一种可实时监测开路电压的液流电池电堆的制作方法

本技术属于液流储能，具体涉及一种可实时监测开路电压的液流电池电堆。

背景技术：

1、以风能、太阳能为代表的可再生能源的飞速发展，以及其自身的不稳定性、不连续特性对电网产生严重冲击，使大规模高效储能技术成为实现可再生能源发电规模化利用的关键技术。在众多的储能技术中，电化学储能技术因其效率高、环境友好而发展迅速。

2、液流电池作为电化学储能技术的典型装置，具有效率高、循环寿命长、容量和功率可以独立设计、响应快、安全性高、生命周期内性价比高等突出的优势，尤其适合于大规模储能。

3、液流电池电堆是一种由多节液流单体电池通过串联、密封装配组合而成的更高一级的储能结构，配套于太阳能、风能等可再生能源发电系统，可以起到平滑输出、跟踪计划发电、平衡负荷和削峰填谷等作用。

4、开路电压是电堆的一项重要性能指标。现有技术中对电堆进行开路电压的测量时，需要在电堆停止充放电即电流为零时进行测量，不仅测量方式繁琐且测量数据存在较大误差。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中所存在的上述问题，本实用新型提供了一种可实时监测开路电压的液流电池电堆。

2、本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

3、一种可实时监测开路电压的液流电池电堆，包括：

4、液流电池组，用于外接充放电设备；

5、单片液流电池，与所述液流电池组共享电解液液路，并与所述液流电池组并联；

6、第一金属集流板，被夹于所述液流电池组和所述单片液流电池之间，且与所述液流电池组和所述单片液流电池电连接；

7、两个绝缘端板，分别位于所述液流电池组和所述单片液流电池的外侧；

8、第二金属集流板，被夹于所述液流电池组和一个所述绝缘端板之间，且与所述液流电池组电连接；

9、第三金属集流板，被夹于所述单片液流电池和另一个所述绝缘端板之间，且与所述单片液流电池电连接；

10、其中，所述两个绝缘端板、所述液流电池组以及所述单片液流电池叠合在一起形成电堆主体，四个叠合面通过热熔工艺实现密封；所述第二金属集流板的两端从其中两个相对的叠合面分别伸出电堆主体，所述第一金属集流板的一端从所述两个相对的叠合面中的一面伸出电堆主体，另一端不伸出电堆主体；所述第三金属集流板的一端从所述两个相对的叠合面中的另一面伸出电堆主体，另一端不伸出电堆主体；

11、所述液流电池电堆通过所述第一金属集流板和所述第三金属集流板外接开路电压监测设备。

12、可选地，所述液流电池组，包括多个并联的液流电池组合单元，每组液流电池组合单元均包括多片串联在一起的液流电池；其中，所有的液流电池和所述单片液流电池共享电解液液路；

13、所述液流电池电堆还包括：第四金属集流板；

14、所述第四金属集流板，被夹于相邻的液流电池组合单元之间，且与液流电池组合单元电连接；所述第四金属集流板的两端从所述两个相对的叠合面分别伸出电堆主体。

15、可选地，所述液流电池组合单元包括4组，每组液流电池组合单元均包括20片串联在一起的液流电池。

16、可选地，所述开路电压监测设备连接电池管理系统bms。

17、可选地，所述第一金属集流板、所述第二金属集流板以及所述第三金属集流板均为铜板，所述铜板的厚度为0.5～1.5mm。

18、可选地，所述第一金属集流板、所述第二金属集流板、所述第三金属集流板以及所述第四金属集流板均为铜板，所述铜板的厚度为0.5～1.5mm。

19、可选地，所述绝缘端板为聚丙烯pp材料的加厚硬质端板。

20、本实用新型提供的可实时监测开路电压的液流电池电堆中，单片液流电池与液流电池组共享电解液液路，且单片液流电池与液流电池组并联；第一金属集流板被夹在液流电池组和单片液流电池之间；第二金属集流板被夹于液流电池组和一个绝缘端板之间；第三金属集流板被夹于单片液流电池和另一个所述绝缘端板之间；由此，在对液流电池组进行充放电的同时，通过第一金属集流板和第三金属集流板外接开路电压监测设备，可以对单片液流电池进行开路电压监测；由于单片液流电池和液流电池组是并联的，因此对单片液流电池进行开路电压监测，即相当于对充放电过程中的液流电池组进行开路电压监测，而不必断开对液流电池组的充放电。

