CN110676499A - 一种箱式液流电池单元 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种箱式液流电池单元，属于电池技术领域，包括：箱体和液流电池系统，液流电池系统设置于箱体的内部空间；于箱体上预先设置一第一门体，第一门体打开后暴露一操作区域，液流电池系统围绕操作区域设置；上述技术方案有益效果为通过在箱体内预先设置一操作区域，液流电池系统围绕操作区域进行系统化布置，从而为液流电池单元运行过程中的维护带来方便，同时系统化的布置为液流电池单元的内部扩容预留了空间，液流电池单元可以根据市场需求灵活匹配液流电池系统的功率和容量。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种箱式液流电池单元。
背景技术
液流电池是一种新型的储能电池，其电极部分与电解液部分是分离设置，电池的数量决定了系统的功率，电解液的体积决定了系统的容量。在充放电的过程中，电解液在泵的作用下通过电极，电解液中的电解质在电极处发生氧化还原反应，释放和吸收电子，电子通过电极上的集流设备外接电路进行充放电。液流电池具有高安全、长寿命、易回收、环境友好等特点，已广泛应用于新能源发电侧、电网侧、微电网及用户侧储能等领域。
当储能设备户外布置时，电池系统一般集成至箱体内，形成基本储能单元，从而可以大大降低土建成本，缩短工期，同时方便电池系统的扩容和运输，但现有技术中的箱式液流电池单元，箱体内空间的设计未考虑维修通道，给后续电池系统运行过程中的维护带来不便，同时，箱体内电池系统的布置方式未进行系统化的考量，导致当电池单元需要进行容量和功率扩容时，无法在现有电池单元的基础上方便的进行扩展。
发明内容
根据现有技术中存在的上述问题，现提供一种箱式液流电池单元，通过在箱体内预先设置一操作区域，液流电池系统围绕操作区域进行系统化布置，从而为液流电池单元运行过程中的维护带来方便，同时为液流电池单元的内部扩容预留了空间。
上述技术方案具体包括：
一种箱式液流电池单元，其中包括箱体和液流电池系统，所述液流电池系统设置于所述箱体的内部空间；
于所述箱体上预先设置一第一门体，所述第一门体打开后暴露一操作区域，所述液流电池系统围绕所述操作区域设置；
所述操作区域用于操作人员对所述液流电池系统进行检修和维护。
优选地，其中，所述箱体呈长方体形状，所述操作区域位于所述长方体的中段。
优选地，其中，所述液流电池系统进一步包括：
至少一个正极电解液储罐，设置于所述箱体的一端，用于存储正极电解液；
至少一个负极电解液储罐，设置于所述箱体的另一端，用于存储负极电解液；
换能器单元，位于所述箱体的中段，与所述操作区域并排设置，用于将所述正极电解液和所述负极电解液的化学能转换成电能；
所述换能器单元包括至少一个正极进液口、至少一个负极进液口、至少一个正极出液口和至少一个负极出液口，每个所述正极进液口对应至少一个所述正极出液口与所述正极电解液储罐连接形成正极电解液回路，每个所述负极进液口对应至少一个所述负极出液口与所述负极电解液储罐连接形成负极电解液回路；
复数个泵体，至少一个所述泵体连接在所述正极电解液储液罐与正极进液口之间，以及至少一个所述泵体连接在所述负极电解液储罐与所述负极进液口之间。
优选地，其中，所述箱体上对应所述换能器的位置设置有一第二门体，用于打开后暴露所述换能器单元。
优选地，其中，所述箱体一端对应所述正极电解液储罐的位置上设置有一第三门体，用于打开后暴露所述正极电解液储罐。
优选地，其中，所述箱体一端对应所述负极电解液储罐的位置设置有一第四门体，用于打开后暴露所述负极电解液储罐。
优选地，其中，所述换能器单元为堆叠设置的电堆。
优选地，其中，还包括复数个换热器，与所述正极电解液储罐及所述负极电解液储罐的数量之和对应设置；
至少一个所述换热器与所述换能器单元并联于所述正极电解液回路上，以及至少一个所述换热器与所述换能器单元并联于所述负极电解液回路上。
优选地，其中，所述箱式液流电池单元还包括一冷热一体机，设置于所述箱体的外部，与所述复数个换热器相连接，用于在所述换热器与外部环境间传递热量。
优选地，其中，所述箱体采用防腐保温材质制作而成。
上述技术方案的有益效果在于：
提供一种箱式液流电池单元，通过在箱体内预先设置一操作区域，液流电池系统围绕操作区域进行系统化布置，从而为液流电池单元运行过程中的维护带来方便，同时系统化的布置为液流电池单元的内部扩容预留了空间，液流电池单元可以根据市场需求灵活匹配液流电池系统的功率和容量。
附图说明
图1是本发明的较佳实施例中，一种箱式液流电池单元的俯视图；
图2是本发明的较佳实施例中，一种箱式液流电池单元的正视图；
