专利名称：溴复合阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及流动电解液电池。具体地，然而并不排它地，本发明涉及用于流动电解液电池的溴复合阀(complex valve)。
背景技术：
用于独立电源供给系统的电池为常见的铅酸电池。然而铅酸电池在性能和环境安全方面有局限。例如，一般的铅酸电池在较热的气候条件下经常寿命较短，特别当它们时不时地完全地放电时。由于铅是铅酸电池的主要组分并且在制造和处理过程中给环境带来了挑战，因此铅酸电池对环境也是有害的。诸如锌溴电池、锌氯电池和钒流动电池的流动电解液电池提供了克服铅酸电池的上述局限的可能性。具体地，流动电解液电池的运行寿命不受深放电应用的影响，并且流动电解液电池的能量重量比要比铅酸电池高六倍。与铅酸电池类似，流动电解液电池包括产生的总电压高于单个电池电压的电池组。不过与铅酸电池不同的是，流动电解液电池中的电池通过电解液循环路径液压连接。参照图1，流向图示出了如根据现有技术已知的碱式锌溴流动电解液电池100。锌溴电池100包括负电解液循环路径105和独立的正电解液循环路径110。负电解液循环路径105包含有为活性化学物质的锌离子，并且正电解液循环路径110包含有为活性化学物质的溴离子。锌溴电池100还包括负电解液泵115、正电解液泵120、负的锌电解液(阳极电解液)槽125和正的溴电解液(阴极电极液)槽130。复合剂通常添加至溴电解液以形成多溴复合物从而减小了溴元素的反应性和蒸汽压力。为了获得高电压，锌溴电池100还包括以双极布置连接的电池组。例如，电池135 包括半电池140、145，该半电池140、145包括双极电极板155和微孔隔板165。因而，锌溴电池100具有位于集电极板160处的正极端和位于另一个集电极板150处的负极端。充电过程中在诸如半电池145的正的半电池中的化学反应能够根据以下的方程式描述2Br" — Br2+2e"方程式 1溴因此形成在与正的电解液循环路径110液压连通的半电池中，并然后储存在正的溴电解液槽130中。充电过程中在诸如半电池140的负的半电池中的化学反应能够根据以下的方程式描述Zn2++2e- —Zn 方程式 2金属的锌层170因此形成在与负的电解液循环路径105接触的集电极板150上。放电过程中半电池140、145中的化学反应与方程式1和方程式2相反，其意味着储存在正的溴电解液槽130中的复合溴对半电池140、145必须是可用的。一般地，复合溴停留在正的溴电解液(阴极电解液)槽130的底部处，由于充电过程中不希望复合溴循环， 因此正电解液泵120具有的入口位于该水平面以上以仅将含水的溴电解液抽入正电极液循环路径110中。因此，需要单独的溴复合泵175以从正的溴电解液槽130的底部抽取复合溴并将其引入正电极液循环路径110中。如所示的，该泵将仅在放电期间工作。因此，完全操作的锌溴流动电解液电池将具有三个单独的泵，或者至少两个泵和电操作的阀，以确保两种活性电解液溶液和复合溴仅在适当的时间有效地循环。第三个泵将在操作的关键放电阶段抽取显著的流量，降低总体电池效率。电操作阀也可以抽取显著的流量。在任何情况下都利用电器件控制复合溴的流动，其增加了成本和复杂性并降低了可靠性和电池的效率。
发明内容
因此本发明的目的在于克服或者减轻现有技术的至少一个上述缺陷或者至少提供一种有用或商业上有价值的替代。本发明的不是唯一且实际上也不是最宽泛形式的一种形式在于一种锌溴流动电解液电池，包括使负电解液在负电解液循环路径内循环的负电解液泵；使正电解液在正电解液循环路径内循环的正电解液泵；设置在正电解液槽内的复合溴，正电解液槽与正电解液循环路径流体连通；并且其中，使用中，负电解液泵或正电解液泵中的任一个的优先启动确定了是否只有正电解液还是正电解液和复合溴的混合物在正电解液循环路径内循环。优选地，负电解液泵或正电解液泵中的至少一个的启动产生了开启电解液流量控制机构的致动压力。合适地，电解液流量控制机构包括正电解液进口和正电解液/复合溴进口，并且开启电解液流量阀的致动压力致使一个相对于另一个通过的体积流量增加。