CN115402121A - 液流电池交通工具及加注站 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液流电池交通工具及加注站，采用液流电池与传统可充电池互补供电模式，同时，其储液罐设置可伸缩隔断膜实现可变容量；其数分钟内可完成的电解液加注抽离替换模式契合了人们的使用习惯；加注站兼具充电桩功能，结合光伏、风力发电，实现清洁能源的有效应用，还可以对电网调峰填谷。

Description

液流电池交通工具及加注站

技术领域

本发明涉及新能源交通工具领域，具体涉及一种液流电池交通工具及加注站。

背景技术

随着新能源汽车迅速发展，目前形成两大主流路线：氢燃料电池及锂电充电。氢燃料电池因其核心技术未有突破而裹足不前；锂电充电模式这几年得到大力发展，但其有两大致命短板：易起火爆炸、难以长途出行；液流电池具有安全性高、寿命长的优点，但目前能量密度偏低，仅在固定场合的蓄能电站方面应用，还未应用于交通工具；目前的船舶，基本上还是柴油动力，只有少量游船采用充电电瓶。

发明内容

本发明提供了一种液流电池交通工具及加注站，采用液流电池与传统可充电池互补供电模式，加注站兼具充电桩功能，结合光伏、风力发电，实现清洁能源的有效应用，还可以对电网调峰填谷。

本发明采用如下技术方案：

一种液流电池交通工具，包括：

交通工具本体，液流电池电堆，电解液储液罐，电解液流通管路、电解液加注抽离管路，可充电池组；

所述电解液加注抽离管路，包含授权接入装置，加注抽离接口作密封配合处理；

所述授权接入装置包括加密身份认证接收装置以及认证通过后加注抽离管路的开启装置；

所述加注抽离接口作密封配合处理，是指加注抽离接口对接加注抽离枪处作对应密封处理，可以是主动密封端头，也可以是被动密封端头，也可以是两者组合。

作为优选，所述电解液储液罐内设置可移动隔断膜将电解液储液罐分隔为可任意调整的两部分。

作为优选，所述可充电池组壳体内空隙处填充用于吸收可充电池组发热的相变材料以控制可充电池组在合理温度范围内。

作为优选，所述可充电池组壳体设置散热流道，并整体置于电解液流通管路内，电解液流动时流经散热流道带走热量降低温度。

作为优选，所述电解液流通管路，各个接口设置防拆装置。

作为优选，所述授权接入装置，为设置于加注抽离接口外的电控盖门。

液流电池加注站，包括：

多个电解液储液池、电解液管路、电解液输送泵、电解液加注抽离柜体；

所述电解液加注抽离柜体内，包含电解液计量装置、液流电池电堆、充电管理模块；柜体外，挂设有加注抽离枪。

作为优选，所述加注抽离枪设置有加密身份认证请求装置，同时与加注抽离接口部分做密封配合处理；

所述加注抽离接口作密封配合处理，是指加注抽离枪对接加注抽离接口处作对应密封处理，可以是主动密封端头，也可以是被动密封端头，也可以是两者组合。

作为优选，所述柜体外，还挂设有充电枪，该充电枪与充电管理模块连接，采用常规标准接口，可为传统电动车充电。

作为优选，所述柜体内还设置有与电网公司智能联动的通讯模块，以接收电网公司指令获取最佳取电时机。

本发明的有益效果为：

由于采用液流电池与传统可充电池互补供电模式，弥补了液流电池能量密度低造成的日常续航不足；而长途出行时，电解液可在数分钟时间内完成替换，可实现快速接力；对于日常通勤距离较短的电动车用户，可采取裸车销售，可大大降低购车门槛，当有长途出行需求时可临时租用电解液。

液流电池的电解液基本上都是水基的，安全性高，从根源上杜绝了起火爆炸。

液流电池寿命长无污染，更加环保。

针对运用模式属两点一线的公交车、建筑工程车等，可利用其在站点停靠的数分钟时间完成电解液替换，快速完成接力。

还可大量应用于游船、渡轮等两点一线的船舶，既环保，又可提高舒适性。

可应用于自动导引运输车(AGV)，无人机等，大大提高周转率。

还可大量应用于电动两轮车、三轮车，特别是商用的快递、快餐配送车，快速补充能量的优势尽可发挥。

液流电池加注站可将光伏、风力发电的电能高效地储存，也可利用夜间低价谷电储存，既可以实现经济效益最大化，又可以对电网调峰填谷，进一步还可以与电网公司智能联动，根据电网峰谷合理选取时间段、功率取电，为电网安全稳定运行发挥积极作用，相当于为电网设置了无数个分布式蓄能电站。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

