CN109071107A - 氧化还原液流电池的运输结构、氧化还原液流电池的运输方法和氧化还原液流电池 - Google Patents

Abstract

一种氧化还原液流电池的运输结构，设置有：电池堆，所述电池堆包括氧化还原液流电池的电池单元的多个积层；集装箱，所述电池堆被容纳在所述集装箱中；和振动吸收构件，所述振动吸收构件在所述集装箱中从下方竖直地支撑所述电池堆。

Description

氧化还原液流电池的运输结构、氧化还原液流电池的运输方 法和氧化还原液流电池

技术领域

本发明涉及氧化还原液流电池的运输结构、氧化还原液流电池的运输方法和氧化还原液流电池。

本申请要求2016年4月20日提交的日本申请No.2016-084541的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

存储太阳能光伏发电或风力发电的新能源的一种大容量蓄电池是电解液循环型电池，通常是氧化还原液流电池。所述氧化还原液流电池是这样的电池：其利用包含在正极电解液中的离子和包含在负极电解液中的离子之间的氧化还原电势差，从而进行充电和放电(例如，参考专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本未审专利申请公开No.2015-79738

发明内容

根据本公开的氧化还原液流电池的运输结构包括：

电池堆，所述电池堆包括氧化还原液流电池的电池单元的多个积层；

集装箱，所述电池堆被容纳在所述集装箱中；和

振动吸收构件，所述振动吸收构件在所述集装箱中从下方竖直地支撑所述电池堆。

根据本公开的氧化还原液流电池的运输方法包括：

将电池堆容纳在集装箱中，所述电池堆被振动吸收构件从下方竖直地支撑，所述电池堆包括氧化还原液流电池的电池单元的多个积层；并且运输所述集装箱。

根据本公开的氧化还原液流电池包括：

电池堆，所述电池堆包括氧化还原液流电池的电池单元的多个积层；和

振动吸收构件，所述振动吸收构件从下方竖直地支撑电池堆。

附图说明

[图1]图1是氧化还原液流电池的工作原理图。

[图2]图2是电池堆的构造示意图。

[图3]图3是根据第一实施例的氧化还原液流电池的运输结构的示意性局部截面图。

[图4]图4是从图3中的左侧面观察的氧化还原液流电池的运输结构的示意性局部截面图。

[图5]图5是根据第二实施例的氧化还原液流电池的运输结构的示意性局部截面图。

具体实施方式

[技术问题]

近年来，预期对作为新能源的存储手段的氧化还原液流电池的需求量增加。例如，正在考虑在诸如沙漠这样的广阔非居住区域中构建太阳能光伏发电厂，并且在该太阳能光伏发电厂中安设氧化还原液流电池。这里，假设所述氧化还原液流电池的组件通过海运或通过在未铺装陆地上进行陆地运输，则具有如下担心：在这种恶劣的运输条件下，上述组件可能在运输期间受损。然而，目前尚未研究在恶劣运输条件下的最佳的氧化还原液流电池的运输结构。

本公开提供了一种氧化还原液流电池的运输结构、一种氧化还原液流电池的运输方法和一种氧化还原液流电池，即使在恶劣的运输条件下，所述氧化还原液流电池也能够抑制其在运输期间受损。

[本公开的有利效果]

根据上述氧化还原液流电池的运输结构，能够抑制氧化还原液流电池中所包括的电池堆由于运输期间的振动而受损。

根据上述氧化还原液流电池的运输方法，能够在运输氧化还原液流电池的电池堆的同时抑制所述氧化还原液流电池中所包括的电池堆受损。

根据上述氧化还原液流电池，能够抑制电池堆在运输期间由于振动而受损。

[本申请的发明的实施例的描述]