图3是本发明的较佳实施例中，正极电解液循环示意图；
图4是本发明的较佳实施例中，负极电解液循环示意图。
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的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。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
一种箱式液流电池单元，其中，如图1-2所示，包括箱体1和液流电池系统，液流电池系统设置于箱体1的内部空间；
于箱体1上预先设置一第一门体2，第一门体2打开后暴露一操作区域3，液流电池系统围绕操作区域3设置；
操作区域3用于操作人员对液流电池系统进行检修和维护。
在本发明的一个具体实施例中，箱式液流电池单元由液流电池系统以及包裹在液流电池系统外的箱体1组成，箱式液流电池单元的储能时长由液流电池系统的功率和容量的配比来决定，根据不同的应用场景，选择合适的液流电池系统，而箱体式设计可以方便液流电池单元的户外应用，且利于液流电池单元的移动和运输。
在上述具体实施例中，通过在箱体1上预先设置第一门体2作为维修门，同时，在对应第一门体2连通的箱体1的内部空间处预先划定出一块操作区域3作为液流电池系统在工作运行的过程中检修和维护的操作空间，来方便操作人员对液流电池系统进行日常维护和故障检修。位于箱体1内部空间的液流电池系统环绕操作区域3设置，且将液流电池系统内需要重点或经常维护的区域面向操作区域3设置，从而可以使得操作人员只需要在操作区域内便可以轻松的完成故障检修和日常维护，预留的操作区域3可以为操作人员提供充裕操作环境，方便操作人员使用各种检修工具。
在本发明的较佳实施例中，箱体1呈长方体形状，操作区域3位于长方体的中段。
在本发明的较佳实施例中，液流电池系统进一步包括：
至少一个正极电解液储罐4，设置于箱体1的一端，用于存储正极电解液；
至少一个负极电解液储罐5，设置于箱体1的另一端，用于存储负极电解液；
换能器单元6，位于箱体1的中段，与操作区域3并排设置，用于将正极电解液和负极电解液的化学能转换成电能；
如图3-4所示，换能器单元6包括至少一个正极进液口、至少一个负极进液口、至少一个正极出液口和至少一个负极出液口，每个正极进液口对应至少一个正极出液口与正极电解液储罐4连接形成正极电解液回路，每个负极进液口对应至少一个负极出液口与负极电解液储罐5连接形成负极电解液回路；
复数个泵体7，至少一个泵体7连接在正极电解液储液罐4与正极进液口之间，以及至少一个泵体7连接在负极电解液储罐4与负极进液口之间。
在本发明的一个具体实施例中，箱体1呈长方体型结构，从而即方便箱式液流电池单元的互相组合和搬运，又能够方便对箱体1内部空间的利用。在该具体实施例中，操作区域3设置于长方体型箱体的中段，液流电池系统中的正极电解液储罐4、负极电解液储罐5、换能器单元6、泵体7环绕操作区域3设置，且相对于长方体型箱体的中段截面对称分布，正极电解液储罐4和负极电解液储罐各1个，分别位于在长方体型箱体的两端，两个电解液储罐均采用PP方罐，目的是充分利用长方体型箱体的内部空间，两个电解液储罐外观尺寸相同，均采用长度4米，宽度2米，高度2.2米的设计，在该尺寸设计下，液流电池系统的总存储电量可达625KWh，
在本发明的较佳实施例中，箱体1上对应换能器单元6的位置设置有一第二门体8，用于打开后暴露换能器单元6。
在本发明的一个具体实施例中，换能器单元6与正面朝向操作区域3，背面则朝向箱体1，在箱体1对应的位置处开设第二门体8，以方便换能器单元6拆装时进出箱体1，同时，当需要对换能器单元6的背面进行检修和维护时，可以通过第二门体8方便的实施。
在本发明的较佳实施例中，箱体1一端对应正极电解液储罐4的位置上设置有一第三门体9，用于打开后暴露正极电解液储罐4。
在本发明的一个具体实施例中，第三门体9用于方便对正极电解液储罐4进行拆卸与安装，同时为正极电解液储罐4的检修与维护提供方便。
在本发明的较佳实施例中，箱体1一端对应负极电解液储罐5的位置设置有一第四门体10，用于打开后暴露负极电解液储罐5。
在本发明的一个具体实施例中，第四门体10用于方便对负极电解液储罐5进行拆卸与安装，同时为负极电解液储罐5的检修与维护提供方便。
在本发明的较佳实施例中，换能器单元6为堆叠设置的电堆。
在本发明的一个具体实施例中，换能器单元6由4台电堆组成，且电堆采用堆叠设置，每台电堆31.25KW，四台电堆分两层布置，由于换能器单元6与操作区域3并排设置，因此，当需要通过增加电堆来对箱式液流电池单元进行扩容时，可以操作区域3内继续堆叠设置电堆的方式进行，操作区域3为电堆的扩展预留了充分的空间，从而实现了箱式液流电池单元可以根据市场的需求，灵活配置单元的功率和容量的目的。