本发明的第二种形式在于一种调节锌溴流动电解液电池的正电解液循环路径内的复合溴的流动的方法，包括以下步骤(a)启动负电解液泵或正电解液泵中的一个；(b)随后启动步骤(a)中没有启动的电解液泵；其中，正电解液泵或负电解液泵中的哪一个被优先启动的选择确定了是否只有正电解液还是正电解液和复合溴的混合物在正电解液循环路径内循环。本发明的第三种形式在于一种用于锌溴流动电解液电池的电解液流量控制机构， 包括(a)通向负电解液的可扩张的室中的负电解液入口 ；(b)通向正电解液的可扩张的室中的正电解液入口 ；(c)与负电解液的可扩张的室的底部连通的第一致动器和与正电解液的可扩张的室的底部连通的第二致动器；(d)第一致动器和第二致动器中的每个的切口部(cut away portion)能够与一个或多个相邻的电解液流动孔对齐；并且其中，负电解液或正电解液优先进入相关联的可扩张的室致使该室扩张以使相关联的致动器移位，使得致动器的切口部与相邻的孔不流体连通。本发明的第四种形式在于一种用于锌溴流动电解液电池的电解液流量控制机构， 包括
(a)负电解液入ロ、正电解液入ロ和复合溴入ロ ；(b)具有头部、轴部和扩张的后部的活塞；并且其中，负电解液或正电解液通过相关联的负或正电解液入口的优先流动产生了克服活塞的邻近面的力，以移位活塞更加靠近另一个不接收电解液流的负或正电解液入口， 从而致使活塞头部有助于或防止复合溴通过复合溴入ロ进入。本发明的第五种形式在于ー种用于锌溴流动电解液电池的电解液流量控制机构， 包括(a)通向可扩张的室中的电解液入口 ；(b)在第一端与可扩张的室的底部连通的致动器；(c)附接至致动器的第二端的入口平台；(d)适于与入口平台的上表面形成密封接合的正电解液入口 ；并且 其中，连接至电解液入ロ的电解液泵的优先启动致使电解液流入并扩张所述可扩张的室从而移位致动器，并且致使入口平台从正电解液入口移位以允许正电解液注入正电解液流动管中。
为了助于理解该发明并使本领域技术人员能够实际实施该发明，以下仅參照附图通过示例的方式描述了该发明的优选实施例，其中图1为示出了根据现有技术已知的碱式锌溴流动电解液电池的图；图2为根据本发明的实施例的正电解液泵单元的透视图；图3为图2所示的正电解液泵单元的俯视平面图；图4为根据本发明实施例的沿图3所示的A-A线截取的处于空载位置(neutral position)的正电解液泵单元流量控制机构的部分剖视图；图5A为处于仅吸入正电解液的操作位置的图4所示的正电解液泵单元流量控制机构的部分剖视图；图5B为沿图3所示的C-C线截取的图5A中的正电解液泵单元流量控制机构的部分剖视图；图5C为沿图3所示的B-B线截取的图5A中的正电解液泵单元流量控制机构的部分剖视图；图6为吸入正电解液/复合溴混合物的操作位置的图4所示的正电解液泵单元流量控制机构的部分剖视图；图7A为根据本发明的替代实施例的溴复合阀的俯视平面图；图7B为沿图7A所示的线A-A截取的处于打开的溴复合流动位置的溴复合阀的剖视图；图7C为沿图7A所示的线A-A截取的处于关闭的溴复合流动位置的溴复合阀的剖视图；图8A为根据本发明再一个实施例的处于关闭的溴复合流动位置的正电解液流动単元的剖视图；以及图8B为处于打开的溴复合流动位置的图8A所示的正电解液流动单元的剖视图。
本领域技术人员可以认识到，图中所示的部件的相应布局的微小偏离不会有损本发明的公开实施例的固有功能。
具体实施例方式本发明的实施例包括用于控制锌溴流动电解液电池的正电解液循环路径内的正电解液和复合溴的流动的控制机构。该发明的元件在附图中以简要的轮廓形式示出，其仅显示了对于理解本发明的实施例必需的那些具体的細部，而没有过多地混杂在本公开中对本领域技术人员是显而易见的细部。在该专利申请说明书中，诸如第一和第二、左和右、前和后、顶部和底部等修饰词语只用于限定一个元件或方法步骤与另ー个元件或方法步骤，而没有必要要求该修饰词语描述具体的相对位置或順序。诸如“包含”或“包括”的词语不是用于限定排它的元件或方法步骤的組。确切的说，这样的词语仅仅限定了包括在本发明的具体实施例中的元件或方法步骤的最小的組。如图2所示，正电解液流动单元200包括被平台210分隔开的正电解液泵的泵马达205和电解液流量阀壳体220。设置在泵马达205和平台210之间的正电解液出ロ 215 允许正电解液离开正电解液流动单元200并进入正电解液循环路径。