首先，将列举和描述本申请的发明的实施例的内容。

作为将氧化还原液流电池的组件容纳在集装箱中并进行运输的情况下的措施，列举了将振动控制结构安装到集装箱的下部的措施。然而，在该措施中，当进行集装箱的转运等时，无法对施加到所述集装箱的内部的氧化还原液流电池的组件的作用力进行缓冲。然而，就劳力和成本而言，将振动控制结构安装到所有组件是不现实的。因此，本发明的发明人研究了当将氧化还原液流电池容纳在集装箱中并运输时，所述氧化还原液流电池的哪个组件应采用振动控制结构。结果，本发明的发明人发现，振动控制结构需要被应用于在由强度相对较低的的隔膜、电极等堆叠而成的电池堆。基于该发现，下面将详述根据实施例的氧化还原液流电池的运输结构。

<1>根据实施例的氧化还原液流电池的运输结构包括：

电池堆，所述电池堆包括氧化还原液流电池的电池单元的多个积层，

集装箱，电池堆被容纳在所述集装箱中，和

振动吸收构件，所述振动吸收构件在集装箱中从下方竖直地支撑电池堆。

通过将从下方竖直支撑电池堆的构件作为振动吸收构件，使得即使当集装箱受到振动时，或甚至当对所述集装箱施加冲击时，仍能够抑制施加到氧化还原液流电池的电池堆的大惯性力。因此，能够抑制电池堆在运输期间受损，并且能够在运输之后平稳地安装和操作氧化还原液流电池。

<2>根据该实施例的氧化还原液流电池的运输结构的一个方面是如下方面：其中，振动吸收构件是减振橡胶。

所述减振橡胶能够长期地维持其振动吸收能力，因此所述减振橡胶在运输期间作为振动吸收构件是理想的。特别地，当执行海上运输和长途陆地运输时，所述减振橡胶能够长期确定地在运输期间吸收振动。

<3>根据该实施例的氧化还原液流电池的运输结构的一个方面是如下方面：其中，所述振动吸收构件是空气弹簧。

空气弹簧能够大幅地衰减大振动，并且不容易共振，因此空气弹簧在运输期间作为振动吸收构件是理想的。此外，空气弹簧具有如下优点：通过调整空气弹簧中填充的空气量，能够容易地调整电池堆的支撑高度。

<4>根据该实施例的氧化还原液流电池的运输结构的一个方面是如下方面：

其中，所述电池堆包括一对端板，所述端板从层状结构的两侧来保持并紧固所述层状结构，所述层状结构包括所述电池单元的多个积层，并且

其中，所述端板中的每个端板包括位于其竖直下部处的安装部，所述振动吸收构件被安装到所述安装部。

所述一对端板用于从包括堆叠的电池单元层的层状结构本体的两侧来紧固所述层状结构本体，以保持所述层状结构本体的分层状态，因此所述层状结构具有高强度和高刚性。因此，所述端板适于用作在其上设置振动吸收构件的安装部的构件，所述振动吸收构件支撑重型电池堆，并吸收振动。

<5>根据本实施例的氧化还原液流电池的运输方法包括：

将电池堆容纳在集装箱中，所述电池堆被振动吸收构件从下方竖直地支撑，所述电池堆包括氧化还原液流电池的电池单元的多个积层；并且运输该集装箱。

通过使得所述振动吸收构件从下方竖直地支撑电池堆，从而即使当集装箱受到振动或甚至当对集装箱施加冲击时，仍能够抑制施加到氧化还原液流电池的电池堆的大惯性力。因此，能够抑制电池堆在运输期间受损，并且能够在运输之后平稳地安装和操作氧化还原液流电池。

<6>根据本实施例的氧化还原液流电池包括：

电池堆，所述电池堆包括氧化还原液流电池的电池单元的多个积层，和

振动吸收构件，所述振动吸收构件从下方竖直地支撑所述电池堆。

通过使得所述振动吸收构件从下方竖直地支撑电池堆，从而能够抑制由于在所述氧化还原液流电池的运输期间振动而使得所述氧化还原液流电池的电池堆受损。

[本申请的发明的实施例的细节]