在实施例中，需要理解的是，术语“底部”、“中间”、“上”、“下”、“右侧”、“左侧”、“上方”、“下方”、“上部”、“下部”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作；文中的“电解液”，只是电荷的一种载体，并非一定由电解质构成，之所以称之为“电解液”，是因为常规电池的叫法，套用此叫法以便于理解；“电解液”可以是液态，也可以是浓稠的糊状，或者是悬混体；“备用”，也仅是为区别于常规布置，而非仅仅为备用而设，因此不能理解为对本发明的限制。

图1为本发明应用于电动车的结构示意图。

图2为本发明可充电池组部分结构图。

图3为本发明储液罐方案1结构图。

图4为本发明储液罐方案2结构图。

图5为本发明加注抽离接口部分方案1结构图。

图6为本发明加注抽离枪与加注抽离接口配合部分方案1结构示意图。

图7为本发明加注抽离接口部分方案2结构图。

图8为本发明加注抽离枪与加注抽离接口配合部分方案2结构示意图。

图9为本发明电解液流道管材与接口防拆连接示意图。

图10为本发明液流电池电解液流向示意图。

图11为本发明液流电池加注站布局示意图。

图12为本发明液流电池加注站柜体结构示意图。

附图标记如下：

1：电动车车体；

2：液流电池电堆，21：正极极板，22：负极极板，23：上进出液口，24：下进出液口，25：隔膜；

3：可充电池组，31：电芯，32：壳体，33：散热流道，34：相变材料，35：循环泵；

4：电解液储液罐，41：正电荷储液罐，42：负电荷储液罐，43：隔断膜，44：：双向变量泵，45：电解液流道，451：电解液流道管材， 452：电解液流道管材接线头，453：电解液流道管材接线堵头，454：防拆开关，455：引线，456：电阻丝，46：富电荷电解液，47：亏电荷电解液，48：风琴隔膜，49：上进出液口，410：下进出液口，411：备用出液口；

5：加注抽离接口，51：连接嘴，51a：连接含口，52：电磁阀，52a：单向阀，53：连接管；54：NFC接收端，55：固定架，56：锁架，57：密封圈，58：充电口；

6：液流电池加注站储液池，61：富电荷电解液池，62：亏电荷电解液池，63：过渡池；

7：液流电池加注柜体，71：加注抽离枪，711：连接管，712：含接口，712a：加注嘴，713：锁止珠，714：锁止卡帽，715：密封圈， 716：解锁槽，717：锁钩，718：NFC请求端，719：支架； 72：充电枪，73：液流电池电堆，74：充电管理模块，75：通讯模块， 76：充电计费显示屏，77：电解液计费显示屏。

具体实施方式

下面将结合实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是一部分实施例，而不是全部的实施例。

本实施例以应用最广泛的电动车为例进行阐述。

如图1所示，车体1前部传统发动机舱位置放置液流电池电堆2，及负电荷储液罐42，中控台下部放置可充电池组3，正电荷储液罐 41置于后排座椅下传统燃油箱位置，车体后部传统油箱盖位置设置加注抽离接口5及供充电枪充电用的充电口58。

可充电池组3置于车体中部的意义在于，当车辆受到来自任何一个方向的冲击，可充电池组3都有足够的缓冲。负、正电荷储液罐分置于车头及中尾部，使其尽可能分隔开，避免事故时两种电解液相混造成危险。

如图2所示，电芯31选用磷酸铁锂电池，组合后再经密封处理后排布于壳体32内，壳体32纵向均布至少一条散热流道33，壳体 32内空隙位填满相变材料34。电芯31可选用各种锂电池或者镍氢电池甚至超级电容，本实施例选用性能较稳定较安全的磷酸铁锂电池；当日后随着技术进步，液流电池的能量密度达到一较理想状态时，建议采用超级电容。

电池充电及大电流放电时会发热引起温升，严重时会影响性能及寿命，甚至起火爆燃。本实施例填充的相变材料34可迅速吸收热量并将温度控制在摄氏50度内(选取相变点50度左右的相变材料)。