从电解液流量阀壳体220延伸的正电解液和复合溴进入管225采用U形弯曲部的形式，并在上段处结束在第一进入管孔230中。邻近正电解液和复合溴进入管225的U形弯曲部的下段设置有复合溴进入管235，复合溴能够经由第二进入管孔240进入该复合溴进入管235内。复合溴进入管235通向正电解液和复合溴进入管225的中空的内部中。如稍后将要示出的，正电解液流动单元200将位于正电解液槽中(图中未示出)， 使得第一进入管孔230浸入正电解液中并通向正电解液中，但是位于复合溴的水平面上方。第二进入管孔240浸入复合溴内并通向复合溴中，其中所述复合溴蓄积在正电解液槽的底部处。这意味着，当由于正电解液泵的作用使正电解液通过第一进入管孔230被吸入正电解液和复合溴进入管225中吋，正电解液流动经过通向正电解液和复合溴进入管225 中的复合溴进入管235的端部。在该点处，正电解液(水)与由于正电解液泵的压カ已通过复合溴进入管235被吸入的复合溴混合，并且两者都通过正电解液和复合溴进入管225 进入电解液流量阀壳体220中。图2所示的实施例中，正电解液入口 245邻近正电解液和复合溴进入管225配置在电解液流量阀壳体220上，该正电解液入口 245在电解液流量阀壳体220内简单地采用孔的形式。正电解液入口 245设置在与第一进入管孔230相近的竖直高度处，因此在使用中将浸入正电解液内，但是位于复合溴的水平面上方。这意味着当正电解液泵抽取液体通过正电解液入口 245吋，仅正电解液能够进入电解液流量阀壳体220，而复合溴不能进入电解液流量阀壳体220。负电解液阀控制入ロ 250和正电解液阀控制入ロ 255彼此邻近地设置在平台210 上。负电解液阀控制入口 250连接至锌溴流动电解液电池的负电解液泵的高压出口，并且正电解液阀控制入口 255同样地连接至正电解液泵的高压出口。为了清楚起见，这些连接没有在图中示出，但是它们将导致当负电解液泵开启时高压负电解液流进入负电解液阀控制入口 250，并且当正电解液泵开启时高压正电解液流进入正电解液阀控制入口 255。以下将更详尽地描述该正和/或负电解液的高压供给的影响。现在參照图3，能够看出泵马达205、正电解液出口 215以及负电解液压カ入ロ 250 和正电解液压カ入口 255分别位于平台210的顶部上。可以看出，正电解液和复合溴进入管225从正电解液流动单元200的主体延伸，并且可以看出，复合溴进入管235可以通过第 ー进入管孔230通向正电解液和复合溴进入管225中。图3中所示的剖视线A-A、B-B以及 C-C将在图4至图6中提及和示出。图4为沿着图3所示的线A-A得到的部分剖视图，并且示出了正电解液流动单元 200内的电解液流量控制机构的ー个实施例。在图4所示的实施例中，电解液流量控制机构位于负或正电解液泵两者都没有启动的可以称为空载位置(neutral position)的位置。负电解液阀控制入口 250在其下段处通向负电解液室沈0中，其中该负电解液室 260由负电解液室底座州5、负电解液室壁270和平台210限定。在所示的实施例中，负电解液室壁270采用呈肋条状的可扩张的波纹管的形式，不过任意可扩张的室的设计都可以是合适的。在空载位置中，负电解液阀控制入口 250的下段邻近负电解液室底座265定位， 其中该底座265在其下表面与溴复合致动器275形成接触。可以看出，溴复合孔280可以通过溴复合致动器凹部285暴露在溴复合致动器275内，因为溴复合孔280与溴复合致动器凹部285在图4中是对齐的。溴复合孔280与正电解液和复合溴进入管225流体连通， 因此在所示的位置中，如果存在有驱动力，那么通过溴复合孔观0的正电解液和复合溴的流动将不会被阻止。溴复合致动器275上的溴复合致动器凹部观5的位置下方的溴复合致动器凹槽 290成形为接收锁杆300的第一斜面四5。可以看出，锁杆300定位成这样，即在空载位置， 第一斜面四5不接合溴复合致动器凹槽四0，因此溴复合致动器275的潜在的移动是不受限制的。关于正电解液和复合溴流量控制机构，刚才所述的布局仅重复用于正电解液流量控制机构。正电解液阀控制入口 255在其下段处通向正电解液室305中，其中该正电解液室305由正电解液室底座310、正电解液室壁315和平台210限定。正电解液阀控制入口 255的下段邻近正电解液室底座310定位，其中该底座310在其下表面与正电解液致动器 320形成接触。