在下文中，将描述根据实施例的用于氧化还原液流电池(RF电池)的运输结构和运输方法的实施例。注意，本发明不限于实施例中所示的构造；本发明由权利要求书示出，并且旨在包括与权利要求等同的含义和范围内的所有变型。

<第一实施例>

在描述根据本实施例的RF电池的运输结构1和运输方法之前，将基于图1和2描述RF电池α的基本构造。

如图1中的RF电池的工作原理图所示，RF电池α包括：电池单元100，在所述电池单元100中，正极单元102和负极单元103通过氢离子穿过的隔膜101彼此隔开。所述正极单元102包括：正极电极104和正极电解液箱体106，所述正极电解液箱体106存储正极电解液，所述正极电解液箱体106经由导管108和110连接到正极单元102。导管108设置有泵112，并且这些构件106、108、110和112组成循环正极电解液的正极电解液循环机构100P。类似地，负极单元103包括：负极电极105和负极电解液箱体107，所述负极电解液箱体107存储负极电解液，所述负极电解液箱体107经由导管109和111连接到负极单元103。导管109设置有泵113，这些构件107、109、111和113组成循环负极电解液的负极电解液循环机构100N。储存在相应箱体106和107中的电解液在充电和放电期间通过泵112和泵113在单元102和103的内部循环。当不进行充电和放电时，泵112和113停止，并且电解液不循环。

上述电池单元100通常形成例如图2所示的、被称为电池堆200的结构体的内部。所述电池堆200由被称为子堆200s的层状结构组成，所述子堆200s通过两个端板210和220从子堆200s的两侧保持，并且所述子堆200s通过紧固机构230紧固(在所示的构造中，使用多个子堆200s)。如图2的上图所示，所述子堆200s具有如下结构：层状体被保持在供应/排出板190和190之间(参考图2的下图所示)，该层状体包括电池单元的积层，所述电池单元中的每个电池单元由电池框架120、正极电极104、隔膜101、负极电极105和电池框架120组成。包括在电池单元中的电池框架120中的每个电池框架120包括：框架本体122，所述框架本体122具有贯通窗口和双极板121，所述双极板121将贯通窗口封闭；正极电极104被布置在双极板121的一个表面上，以与该表面接触；负极电极105被布置在双极板121的另一表面上，以与该另一表面接触。在这个构造中，所述电池单元100在彼此相邻的电池框架120的双极板121之间各形成一个。

通过使用形成在每个框架本体122中的液体供应歧管123和124以及液体排出歧管125和126，从而经由供应/排出板190和190将电解液循环到电池单元100。正极电解液经由形成在每个框架本体122的一个表面侧(附图的前侧)上的入口狭缝从液体供应歧管123供应到正极电极104，并且正极电解液经由形成在每个框架本体122的上部中的出口狭缝排出到液体排出歧管125。类似地，负极电解液经由形成在每个框架本体122的另一表面侧(附图的后侧)上的(由虚线表示的)入口狭缝从液体供应歧管124供应到负极电极105，并且负极电解液经由形成在每个框架本体122的上部的(由虚线表示的)出口狭缝排出到液体排出歧管126。环形密封构件127、例如O形环或扁平封装件被布置在电池框架120之间，从而抑制电解液从子堆200s泄漏。

接下来，将基于图3和图4描述根据所述实施例的RF电池的运输结构1。RF电池的运输结构1包括：电池堆2、集装箱3和振动吸收构件4。当运输RF电池的电池堆2时，运输其中容纳电池堆2的集装箱3。在下文中，将详细描述RF电池的运输结构1的每个组成部分。

<<电池堆>>

如图3和图4所示的电池堆2的基本构造类似于参考图2描述的典型电池堆200的构造。具有与电池堆200的组件相同功能的构件以与那些电池堆200的组件相同的附图标记进行标示，并且将省略所述构件的详细描述。