如图1所示，可充电池组3整体置于电解液流道45内，当流道 45内电解液流动时流经散热流道33，将相变材料34蓄积的热量带走降低温度，避免相变材料34吸热过饱和，以使电芯31始终保持较适宜的温度。

将一个储液罐一分为二且可调整，实现一个储液罐既可以装富电荷电解液，也可以装亏电荷电解液，且随着两者比例变化自动调整，比之分置两个容器，大大节省空间；同时，加注抽离作业时，正负压平衡，减少加注抽离的阻碍。

电解液储液罐4一隔为二最简单的方式，就是采用轻质板材制作隔断膜43，其形状、大小刚好贴合储液罐内腔，利用其浮力悬浮于上下两电解液间起间隔作用，其缺点是会有少量电解液会透过隔断膜 43边缘相互渗透。

要避免渗透，采用如图3所示构造，隔断膜43将电解液储液罐 4分隔为上下两部分，为防止隔断膜43周边渗漏，分别设置风琴隔膜48，风琴隔膜48采用柔性材料，与电解液储液罐4顶、底盖及隔断膜43密闭连接，使电解液储液罐4分别形成上下两密闭腔室。如图3A状态，下部腔室充满富电荷电解液46，上部腔室充满亏电荷电解液47；随着富电荷电解液46使用消耗，逐渐减少，亏电荷电解液 47逐渐增多，隔断膜43逐步下移直至底部；加注时，来自加注站加注抽离枪71的新鲜富电荷电解液46通过下进出液口410进入下部腔室，同时上部腔室的亏电荷电解液47通过上进出液口49被加注抽离枪71抽离回送至加注站，如图3B状态，实现电解液快速更替。此种构造适用于形状较为方正的储液罐，隔断膜43与上、下风琴隔膜48 甚至顶、底部可整体成型；正电荷储液罐41及负电荷储液罐42构造相同，仅电解液不同，不再分别描述。富电荷电解液46置于下部腔室，是便于富电荷电解液46使用时可依靠重力自然流出下进出液口 410。

如图4所示，柔性富弹性材料制成的隔断膜43，自然状态为形状接近电解液储液罐4半内腔的囊状，其根部密闭连接于电解液储液罐4内中部周圈，将电解液储液罐4分隔为左右两部分；图中A状态为富电荷电解液46接近耗尽，左侧充满亏电荷电解液47；加注时，来自加注站加注抽离枪71的新鲜富电荷电解液46通过下进出液口 410进入右下部腔室，同时左上部腔室的亏电荷电解液47通过上进出液口49被加注抽离枪71抽离回送至加注站，如图中B状态，柔性隔断膜43受到注入的新鲜富电荷电解液46冲击挤压逐渐变形压向左侧，直至最终右侧充满富电荷电解液46，柔性隔断膜43全面贴向储液罐4左侧内壁。此种构造可用于异形的储液罐，且储液罐空间利用率较高。此种构造同样可以上下分隔，左右分隔只是一个示例。

不同于普通燃油车加注燃油的开放式操作，电解液是需要重复使用的，且价格昂贵，电解液加注抽离作业要防止电解液的泄漏，故接口部位必须做密封处理。通常两连接管端头一端设置弹性材料制成的弹性体，此端称之为主动密封端头，另一端制成与弹性体配合的形状、尺寸，此端称之为被动密封端头；在一定压力下主动密封端头的弹性体压紧被动密封端头配合部位使两者之间无间隙从而达到密封效果。主动密封端头的弹性体可由弹性材料制成整体包裹被动密封端头的密封封套，也可以采用弹性材料制成的密封垫片置于两连接端面；本实施例采用断面为圆形的密封圈，置于两连接端轴向端面和/或径向周圈，耐用且维修更换方便。

除了要防止电解液加注过程的泄漏，运营商必须保证整个系统内所有电解液的一致性以及纯净度，要做到这一点，运营商除了内部严格管理各加注站外，更重要的是各交通工具必须严格监控，加注抽离接口必须获得授权方可打开。要做到这点，可采用一个最简单的办法，就是在加注抽离接口5外装设一须钥匙开启的盖门，而钥匙只有加注站员工才配有，其他人无法开启。当然，这个办法比较麻烦也不太可靠。本实施例建议采取以下两个步骤：