21、并且，本实用新型中第一金属集流板和第三金属集流板各自仅有一端伸出电堆主体，即第一和第三金属集流板错位伸出，这样做有两方面的好处：一方面，如果它们也像第二金属集流板那样两端均伸出电堆主体，则暴露在电堆主体外的第一金属集流板和第三金属集流板可能会因变形以及距离太近而产生不可避免的短接或打火，造成电堆损伤。因此，第一和第三金属集流板错位伸出可以有效避免这种电堆损伤的情况产生。另一方面，由于本实用新型提供的液流电池电堆的电堆主体通过对四个叠合面进行热熔接形成，因此若是第一和第三金属集流板也像第二金属集流板那样两端均伸出电堆主体，则在它们伸出电堆主体的两个叠合面中，单片液流电池由于被夹在第一和第三金属集流板之间，难以和液流电池组、绝缘端板热熔接在一起，密封效果较差，如图1(a)中的虚线框部分所示。而若是第一和第三金属集流板错位伸出，则可以使得单片液流电池与液流电池组、绝缘端板更好地熔接在一起，如图1(b)中的虚线框部分所示。因此，第一和第三金属集流板错位伸出可以有效避免图1(a)中的情况产生。

22、以下将结合附图及对本实用新型做进一步详细说明。

技术特征：

1.一种可实时监测开路电压的液流电池电堆，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的可实时监测开路电压的液流电池电堆，其特征在于，所述液流电池组，包括多个并联的液流电池组合单元，每组液流电池组合单元均包括多片串联在一起的液流电池；其中，所有的液流电池和所述单片液流电池共享电解液液路；

3.根据权利要求2所述的可实时监测开路电压的液流电池电堆，其特征在于，所述液流电池组合单元包括4组，每组液流电池组合单元均包括20片串联在一起的液流电池。

4.根据权利要求1所述的可实时监测开路电压的液流电池电堆，其特征在于，所述开路电压监测设备连接电池管理系统bms。

5.根据权利要求1所述的可实时监测开路电压的液流电池电堆，其特征在于，所述第一金属集流板、所述第二金属集流板以及所述第三金属集流板均为铜板，所述铜板的厚度为0.5～1.5mm。

6.根据权利要求2所述的可实时监测开路电压的液流电池电堆，其特征在于，所述第一金属集流板、所述第二金属集流板、所述第三金属集流板以及所述第四金属集流板均为铜板，所述铜板的厚度为0.5～1.5mm。

7.根据权利要求1所述的可实时监测开路电压的液流电池电堆，其特征在于，所述绝缘端板为聚丙烯pp材料的加厚硬质端板。

技术总结
本技术公开了一种可实时监测开路电压的液流电池电堆，包括：液流电池组和单片液流电池，两者并联；第一金属集流板夹于液流电池组和单片液流电池之间；第二金属集流板夹于液流电池组和一绝缘端板之间；第三金属集流板夹于单片液流电池和另一绝缘端板之间；绝缘端板、液流电池组以及单片液流电池叠合形成电堆主体，四个叠合面通过热熔工艺实现密封；第二金属集流板两端从两个相对的叠合面分别伸出电堆主体，第一金属集流板一端从两个叠合面中的一面伸出电堆主体，另一端不伸出；第三金属集流板一端从两个叠合面中的另一面伸出电堆主体，另一端不伸出；第一金属集流板和第三金属集流板外接开路电压监测设备。本方案可以实时监测电堆的开路电压。

技术研发人员：张文东,马朝阳,董晨超,杨怀荣,李卫卫,周鹏飞
受保护的技术使用者：扬州西融储能科技有限公司
技术研发日：20230404
技术公布日：2024/1/12