如上所述，电池堆2通过子堆200s的多个积层形成，如图2所示，每个子堆200s的积层包括被保持在供给/排出板190之间的电池单元的多个积层。多个子堆200s被保持在一对端板210和220之间并且被紧固。

本示例的端板210(220；参考图4)包括位于其竖直下端处的一对安装部21(22；参见图4)，所述安装部21(22；参见图4)在端板210(220)的宽度方向(图3中左右方向)上延伸。即，电池堆2总共包括四个安装部21和22。后文将描述的振动吸收构件4被安装到这些安装部21和22。

如图4中的圆形放大图所示，安装部21中的每个安装部21由两个三角形板部21A和21B和矩形板部21C组成，所述三角形板部21A和21B具有直角三角形形状(参考图3)，并且所述三角形板部21A和21B在端板210的厚度方向上彼此分隔开，所述矩形板部21C将两个三角形板部21A和21B的下端彼此连接。所述三角形板部21A在无高度差的情况下被连接到端板210的一个表面(图的右侧的表面)，所述三角形板部21B在无高度差的情况下被连接到端板210的另一表面(图的左侧的表面)。另外，所述矩形板部21C包括螺栓孔，用于固定振动吸收构件4的螺栓被插入到该螺栓孔中，所述螺栓将在后文被描述。注意，安装部22也具有类似于安装部21的构造。

<<集装箱>>

可以使用现有标准的集装箱(例如，用于运输的40英尺集装箱)作为集装箱3。在氧化还原液流电池的组件中，至少电池堆2被容纳在集装箱3的内部。如图所示，电池堆2可以被直接放置在集装箱3的集装箱底表面30上，或者可以被放置在在某种类型的基座上。

可以接受的是，氧化还原液流电池的一整套组件被容纳在集装箱3的内部。具体地，能够列举除了上述电池堆2之外的模式：循环机构100P和100N、控制机构等被容纳在集装箱3的内部，所述循环机构100P和循环机构100N已经参考图1被描述；所述控制机构控制电解液的循环等。注意，所述模式适合在不将电解液放置在箱体106和107中的情况下单独运输电解液。

<<振动吸收构件>>

振动吸收构件4是这样的构件：当集装箱3受到振动或者当冲击被施加到集装箱3时，所述振动吸收构件吸收集装箱3的振动。所述振动吸收构件4在端板210和端板220上的安装部21和安装部22上各被布置一个。

在本示例中，采用空气弹簧作为振动吸收构件4。空气弹簧4能够大幅衰减大振动并且不易共振，因此所述空气弹簧4能够有效地抑制电池堆2在运输期间的振动。此外，所述空气弹簧4具有如下优点：通过调整填充空气弹簧4中的空气量，能够容易地调整电池堆2的支撑高度。能够列举，例如住友电气工业株式会社的Sumimount(商标名)作为空气弹簧4。可以使用卸油器等作为空气弹簧4的替代物。

如图3和4中的圆形放大图所示，空气弹簧4包括：上片部40、下片部41和弹性部42。上片部40是被固定到安装部21(22)并且具有高刚性的构件。下片部41是用作与其上放置有电池堆2的放置表面(在本示例中为集装箱底表面30)相接触的基座的构件。弹性部42是设置在上片部40和下片部41之间并且由橡胶等弹性体构成的部件，并且空气填充在弹性部42的内部。可接受的是，所述弹性部42的多个段被堆叠。

<<效果>>

在具有上述构造的RF电池的运输结构1中，能够通过从下方竖直支撑电池堆2的振动吸收构件4来抑制电池堆2的振动。因此，例如，即使当集装箱3受到振动时或者甚至当对集装箱3施加冲击时，可以抑制电池堆2被施加大惯性力。因此，上述构造能够抑制电池堆2在运输期间受损，并且能够在运输之后平稳地安设和运行氧化还原液流电池。