在图4所示的空载位置，正电解液孔325定位成与正电解液致动器凹部330 对齐。正电解液孔325设置成与正电解液入口 245流体连通。在该位置，如果存在有驱动力，则通过正电解液入口 245和正电解液孔325的正电解液流将不会被阻止。正电解液致动器320上的正电解液致动器凹部330的位置下方的正电解液致动器凹槽335适于接收锁杆300的第二斜面340。现在将显而易见的是，锁杆300自由向左或右滑动以接合溴复合致动器凹槽290或正电解液致动器凹槽335中的任ー个。锁杆300的尺寸设计成使得在操作中，溴复合致动器275或正电解液致动器320中任ー个必须被锁住。图5A为图4所示的电解液流量控制机构位于仅吸入正电解液的操作位置的部分剖视图。具体地，在图5A所示的实施例中，在连接至泵马达205的正电解液泵启动之前负电解液泵(未示出)已经被启动。这样具有的结果是负电解液自离开负电解液泵的高压流体回路通过负电解液阀控制入口 250被引入负电解液室沈0中。随着负电解液充满负电解液室沈0，电解液室260中的内部压カ升高，负电解液室壁270以大体上向下的方式扩张， 从而在负电解液室底座265上施加向下的力。这进而迫使溴复合致动器275向下移动，致使溴复合致动器凹部285不再与溴复合孔280对齐，从而在图5A中不能看到溴复合孔观0。 这导致从正电解液和复合溴进入管225至溴复合孔280中的正电解液和复合溴的流体流动被中止，因此将不会从正电解液流动单元200向外泵送复合溴。溴复合致动器275的向下运动导致锁杆300的第二斜面340被迫与正电解液致动器凹槽335产生接合。因此，当正电解液泵随后被开启，并且正电解液自离开正电解液泵的高压流体回路被引入正电解液室305中吋，由于溴复合致动器275的侧壁阻止锁杆300向左移位离开正电解液致动器凹槽335，所以电解液室305中的内部压カ的变化不能使正电解液致动器320向下移动。这导致了正电解液孔325被迫向通过正电解液入口 245引入的正电解液流保持打开。应当清楚的是，在图5A所示的实施例中，先于正电解液泵启动的负电解液泵的启动仅导致正电解液被泵送离开正电解液流动单元200。当锌溴流动电解液电池充电时，这将是适当的。明显地，如果分别向负电解液压カ入口 250和正电解液压カ入口 255的高压电解液供给进行交換，那么负电解液泵和正电解液泵需要启动的顺序将相反。图5B为沿着图3所示的线C-C截取的图5A中的正电解液流动单元200的剖视图。因此，就图5A而言，负电解液泵首先被启动，因而流量控制机构为这样的，即来自正电解液和复合溴进入管225的复合溴和正电解液流被阻止进入溴复合孔280中。可以清楚地看到，溴复合致动器凹部观5的向下移位使得它不再与进入泵马达205中的正电解液和复合溴进入管225的开ロ对齐。图5B中的上部的流体水平标记线为正电解液的流体水平标记线，同时下部的流体标记线为正电解液槽内的复合溴的流体标记线。图5C为沿着图3所示的线B-B截取的图5A中的正电解液流动单元200的剖视图。 该具体的截面穿过正电解液入口对5，并且可以看出正电解液入口 245与正电解液致动器凹部330和正电解液孔325对齐。这形成了一连续的流动路径，用于将要被泵送脱离正电解液流动单元200并进入正电解液循环路径中的正电解液。图6为图4所示的正电解液流动单元200位于混合吸入正电解液和复合溴的操作位置的相同的部分剖视图。与图4所示流动吸入相比，该实施例的流动吸入的不同在于结果是正电解液泵的启动先于负电解液泵的启动。因此，高压正电解液进入正电解液室305， 并且使电解液室壁315扩张，其引起了正电解液致动器320的对应的向下移动。该移动致使正电解液致动器凹部330脱离与正电解液孔325的对齐，并且阻止了正电解液自正电解液入口 245穿过正电解液孔325的流动。正电解液致动器320的移动还导致了锁杆300的向左运动，使得锁杆300的第一斜面295接合溴复合致动器凹槽四0。当保持高压正电解液流动进入正电解液室305中吋， 锁杆300被有效地锁定在该位置。这导致溴复合致动器275不能移动，使得溴复合致动器凹部285保持与溴复合孔280对齐，从而允许从正电解液和复合溴进入管225接收的正电解液和复合溴两者都流入溴复合孔280中。这将导致正电解液和复合溴被泵送离开正电解液动单元200进入正电解液循环路径。流量控制机构的该实施例因此适合于在锌溴流动电解液电池的放电周期期间使用。由于所描述的致动部件的固有的较低的内部摩擦以及由于泵操作期间致动器的正锁定方面，所以针对图4-图6中描述的正电解液流动单元200的实施例特别适用于采用较低泵送率和较低泵送压カ的锌溴流动电解液电池系统。
