出端、第一电解液入口、第二电解液入口、第一电解液出口和第二电解液出口；所述正极电解液储罐和所述负极电解液储罐均连接所述电堆的第一电解液入口和第二电解液入口；所述电堆的第一电解液出口和第二电解液出口均与所述正极电解液储罐和所述负极电解液储罐相连；所述设备具有正极接线端和负极接线端；所述电堆的第一电输入输出端和第二电输入输出端均可与所述正极接线端或负极接线端相连接；本发明实现了在线恢复电池系统的性能。
【IPC分类】H01M8/18
【公开号】CN105702994
【申请号】CN201410705889
【发明人】邹毅, 张华民, 孙旻, 张涛, 马相坤, 孙振涛
【申请人】大连融科储能技术发展有限公司
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2014年11月26日