<<其它>>

在RF电池的安设位置，电池堆2经由诸如环氧树脂的绝缘体被固定到安设表面。因此，在运输期间已经被安装到安装部21和22的空气弹簧4被绝缘体替换。这里，空气弹簧4包括具有绝缘特性的弹性部42；因此，如果弹性部42具有预定的绝缘性能，则空气弹簧4可以用作所述绝缘体的替代物。在这种情况下，能够减少利用绝缘体替换空气弹簧4的劳动。

<<试验例>>

在试验例中，加速度传感器被安装到图3和4中所示的端板210的上端中央部，并且测量在集装箱3的装载和卸载期间施加到电池堆2上的竖直方向上的惯性力。结果发现，施加到电池堆2上的惯性力为3G或以下。相反，当图3和图4中的电池堆2的空气弹簧4被替换为刚性支撑基座并且测量上述竖直方向上的惯性力时，惯性力高达约10G。这些结果清楚地表明，空气弹簧能够大幅减小在运输期间施加到电池堆2的惯性力。

<第二实施例>

在第二实施例中，将基于图5描述减振橡胶被用作振动吸收构件4的示例。

在图5所示的本示例的RF电池的运输结构中，被隐藏在图的较深侧的端板210和另一端板220(参考图2)中的每一个设置有4个减振橡胶4。优选地，减振橡胶4被设置成在图的左右方向上彼此间隔基本相同的间隙。所述减振橡胶4的数量没有特别限制。另外，减振橡胶4可以是天然橡胶或者可以是合成橡胶。作为合成橡胶，适于使用氯丁橡胶(聚氯丁二烯)、乙烯丙烯橡胶等。

减振橡胶4能够长期保持其振动吸收能力，因此减振橡胶4在运输期间作为振动吸收构件是理想的。特别地，当执行海上运输和长途陆地运输时，减振橡胶4能够长期确定地在运输期间吸收振动。

附图标记列表

1氧化还原液流电池的运输结构(RF电池的运输结构)

2电池堆

21，22安装部 21A，21B三角形板部 21C矩形板部

3集装箱

30集装箱底表面

4振动吸收构件(空气弹簧或减振橡胶)

40上片部 41下片部 42弹性部

α氧化还原液流电池(RF电池)

100电池单元 101隔膜 102正极单元 103负极单元

100P正极电解液循环机构 100N负极电解液循环机构

104正极电极 105负极电极 106正极电解液箱体

107负极电解液箱体 108，109，110，111导管

112，113泵

120电池框架 121双极板 122框架本体

123，124液体供应歧管

125，126液体排出歧管

127密封构件

190供应/排出板 210，220端板

200电池堆 200s子堆

230紧固机构

Claims (6)

1.一种氧化还原液流电池的运输结构，包括：

电池堆，所述电池堆包括氧化还原液流电池的电池单元的多个积层；

集装箱，所述电池堆被容纳在所述集装箱中；和

振动吸收构件，所述振动吸收构件在所述集装箱中从下方竖直地支撑所述电池堆。

2.根据权利要求1所述的氧化还原液流电池的运输结构，其中，所述振动吸收构件是减振橡胶。

3.根据权利要求1所述的氧化还原液流电池的运输结构，其中，所述振动吸收构件是空气弹簧。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的氧化还原液流电池的运输结构，其中，所述电池堆包括一对端板，所述端板从层状结构的两端来保持并紧固所述层状结构，所述层状结构包括所述电池单元的多个积层，并且

其中，所述端板中的每个端板包括位于其竖直下部处的安装部，所述振动吸收构件被安装至所述安装部。

5.一种氧化还原液流电池的运输方法，包括：

将电池堆容纳在集装箱中，所述电池堆被振动吸收构件从下方竖直地支撑，所述电池堆包括氧化还原液流电池的电池单元的多个积层；并且

运输所述集装箱。

6.一种氧化还原液流电池，包括：

电池堆，所述电池堆包括氧化还原液流电池的电池单元的多个积层；和

振动吸收构件，所述振动吸收构件从下方竖直地支撑所述电池堆。