图7A为根据本发明的替代实施例的溴复合阀400的俯视平面图。溴复合阀400 包括负电解液入口 405、正电解液入口 410和溴复合出口 415。负电解液入口 405接收来自起始于负电解液泵处的流体回路的负电解液，并且正电解液入ロ 410接收来自起始于正电解液泵处的流体回路的正电解液。图7A示出了线A-A，其中通过该线A-A得到了图7B和图 7C的剖视图。图7B为沿着图7A所示的线A-A得到的溴复合阀400处于打开的溴复合流动位置的剖视图。再一次，能够全部看到负电解液入口 405、正电解液入口 410和溴复合出口 415。 此外，还示出了溴复合入口 420。在该实施例中，负电解液泵在正电解液泵之前被启动(未示出各泵)。这致使小股的负电解液穿过负电解液入口 405进入负电解液室425，由于接触活塞435的负电解液面430的负电解液的力，负电解液室425扩张，从而迫使活塞435沿远离负电解液入口 405的方向移动。活塞435的该移动使得它更加靠近斜面440，并且当活塞435的正电解液面445碰到斜面440的外部段时活塞435的进ー步的移动被阻止。正电解液面445和斜面440限定了正电解液室450，正电解液入口 410通向该正电解液室450中。活塞435具有头部455， 与提供负电解液面430的活塞435的相反端相比，该头部455尺寸减小，因此，正电解液面 445提供给从正电解液入口 410进入正电解液室450中的正电解液的表面区域小于负电解液面430提供给负电解液的表面区域。这意味着，当负电解液泵首先被启动时，正电解液泵的随后启动将不能使活塞435移动离开斜面440至任意注意到的程度。由于负电解液的注入迫使活塞435占据的该位置使得形成了用于正电解液和复合溴通过溴复合入ロ 420进入中部室460中并且经由溴复合出ロ 415离开的连续的流动路径。溴复合出ロ 415通至正电解液泵，因此在图7B所示的实施例中负电解液泵在正电解液泵之前启动，正电解液和复合溴将泵送至正电解液循环路径中。这是适合于锌溴流动电解液电池的放电周期。图7C为沿着图7A所示的线A-A得到的溴复合阀400处于闭合的溴复合流动位置的剖视图。在该实施例中，正电解液泵在负电解液泵启动前被启动。因此，正电解液通过正电解液入口 410进入正电解液室450中并且作用在正电解液面445上，迫使活塞435移动离开斜面440直到负电解液面430抵靠溴复合阀400的壳体。在该位置，负电解液室425 的体积基本上减小为实际上没有了。正电解液的注入导致的该移动致使头部455定位成阻挡正电解液和复合溴的混合物从中部室460流动进入溴复合出口 415。正电解液泵将仅接收来自単独的源(图中未示出)的正电解液，因此图7C所示的实施例适用于锌溴流动电解液电池的充电周期。当负电解液泵随后被开启吋，负电解液进入负电解液入ロ 405中并接触活塞435 的负电解液面430。将可以认识到的是，部分地由于负电解液入口 405的孔的尺寸的原因， 负电解液仅能够抵抗负电解液面430的受限的表面区域而作用。接收负电解液的负电解液面430的表面区域进ー步受限于负电解液入口密封部475，该负电解液入口密封部475环绕负电解液入ロ 405在负电解液室425中的开ロ。当活塞435的负电解液面430被受カ抵抗负电解液入口密封部475吋，如图7C所示，结果是密封接合使得负电解液不能強制打开通向负电解液面430的更大区域的路径并且不能接触负电解液面430的更大区域。这导致正电解液横过正电解液面445的较大的表面区域产生了压力，因此产生的力大于负电解液横过负电解液面430产生的力。因此，负电解液泵随后启动不能克服这个力，因此不能引起活塞435任何实质的移位，并且复合溴通过溴复合阀400的流动保持阻止。由于需要特定的最小压カ来克服使用活塞435上的滑动0形环465和470带来的滑动0型环摩擦，因此图7A至7C中所示的溴复合阀400的实施例特别适用于以较高的泵送压カ操作的锌溴电池流动系统。