锌溴液态储能系统的液位平衡装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力储能领域，尤其涉及锌溴液态储能系统液位平衡装置。
【背景技术】
[0002]锌溴液流储能电池系统是基于两种普通化学物质锌和溴之间的化学反应来实现电能转换的。电解液储存在三个不同的储液罐中，并可在电堆中循环往复运动，在电堆中发生化学反应。其中阳极罐与阴极罐顶部通过管路相连通，阴极罐与二相罐顶部通过管路连通，底部有一个二相阀控制，当二相阀打开，则阴极罐与二相罐相通，反之则关闭。电堆中的负极锌和正极溴被微孔隔膜分开。在充电过程中，阳极罐的含有溴化锌的电解液通过泵打入电堆中经行化学反应，锌离子在负极得到电子从而镀在负极上，反应完的电解液再回到阳极罐；阴极罐的电解液通过阴极泵打入电堆中，溴离子在正极失去电子变成溴单质与电解液中特有的络合剂发生络合反应生成络合物，络合后的溴单质通过循环回到二相罐。在放电过程中，二相阀打开，带有电能的溴络合物通过阴极泵打入电堆中进行反应，负极上的金属锌溶于电解液中并可用于下一次充电循环。
[0003]目前，锌溴液态储能系统的控制中，没有加入对液位的控制，由于电池在充放电过程中，充电时阳极的压力大，阴极的压力小，造成阴极罐始终处于overflow状态，这样就致使储存在阴极罐中带有少量溴单质通过管路流到阳极罐中，带有溴单质的电解液被送到电堆中，自行与负极板上的锌单质发生反应，造成少量电能损耗，影响了储能系统整体的效率；而放电过程中，阴极的压力大，阳极的压力小，造成阳极罐电解液不断变多，阴极罐电解液不断变少，影响了液态储能电池系统储能效率，从而影响电堆反应效率。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是实现一种控制锌溴液态储能系统液位平衡的
目.ο
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为:一种锌溴液态储能系统的液位平衡装置，锌溴液态储能系统的阳极罐和阴极罐，所述的阳极罐和阴极罐分别配有阳极泵和阴极泵，所述的阳极罐和阴极罐内均设有液位传感器，所述的液位传感器输出感应信号至PID控制器，所述的PID控制器输出控制信号至阳极泵和阴极泵。
[0006]所述的阳极罐的液位传感器、PID控制器和阳极泵构成单闭环控制，所述的阴极罐的液位传感器、PID控制器和阴极泵构成单闭环控制。
[0007]所述的液位传感器固定在阳极罐和阴极罐的顶部，所述阳极泵和阴极泵固定在阳极罐和阴极罐的侧面底部。
[0008]本实用新型的液位平衡装置解决了锌溴液态储能电池系统自放电问题，提高了储能效率，能够可靠稳定的控制液位平衡。此外，该装置控制精确，稳定性强，非常适合于液流储能系统的液位不平衡问题，进而大大减少了液流储能系统自放电问题，通过大量的测试证明，通过这样一种控制方法提高了锌溴液流储能系统2%?4%的充放电效率。
【附图说明】
[0009]下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明:
[0010]图1为液位传感器位安装示意图；
[0011]图2为泵安装示意图；
[0012]上述图中的标记均为:1、二相阀；2、阴极泵；3、液位传感器；4、阳极泵。
【具体实施方式】
[0013]如图1、2所示，本实用新型在阳极罐和阴极罐的顶部分别安装伸入其内部的液位传感器3，通过液位传感器3读取当前液位值，液位传感器3输出感应信号至PID控制器，PID控制器输出控制信号至阳极泵4和阴极泵2。阳极泵4和阴极泵2固定在阳极罐和阴极罐的侧面底部。
[0014]本实用新型引用成熟的单闭环的电路设计，通过阳极罐和阴极罐中液位传感器3读取当前液位值，根据阳极罐和阴极罐的液位值，对阳极泵4和阴极泵2的泵速进行PID调节，控制阳极泵4和阴极泵2的转速，调节管道内电解液的流量，在运行过程中不断的对液位经行调节。通过这样的闭环控制，使各个储液罐中的液位达到一种平衡状态，从而解决了锌溴液态储能电池系统液位不平衡而造成的自放电问题，大大提升了锌溴液态储能电池系统的充放电效率。
[0015]本实用新型的PID控制器为购买的成品产品，并利用成熟的PID调节技术，能够稳定可靠的对液位进行调节。
[0016]具体来说，当系统运行时，控制器接受阳极罐和阴极罐液位传感器3的液位数据，在控制器内部我们编有对储液罐液位控制的PID算法，控制器接受到实时液位数据时，会对数据进行分析计算，然后输出控制阳极泵4和阴极泵2的电流值，通过调节泵的电流大小，来控制泵速，从而达到调节阳极罐和阴极罐压力差的平衡，解决了电解液overflow的现象，又能保证电堆中电解液反应所需要的压力。
[0017]当运行一段时间后，由于之前的泵速调节，会造成阳极罐和阴极罐的液位变化，这个变化会通过液位传感器3传达给控制器，控制器接受到数据后，再进行数据分析和计算，从而得出新的电流值控制阳极泵4和阴极泵2的泵速。这样就行成了一个闭环回路的液位控制系统，实时稳定的保证了各个罐体内液位的平衡。
[0018]上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.锌溴液态储能系统的液位平衡装置，锌溴液态储能系统的阳极罐和阴极罐，所述的阳极罐和阴极罐分别配有阳极泵和阴极泵，其特征在于:所述的阳极罐和阴极罐内均设有液位传感器，所述的液位传感器输出感应信号至PID控制器，所述的PID控制器输出控制信号至阳极泵和阴极泵。
2.根据权利要求1所述的锌溴液态储能系统的液位平衡装置，其特征在于:所述的阳极罐的液位传感器、PID控制器和阳极泵构成单闭环控制，所述的阴极罐的液位传感器、PID控制器和阴极泵构成单闭环控制。
3.根据权利要求1所述的锌溴液态储能系统的液位平衡装置，其特征在于:所述的液位传感器固定在阳极罐和阴极罐的顶部，所述阳极泵和阴极泵固定在阳极罐和阴极罐的侧面底部。
【专利摘要】本实用新型揭示了一种锌溴液态储能系统的液位平衡装置，锌溴液态储能系统的阳极罐和阴极罐，所述的阳极罐和阴极罐分别配有阳极泵和阴极泵，所述的阳极罐和阴极罐内均设有液位传感器，所述的液位传感器输出感应信号至PID控制器，所述的PID控制器输出控制信号至阳极泵和阴极泵。本实用新型的液位平衡装置解决了锌溴液态储能电池系统自放电问题，提高了储能效率，能够可靠稳定的控制液位平衡。
【IPC分类】H01M8-04
【公开号】CN204441385
【申请号】CN201520149320
【发明人】宛飞飞, 杨波, 许云超, 冯先进, 史培森, 殷俊, 张红瑾
【申请人】安徽美能储能系统有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月16日