一种多电极流量自动均衡的液流储能电池系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种多电极流量自动均衡的液流储能电池系统，包括液流电池组、电池管理系统、泵循环系统和流量调节系统，液流电池组包括多个相互串联的单电池堆，泵循环系统包括正电极液流罐、负电极液流罐、正极液流输送泵和负极液流输送泵，正电极液流罐出口处的管路上设有正极液流输送泵，负电极液流罐出口处的管路上设有负极液流输送泵；流量调节系统包括电压信号采集器、液流比例放大器和液流比例控制阀，液流电池组中各个单电池堆的输出端均设有电压信号采集器，正极液流输送泵与各个单电池堆的连接管路上均设有液流比例控制阀。本实用新型能够实现整个电池系统中各单电池堆的输出功率相对均衡，大大减少生产设备的投入成本。
【专利说明】
一种多电极流量自动均衡的液流储能电池系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及液流储能电源技术领域，尤其涉及一种多电极流量自动均衡的液流储能电池系统。
【背景技术】
[0002]全钒液流储能电池系统主要由多个液流电堆、正负极电解液储存罐、栗输送装置以及电源控制系统等部分组成。由于单个电池堆的电压只有1.2V，全钒液流储能电池系统内部通常利用单电池堆的串联实现电池组电压的调整，电池组容量的调整则通过改变单电池堆的大小来实现。因此，组成整个全钒液流储能电池系统的每一单电池性能的一致性是保证整个电池系统稳定、安全、长效工作的重要因素。目前，解决单电池堆性能一致性的途径一般为调整电堆的物理结构，比如控制电极板的加工精度、调整液流输入装置的机械结构等，生产成本过高，实现难度较大。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种多电极流量自动均衡的液流储能电池系统，能够通过外部干预控制各个单电池堆的电性能输出，有效保证储能电池系统中各单电池堆输出电压的一致性。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是；
[0005]—种多电极流量自动均衡的液流储能电池系统，包括液流电池组、电池管理系统、栗循环系统和流量调节系统，所述的电池管理系统包括直流逆变器和控制器，液流电池组的输出端连接直流逆变器，直流逆变器与控制器电连接，所述的液流电池组包括多个相互串联的单电池堆，所述的栗循环系统包括正电极液流罐、负电极液流罐、正极液流输送栗和负极液流输送栗，正电极液流罐的入口通过管路分别与各个单电池堆的正极电解液出口连接，正电极液流罐的出口通过管路分别与各个单电池堆的正极电解液入口连接，正电极液流罐出口处的管路上设有正极液流输送栗，负电极液流罐的入口通过管路分别与各个单电池堆的负极电解液出口连接，负电极液流罐的出口通过管路分别与各个单电池堆的负极电解液入口连接，负电极液流罐出口处的管路上设有负极液流输送栗；
[0006]所述的流量调节系统包括电压信号采集器、液流比例放大器和液流比例控制阀，液流电池组中各个单电池堆的输出端均设有电压信号采集器，电压信号采集器与控制器的输入端电连接，正极液流输送栗与各个单电池堆的连接管路上均设有液流比例控制阀，控制器的输出端通过液流比例放大器连接液流比例控制阀。
[0007]所述的电压信号采集器的输入端分别连接各个单电池堆的正极和液流电池组的总电压负极。
[0008]所述的液流比例控制阀为比例流量阀。
[0009]本实用新型利用电压信号采集器获取各个单电池堆的正极和液流电池组的总电压负极之间的输出电压，控制器根据得到的多个电压信号计算各个单电池堆的电压波动信号，并根据电压波动信号驱动相应的液流比例控制阀，调节对应的单电池堆的电极流量，从而实现整个电池系统中各单电池堆的输出功率相对均衡，本实用新型不仅结构简单，而且容易实现，大大减少了生产设备的投入成本。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0011]如图1所示，本实用新型所述的电极流量可调的液流储能电池系统，包括液流电池组1、电池管理系统、栗循环系统和流量调节系统，电池管理系统包括直流逆变器2和控制器3，液流电池组I的输出端连接直流逆变器2，为负载提供电能输出，直流逆变器2与控制器3电连接，实现对整个电池系统的管理与控制。