这些0形环分别有效地将负电解液入口 405和正电解液入口 410与中部室460密封隔开。图8A为根据本发明的再一实施例的处于闭合的复合溴流动位置的正电解液流动単元500的剖视图。图8A中的上部的流体水平标记线为正电解液的流体水平标记线，同时下部的流体标记线为正电解液槽内的复合溴的流体标记线。在图8A所示的实施例中，正电解液泵启动之前负电解液泵已经启动。这导致负电解液从负电解液泵的出ロ流动进入负电解液入口 505中。然后，负电解液进入了由室壁515和室底座520限定的负电解液室510 中。在所示的实施例中，室壁515采用可扩张的波纹管的形式。致动器525在其上段处连接至室底座520的下側，并且在其下段处结束在入口平台530中。图8A中，入口平台530定位成邻近但不接触正电解液入口 535。图8A中邻近正电解液入口 535的箭头指示了通过正电解液入口 535并进入第一正电解液流动管540中的正电解液的流动。第一正电解液流动管540经由T形件连接器545连接至供给管550。供给管550供给正电解液或正电解液和复合溴的混合物至正电解液泵，因此由于泵的运行使供给管550处于负压。这有助于抽取正电解液或正电解液和复合溴的混合物至正电解液泵中。在图8A所示的实施例中，入口平台530被沿大体上向下的方向受力。这导致了附接至入口平台530的下侧的滑动套555的类似运动，并且在图8B中能够更加详细地看出。 滑动套555在其外部周围设置有多个入口孔(图8A中不可见)。入口平台530因此定位成邻近第二正电解液流动管560。第二正电解液流动管560在其下段处形成了 U形弯曲部，并且与溴复合进入管565相交，该溴复合进入管565在入口孔570处通向正电解液槽内的复合溴中。然后，第二正电解液流动管560继续经过T形件连接器545与供给管550相连。首先开启负电解液泵的结果是负电解液进入负电解液室510中并且扩张室壁 515，导致室底座520被向下受カ。这样移动致动器525，由此与致动器525 —起移动入口平台530和滑动套555，使得滑动套555的入口孔与第二正电解液流动管560的实体外部对齐，从而防止正电解液通过入口孔进入。正电解液仅能够通过正电解液入口 535进入正电解液泵，因此绕过了第二正电解液流动管560和溴复合进入管565。一旦正电解液泵随后被开启，由该正电解液泵所施加的负压不足以克服负电解液室510中负电解液所施加的向下的力，因为入口平台530和正电解液入口 535之间已经形成了一定尺寸的间隙，并且正电解液已经注入其中。这导致仅正电解液被泵送至正电解液循环路径中，因此图8A的实施例适用于锌溴流动电解液电池的充电周期。图8B为处于打开的复合溴流动位置的图8A所示的正电解液流动单元500的部分剖视图。在该实施例中，正电解液泵在负电解液泵启动前被启动。正电解液泵的运行导致第一正电解液流动管MO中产生了负压。因为没有向下的力施加在致动器525上，所以正电解液入口 535接触入口平台530，并定位在沟槽580内形成了密封接触，从而被所述负压和该压カ所施加的较大的表面区域牢牢地保持在该位置。入口平台530的该位置意味着附接的滑动套555相对于图8A中的位置大体上向上移动。这意味着，设置在滑动套555上的入口孔现在与第二正电解液流动管560开始处以上的开放空间对齐，并且如图8B中的箭头所示，正电解液能够通过该入口孔进入。该正电解液流向下经过第二正电解液流动管560并越过复合进入管565的开ロ。在该点处，复合溴被吸入第二正电解液流动管560中以与正电解液混合。然后，正电解液和复合溴的该混合物继续流至供给管550中，由此流至正电解液泵中。沿着第二正电解液流动管560的较小的压降确保了在T形件连接器545处和第一正电解液流动管MO内存在有足够的负压， 以维持入口平台530与正电解液入口 535形成密封接触。这导致正电解液和复合溴混合物被泵送至正电解液循环路径中，并因而图8B所示的实施例适用于锌溴流动电解液电池的放电周期。当负电解液泵随后开启吋，由负电解液注入负电解液室510中而在致动器525上产生的向下的力不足以从正电解液入口 535的沟槽580内移位入口平台530，因为通过第一正电解液流动管540中的负压产生的这两个部件之间的吸力以及室底座520和入口平台 530的表面区域之间的较大差值。