在本发明的较佳实施例中，还包括复数个换热器11，与正极电解液储罐4及负极电解液储罐5的数量之和对应设置；
至少一个换热器11与换能器单元6并联于正极电解液回路上，以及至少一个换热器11与换能器单元6并联于负极电解液回路上。
在本发明的较佳实施例中，箱式液流电池单元还包括一冷热一体机12，设置于箱体1的外部，与复数个换热器11相连接，用于在换热器11与外部环境间传递热量。
在本发明的一个具体实施例中，电解液循环系统中，泵体7采用两台变频磁力泵，换热器11采用2台四氟换热器，冷热一体机12采用外挂式风冷式冷水机，同时，在箱体1内配置有1台电气配电箱，设置于泵体7的上方，用于为液流电池系统内的各个设备和冷热一体机12提供电源，同时对外提供箱式液流电池单元的直流接口、交流配电接口等。箱体1内还设置有1台信号箱，用于采集液流电池系统中各设备以及冷热一体机12上各传感器的信号，同时对外提供通讯接口。
在本发明的较佳实施例中，箱体1采用防腐保温材质制作而成。
在本发明的一个具体实施例中，箱体1具有防腐、防风沙、隔热、通风、照明等功能，满足电化学储能箱体的基本要求，箱体的尺寸根据液流电池系统的功率和容量确定，优先选择通用的箱体尺寸(如10尺、20尺、30尺、40尺、45尺集装箱)，便于箱体1的生产和运输。
上述技术方案的有益效果在于：
提供一种箱式液流电池单元，通过在箱体内预先设置一操作区域，液流电池系统围绕操作区域进行系统化布置，从而为液流电池单元运行过程中的维护带来方便，同时系统化的布置为液流电池单元的内部扩容预留了空间，液流电池单元可以根据市场需求灵活匹配液流电池系统的功率和容量。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种箱式液流电池单元，其特征在于，包括箱体和液流电池系统，所述液流电池系统设置于所述箱体的内部空间；
于所述箱体上预先设置一第一门体，所述第一门体打开后暴露一操作区域，所述液流电池系统围绕所述操作区域设置；
所述操作区域用于操作人员对所述液流电池系统进行检修和维护。
2.根据权利要求1所述的箱式液流电池单元，其特征在于，所述箱体呈长方体形状，所述操作区域位于所述长方体的中段。
3.根据权利要求1所述的箱式液流电池单元，其特征在于，所述液流电池系统进一步包括：
至少一个正极电解液储罐，设置于所述箱体的一端，用于存储正极电解液；
至少一个负极电解液储罐，设置于所述箱体的另一端，用于存储负极电解液；
换能器单元，位于所述箱体的中段，与所述操作区域并排设置，用于将所述正极电解液和所述负极电解液的化学能转换成电能；
所述换能器单元包括至少一个正极进液口、至少一个负极进液口、至少一个正极出液口和至少一个负极出液口，每个所述正极进液口对应至少一个所述正极出液口与所述正极电解液储罐连接形成正极电解液回路，每个所述负极进液口对应至少一个所述负极出液口与所述负极电解液储罐连接形成负极电解液回路；
复数个泵体，至少一个所述泵体连接在所述正极电解液储液罐与正极进液口之间，以及至少一个所述泵体连接在所述负极电解液储罐与所述负极进液口之间。
4.根据权利要求3所述的箱式液流电池单元，其特征在于，所述箱体上对应所述换能器单元的位置设置有一第二门体，用于打开后暴露所述换能器单元。
5.根据权利要求3所述的箱式液流电池单元，其特征在于，所述箱体一端对应所述正极电解液储罐的位置上设置有一第三门体，用于打开后暴露所述正极电解液储罐。
6.根据权利要求3所述的箱式液流电池单元，其特征在于，所述箱体一端对应所述负极电解液储罐的位置设置有一第四门体，用于打开后暴露所述负极电解液储罐。
7.根据权利要求3所述的箱式液流电池单元，其特征在于，所述换能器单元为堆叠设置的电堆。
8.根据权利要求3所述的箱式液流电池单元，其特征在于，还包括复数个换热器，与所述正极电解液储罐及所述负极电解液储罐的数量之和对应设置；
至少一个所述换热器与所述换能器单元并联于所述正极电解液回路上，以及至少一个所述换热器与所述换能器单元并联于所述负极电解液回路上。
9.根据权利要求8所述的箱式液流电池单元，其特征在于，所述箱式液流电池单元还包括一冷热一体机，设置于所述箱体的外部，与所述复数个换热器相连接，用于在所述换热器与外部环境间传递热量。
10.根据权利要求1所述的箱式液流电池单元，其特征在于，所述箱体采用防腐保温材质制作而成。
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