[0012]液流电池组I包括多个相互串联的单电池堆，栗循环系统为液流电池组I提供基本运行条件，包括正电极液流罐4、负电极液流罐5、正极液流输送栗6和负极液流输送栗7，正电极液流罐4的入口通过管路分别与各个单电池堆的正极电解液出口连接，正电极液流罐4的出口通过管路分别与各个单电池堆的正极电解液入口连接，正电极液流罐4出口处的管路上设有正极液流输送栗6，负电极液流罐5的入口通过管路分别与各个单电池堆的负极电解液出口连接，负电极液流罐5的出口通过管路分别与各个单电池堆的负极电解液入口连接，负电极液流罐5出口处的管路上设有负极液流输送栗7。
[0013]流量调节系统包括电压信号采集器8、液流比例放大器9和液流比例控制阀10，液流电池组I中各个单电池堆的输出端均设有电压信号采集器8，用于采集各个单电池堆的正极和液流电池组I的总电压负极之间的输出电压，正极液流输送栗6与各个单电池堆的连接管路上均设有液流比例控制阀10，控制器3的输入端连接电压信号采集器8，控制器3的输出端通过液流比例放大器9连接液流比例控制阀10，本实施例中的液流比例控制阀10采用比例流量阀。
[0014]由液流储能电池系统的工作原理可知，液流电池组I的总输出电压相对固定，其输出功率由输出电流的大小决定，而输出电流的大小又是由输入电极流量的大小决定的，多个单电池堆串联组成的电池组中每个单电池堆的电流相同，故当某个单电池堆的输出功率相对较大或较小时，该单电池堆的输出电压就会相对较高或较低。通过测量单电池堆的电压并与总输出电压进行比较，以产生的电压信号差对该单电池堆的电极流量进行适当调整，能够实现对各单电池堆输出功率之间的均衡控制。
[0015]本实用新型的工作原理是:在电池系统的工作过程中，电压信号采集器8采集各个单电池堆的正极和液流电池组I的总电压负极之间的输出电压，控制器3根据得到的多个电压信号计算每个单电池堆的输出电压，并根据液流电池组I的总输出电压和单电池堆的个数计算单电池堆的平均电压，通过比较单电池堆的输出电压与平均电压获取电压波动信号，控制器3将电压波动信号转化为液流比例放大器9的输入信号，当某个单电池堆的输出电压偏高时，控制器3驱动相应的液流比例控制阀10减少电极流量输出，当单电池堆的输出电压偏低时，控制器驱动相应的液流比例控制阀10增加电极流量输出，最终实现整个电池系统中各单电池堆的输出功率相对均衡。本实用新型能够通过外部干预控制各个单电池堆的电性能输出，实现整个电池系统中各单电池堆的输出功率相对均衡，结构简单，容易实现，大大减少了生产设备的投入成本。
【主权项】
1.一种多电极流量自动均衡的液流储能电池系统，其特征在于:包括液流电池组、电池管理系统、栗循环系统和流量调节系统，所述的电池管理系统包括直流逆变器和控制器，液流电池组的输出端连接直流逆变器，直流逆变器与控制器电连接，所述的液流电池组包括多个相互串联的单电池堆，所述的栗循环系统包括正电极液流罐、负电极液流罐、正极液流输送栗和负极液流输送栗，正电极液流罐的入口通过管路分别与各个单电池堆的正极电解液出口连接，正电极液流罐的出口通过管路分别与各个单电池堆的正极电解液入口连接，正电极液流罐出口处的管路上设有正极液流输送栗，负电极液流罐的入口通过管路分别与各个单电池堆的负极电解液出口连接，负电极液流罐的出口通过管路分别与各个单电池堆的负极电解液入口连接，负电极液流罐出口处的管路上设有负极液流输送栗； 所述的流量调节系统包括电压信号采集器、液流比例放大器和液流比例控制阀，液流电池组中各个单电池堆的输出端均设有电压信号采集器，电压信号采集器与控制器的输入端电连接，正极液流输送栗与各个单电池堆的连接管路上均设有液流比例控制阀，控制器的输出端通过液流比例放大器连接液流比例控制阀。2.如权利要求1所述的多电极流量自动均衡的液流储能电池系统，其特征在于:所述的电压信号采集器的输入端分别连接各个单电池堆的正极和液流电池组的总电压负极。3.如权利要求2所述的多电极流量自动均衡的液流储能电池系统，其特征在于:所述的液流比例控制阀为比例流量阀。
【文档编号】H01M8/04858GK205609672SQ201620456864
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月19日
【发明人】齐汝平, 张景福, 邢红华, 李璐君, 齐越, 闫琳, 万红
【申请人】驻马店市圣力源科技有限公司