CN103943876B - 一种液流电池配套用管路结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种液流电池配套用管路结构，所述液流电池包括电堆、正液罐、负液罐、正正主回路和负主回路，所述正液罐通过所述正主回路与所述电堆连接，所述负液罐通过所述负主回路与所述电堆相连，液流电池配套用管路结构包括电堆SOC监测旁路，所述电堆SOC监测旁路包括电位仪和两个调节阀，所述电位仪的两端分别通过所述调节阀与所述正主回路和负主回路连接。本发明的技术方案针对液流电池领域的电池外围用管路结构的技术不足、功能单一化和结构冗杂的缺点，提供了管路结构的多功能化特点。
Description
技术领域
本发明属于机械设备技术领域，涉及一种液流电池配套用管路结构。
背景技术
液流电池(flow redox battery或redox flow battery)一般利用的是电化学氧化还原反应实现充放电，因此液流电池是一种新型的大型电化学储能蓄电池。它不同于通常使用固体材料电极或气体电极的电池，其活性物质是流动的电解质溶液，正负极电解液分开各自循环，其最显著特点是规模化蓄电且功率与容量可独立设计。液流电池是一种高性能蓄电池，具有容量高、使用领域（环境）广、循环使用寿命长等特点。在广泛利用可再生能源的呼声高涨形势下，液流电池作为一种新能源产品将迎来一个快速发展的时期。
液流电池系统基本由电池模块、电解液存储模块和电解液流动管路三大模块构成。其中管路结构起到对电解液的控制和监控的作用，因此具有重要的结构和功能意义。而目前常见的管路结构设计大多是参照石油化工等传统行业的特性设计。
中国专利文献（公开号：CN202746946U）公开了实用新型《冷却水备用管路系统》，给出了一个结构简单，维护量少，可作为备用的补充水系统的管路旁路系统，实现了备用冷却水系统的简化并提升了整个系统的安全性。中国专利文献（公开号：CN102315467A）公开了实用新型《一种液流电池储液罐的集成系统》，通过集成支管路和总管路，提高了统一调配液流电池系统的容量的系统效率和可靠性。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种液流电池配套用管路结构。
为达到上述目的，具体技术方案如下：
一种液流电池配套用管路结构，所述液流电池包括电堆、正液罐、负液罐、正正主回路和负主回路，所述正液罐通过所述正主回路与所述电堆连接，所述负液罐通过所述负主回路与所述电堆相连，液流电池配套用管路结构包括电堆SOC监测旁路，所述电堆SOC监测旁路包括电位仪和两个调节阀，所述电位仪的两端分别通过所述调节阀与所述正主回路和负主回路连接。
优选的，还包括电堆电解液控温旁路，所述电堆电解液控温旁路包括热交换器，所述热交换器的两端分别与所述正主回路和负主回路连接。
优选的，所述电堆电解液控温旁路还包括两个温度传感器，所述两个温度传感器分别与所述正主回路和负主回路连接。
优选的，还包括管路压力控制旁路，所述管路压力控制旁路包括两个压力传感器和两个阀，所述两个压力传感器分别与所述正液罐和负液罐的一端连接，所述正液罐和负液罐的另一端分别通过两个阀与所述压力传感器连接。
优选的，还包括排液清洗旁路，所述排液清洗旁路包括管路和控制阀，所述管路的两端分别与所述正主回路和负主回路连接，所述控制阀与所述管路相连。
优选的，所述液流电池为全钒液流电池、锌溴液流电池或锂离子液流电池。
相对于现有技术，本发明的技术方案针对液流电池领域的电池外围用管路结构的技术不足、功能单一化和结构冗杂的缺点，提供了管路结构的多功能化特点。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例的各旁路的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下将结合附图对本发明的实施例做具体阐释。
如图1中所示的本发明的实施例的一种液流电池配套用管路结构，液流电池包括电堆1、正液罐2.1、负液罐2.2、正正主回路1.1和负主回路1.2。正液罐2.1通过正主回路1.1与电堆1连接，负液罐通2.2过负主回路1.2与电堆1相连。