图8A和8B所述的正电解液流动单元500的实施例特别适用于采用具有较高的体积流动速率的正和负电解液泵的锌溴流动电解液电池中的应用，以当正电解液泵在负电解液泵之前启动时，确保正电解液泵产生充足的负压以保持入口平台530和正电解液入口 535处于密封接触。可以认识到的是，这里已经描述了正电解液和复合溴流量控制机构的几个实施例。它们都用于控制正电解液泵到底是仅泵送正电解液还是正电解液和复合溴的混合物至正电解液循环路径中。通过选择先启动正电解液泵还是先启动负电解液泵简单地实现了该控制。这里描述的本发明不需要专门用于泵送复合溴或专门用于电操作阀的第三个泵， 因此节省了制造成本，以及使得锌溴流动电解液电池更加紧凑并改善了总体的效率。由于通过消除了对第三个泵的需要并且减少了所需的复合的电子的量而降低了复杂性从而提高了电池的可靠性，对消费者而言进一步节省了成本。为了向相关领域的技术人员描述的目的，提供了本发明的各不同实施例的以上描述。并不旨在将本发明穷尽或限制于所公开的单个实施例。如上所述，本发明的很多替代和变型对以上技术领域的技术人员是显而易见的。具体地，其中特定的实施例具有例如描述为接收负电解液流或正电解液流中的任一个的可扩张的室、入口室等的部件，可以认识到的是，供给这样的流的管可以简单地互換，以使得这些室现在将接收与之前的负电解液流或正电解液流相反的电解液流。这样的改变所具有的主要的含义是为实现预期的结果启动正电解液泵或负电解液泵的顺序可以相反。就本公开而言，本领域技术人员很容易理解这样的改变以及其含义。因此，由于已经具体地详述了ー些替代实施例，因而其它的实施例对本领域技术人员是显而易见的或者可以很容易地改进。因此，该专利申请意图包括这里详述的本发明的所有替代、改型和变型，以及落入上述发明的精神和范围内的其它实施例。
权利要求
1.一种锌溴流动电解液电池，包括使负电解液在负电解液循环路径内循环的负电解液泵；使正电解液在正电解液循环路径内循环的正电解液泵；设置在正电解液槽内的复合溴，正电解液槽与正电解液循环路径流体连通；并且其中，使用中，负电解液泵或正电解液泵中的任一个的优先启动确定了是否只有正电解液还是正电解液和复合溴的混合物在正电解液循环路径内循环。
2.根据权利要求1的锌溴流动电解液电池，其中负电解液泵或正电解液泵中的至少一个的启动产生了开启电解液流量控制机构的致动压力。
3.根据权利要求2的锌溴流动电解液电池，其中电解液流量控制机构包括正电解液进口和正电解液/复合溴组合进口，并且开启电解液流量阀的致动压力致使一个相对于另一个通过的体积流量增加。
4.根据权利要求2或3的锌溴流动电解液电池，其中所述电解液流量控制机构还包括负电解液入口和正电解液入口。
5.根据权利要求4的锌溴流动电解液电池，其中负电解液入口通向负电解液的可扩张的室中，并且正电解液入口通向正电解液的可扩张的室中。
6.根据权利要求5的锌溴流动电解液电池，还包括与负电解液的可扩张的室和正电解液的可扩张的室中的每个的底部连通的单独的致动器。
7.根据权利要求6的锌溴流动电解液电池，其中每个致动器包括至少一个切口部以助于电解液从其流过。
8.根据权利要求6的锌溴流动电解液电池，其中每个致动器还包括至少一个凹槽以用于接收锁杆的互补面。
9.根据权利要求8的锌溴流动电解液电池，其中锁杆能够滑动，并且适于单独地接合致动器中的任一个以限制致动器的移动。
10.根据权利要求7的锌溴流动电解液电池，其中相应的致动器的每个切口部能够与用于正电解液或正电解液/复合溴混合物流动的一个或多个电解液流动孔对齐。
11.根据权利要求10的锌溴流动电解液电池，其中负电解液泵的优先开启导致高压负电解液注入负电解液的可扩张的室中从而扩张所述室，并使得相关联的致动器移动。
12.根据权利要求11的锌溴流动电解液电池，其中致动器的移动使得致动器切口部不与相关联的电解液流动孔对齐，从而防止正电解液或正电解液/复合溴混合物从其流过。
13.根据权利要求11的锌溴流动电解液电池，其中致动器的移动使得锁杆滑动地接合静止的致动器的凹槽。
14.根据权利要求10的锌溴流动电解液电池，其中正电解液泵的优先开启导致高压正电解液注入正电解液的可扩张的室中从而扩张所述室，并使得相关联的致动器移动。
15.根据权利要求14的锌溴流动电解液电池，其中致动器的移动使得致动器切口部不与相关联的电解液流动孔对齐，从而防止正电解液或正电解液/复合溴混合物从其流过。
16.根据权利要求14的锌溴流动电解液电池，其中致动器的移动使得锁杆滑动地接合静止的致动器的凹槽。
17.根据权利要求4的锌溴流动电解液电池，还包括具有头部、轴部和扩张的后部的活
18.根据权利要求17的锌溴流动电解液电池，其中活塞还包括邻近负电解液入口的负电解液面和邻近正电解液入口的正电解液面。
19.根据权利要求18的锌溴流动电解液电池，其中负或正电解液泵中的任一个的优先开启导致电解液流过相关联的电解液入口以产生克服相邻的正或负电解液面的力以移位活塞更加靠近另一个电解液入口。
20.根据权利要求19的锌溴流动电解液电池，其中活塞的移动导致活塞的头部阻挡复合溴入口或从复合溴入口移开从而防止或有助于复合溴的流动。
21.根据权利要求20的锌溴流动电解液电池，其中由于相关联的电解液被限制于接触活塞的较小的表面区域，因此之前没有启动的泵的随后开启不能导致活塞实质上的移位。
22.根据权利要求2或3的锌溴流动电解液电池，其中所述电解液流量控制机构还包括电解液入口。
23.根据权利要求22的锌溴流动电解液电池，其中电解液入口通向可扩张的室中。
24.根据权利要求23的锌溴流动电解液电池，还包括在第一端处与可扩张的室的底部连通的致动器。
25. 根据权利要求M的锌溴流动电解液电池，其中致动器的第二端附接至入口平台。
26.根据权利要求25的锌溴流动电解液电池，其中入口平台的上表面适于与正电解液入口形成密封接合。
27.根据权利要求M的锌溴流动电解液电池，其中入口平台的下表面与可滑动的套接触。
28.根据权利要求27的锌溴流动电解液电池，其中该可滑动的套包括用于正电解液进入相关联的流动管中的一个或多个孔。
29.根据权利要求观的锌溴流动电解液电池，其中流动管与复合溴入口相交。
30.根据权利要求四的锌溴流动电解液电池，其中流动管与正电解液循环路径流体连ο
31.根据权利要求30的锌溴流动电解液电池，其中与电解液入口流体连通的电解液泵的优先启动导致电解液流入可扩张的室中从而使致动器沿大体上向下的方向受力，并且导致入口平台从正电解液入口移位以允许正电解液注入正电解液流动管中。
32.根据权利要求31的锌溴流动电解液电池，其中入口平台的移位导致可滑动的套被移位，使得一个或多个孔对电解液流关闭。
33.根据权利要求30的锌溴流动电解液电池，其中与电解液入口没有流体连通的电解液泵的优先启动致使入口平台与正电解液平台处于密封接合，并且导致形成在可滑动的套中的一个或多个孔打开以使正电解液进入。
34.根据权利要求33的锌溴流动电解液电池，其中正电解液通过一个或多个孔的进入致使正电解液沿着流动管通过从而使得复合溴通过复合溴入口进入。
35.一种用于根据权利要求4-16中任一项的锌溴流动电解液电池的电解液流量控制机构。
36.一种用于根据权利要求17-21中任一项的锌溴流动电解液电池的电解液流量控制机构。
37.一种用于根据权利要求22-34中任一项的锌溴流动电解液电池的电解液流量控制机构。
38.一种用于调节锌溴流动电解液电池的正电解液循环路径内的复合溴的流动的方法，(a)启动负电解液泵或正电解液泵中的一个；(b)随后启动步骤(a)中没有启动的电解液泵；其中，负电解液泵或正电解液泵中的哪一个被优先启动的选择确定了是否只有正电解液还是正电解液和复合溴的混合物在正电解液循环路径内循环。
39.根据权利要求1-34中任一项的权利要求38的方法。
全文摘要
一种锌溴流动电解液电池，包括使负电解液在负电解液循环路径内循环的负电解液泵、使正电解液在正电解液循环路径内循环的正电解液泵，并且具有处于正电解液槽内的复合溴，正电解液槽与正电解液循环路径流体连通。使用中，正电解液泵或负电解液泵中的任一个的优先启动将确定是否只有正电解液还是正电解液和复合溴的混合物在正电解液循环路径内循环。
文档编号H01M2/40GK102598363SQ201080049629
公开日2012年7月18日 申请日期2010年10月27日 优先权日2009年11月3日
发明者A.R.温特 申请人:红流私人有限公司