液流电池配套用管路结构包括电堆SOC监测旁路3、电堆电解液控温旁路4、管路压力控制旁路5、排液清洗旁路6。
电堆SOC（System on Chip，芯片系统）监测旁路3可实现液流电池系统的SOC在线测量以及电解液状态。电堆电解液控温旁路4可实现对特殊工况条件下液流电池系统的电解液和电堆温控保护。管路压力控制旁路5可实现正负电解液管路的压力平衡，以保障电堆内部的压力均一性。排液清洗旁路6可通过自动控制实现管路系统和电堆内部的电解液封闭处理，极大减少系统维护的工作量和危险。
本发明实施例管路结构设计集约化，具备多功能和自动化程度高等特点，充分发挥了管路结构对液流电池系统的功能补充，使得该液流电池领域的电池外围用管路结构具备包括电堆SOC监测旁路、预留电解液控温和热交换旁路、管路压力控制旁路系统和自动排液清洗旁路，从而实现液流电池系统的SOC在线测量以及电解液状态和对特殊工况条件下液流电池系统的电解液和电堆温控保护、正负电解液管路的压力平衡、管路系统和电堆内部的电解液封闭处理等功能。
如图2中所示，在本发明的实施例中，电堆SOC监测旁路3，可通过电位仪3.1和两个调节阀3.2实现液流电池系统的SOC在线测量以及电解液状态监控。
电堆电解液控温旁路4，通过热交换器4.1和两个温度传感器4.2实现液流电池系统在特殊工况条件下电解液和电堆温控保护。
管路压力控制旁路5，通过两个压力传感器5.1和两个阀5.2实现对管路压力的平衡控制。
排液清洗旁路6，通过管路6.1和控制阀6.2可将电堆和正负管路回路中的电解液全部排放并根据需要对管路结构和电堆模块进行液体清洗。
当需要对液流电池系统进行SOC监测时，打开SOC监测调节阀3.2，并读取电位仪3.1所示数值，根据相关公式计算液流电池系统的SOC状态；
当液流电池系统需要对电解液进行温控时，启动热交换器4.1和温度传感器4.2，通过温度传感器反馈信号给热交换器，是电解液温度维持在设定的工作温度范围内；
当液流电池系统正负液罐和对应的管路结构中的压力传感器5.1出现正负管路压力不等时，启动阀5.2，释放部分管路电解液直接回罐，以保障正负液罐和管路的压力平衡；
当液流电池系统需要进行管路和电堆排液或者清洗时，通过排液清洗管路6.1的相关阀6.2进行组合开关，实现全系统的电解液排放和系统清洗。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (2)
1.一种液流电池配套用管路结构，所述液流电池包括电堆、正液罐、负液罐、正主回路和负主回路，所述正液罐通过所述正主回路与所述电堆连接，所述负液罐通过所述负主回路与所述电堆相连，其特征在于，液流电池配套用管路结构包括电堆SOC监测旁路，所述电堆SOC监测旁路包括电位仪和两个调节阀，所述电位仪的两端分别通过所述调节阀与所述正主回路和负主回路连接；
所述管路结构还包括电堆电解液控温旁路，所述电堆电解液控温旁路包括热交换器，所述热交换器的两端分别与所述正主回路和负主回路连接；
所述电堆电解液控温旁路还包括两个温度传感器，所述两个温度传感器分别与所述正主回路和负主回路连接；
所述管路结构还包括两个管路压力控制旁路，每个所述管路压力控制旁路包括一个压力传感器和一个阀，
其中一个所述管路压力控制旁路的压力传感器与所述正液罐的一端相连接，所述正液罐的另一端通过该一个所述管路压力控制旁路的阀与该一个所述管路压力控制旁路的压力传感器相连接；
其中另一个所述管路压力控制旁路的压力传感器与所述负液罐的一端相连接，所述负液罐的另一端通过该另一个所述管路压力控制旁路的阀与该另一个所述管路压力控制旁路的压力传感器相连接；
所述管路结构还包括排液清洗旁路，所述排液清洗旁路包括管路和控制阀，所述管路的两端分别与所述正主回路和负主回路连接，所述控制阀与所述管路相连。
2.如权利要求1所述的液流电池配套用管路结构，其特征在于，所述液流电池为全钒液流电池、锌溴液流电池或锂离子液流电池。
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