1、加密身份认证，由运营商直营或认可的加注站发送一组加密身份认证信息，经传送装置传送至交通工具控制系统中枢(本实施例为行车电脑)，进行比对认证；2、比对认证无误，行车电脑发送指令开启加注抽离管路。

传送装置最简单的做法就是通过接插件或者触点直接电传送，但是缺点是易接触不良；还有就是可通过蓝牙传送，本实施例采用较为可靠的近场通信(Near FieldCommunication，简称NFC，以下均称 NFC)非接触数据交换模式，分请求端和接收端，分置于加注站及交通工具上，为使用便利，本实施例请求端置于加注抽离枪，接收端置于加注抽离接口。

如图5所示，加注抽离接口5由4个连接嘴51通过电磁阀52，再由连接管53接入车体1内部；NFC接收端54连接至行车电脑(未图示)；4条管路分别是两条用于正、负极性富电荷电解液注入及两条用于正、负极性亏电荷电解液抽离。

图6为本发明一种实施方式加注抽离枪与加注抽离接口配合部分结构示意图。加注抽离作业时，加注抽离枪71对准加注抽离接口 5，连接于连接管711的4个含接口712，准确对位相应连接嘴51，各锁止卡帽714通过联动机构同步动作向右运动，将锁止珠713压下卡入连接嘴51颈部，完成锁紧步骤(图中上部)；两密封圈715，分别置于两连接端轴向端面和连接嘴51径向周圈起密封作用防止泄漏； (图中可以看出，连接嘴51属被动密封端头，配合主动密封端头含接口712达到密封效果)。随后NFC请求端718向NFC接收端54发送请求，经行车电脑回送验证信息取得授权，行车电脑向电磁阀52发送指令，电磁阀52打开完成授权操作，完成加注抽离管路的开启；随后正、负极性新鲜富电荷电解液分别通过加注抽离枪其中两条连接管711经电磁阀52再入两条连接管53接入车体内部，再分别经由正、负极性电解液储液罐的下进出液口410充入，电解液储液罐内的亏电荷电解液47分别通过各自的上进出液口49经另外两条连接管53再经电磁阀52进入加注抽离枪另外两条连接管711被加注抽离枪71抽离回送至加注站，直至加注抽离完成，再由加注站柜体完成计量、计价后，通过加注抽离枪71上的NFC请求端718向NFC接收端54发送相关数据至经行车电脑确认，随后行车电脑向电磁阀52发送指令，电磁阀52关闭锁止，加注抽离枪71将管口残余电解液抽净，随后各锁止卡帽714通过联动机构(未图示)同步动作向左运动至止位，解锁槽716正对各锁止珠713，此时加注抽离枪71拔下，各锁止珠713 脱离连接嘴51颈部退入解锁槽716，解除锁止(图中下部所示)，加注抽离枪71完全脱离加注抽离接口，整个加注抽离作业完成。本实施方式中，电磁阀就作为加注抽离管路的开启装置。实际上，各锁止卡帽714应该通过联动机构同步动作的，图中为解释两种状态上下各处于不同位置。联动机构结构简单，普通技术人员可轻易完成，此处略去。

图7为本发明加注抽离接口部分另一种实施方式结构图。如图所示，电磁阀52改为纯机械的单向阀52a，连接嘴51由具有一定弹性、伸缩性的塑胶制成，连接含口51a内含一密封圈57；连接管53、单向阀52a、连接嘴51相互连通，连接管53、单向阀52a、连接含口 51a也相互连通，且均紧固于固定架55，NFC接收端54也装于固定架55上。

图8为本发明另一种实施方式的加注抽离枪与加注抽离接口配合部分结构示意图。加注嘴712a与加注抽离接口的连接嘴51材质、结构相同，含接口712与连接含口51a材质、结构相同，加注嘴712a 与含接口712分别与对应的连接管711连通，并紧固于支架719。此实施方式加注抽离管路的开启通过安装在加注抽离接口5外的类似于普通燃油车油箱盖门的电控盖门(未图示)实现。加注抽离作业时，加注抽离枪71靠近该电控盖门处，加注抽离枪71上的NFC请求端718向安装于加注抽离接口的NFC接收端54发送请求(NFC传送距离可达10cm)，经行车电脑回送验证信息取得授权，行车电脑向该电控盖门发送指令，电控盖门打开完成授权操作；(注：该盖门仅运营商及其授权机构有权开启，车主及其他任何未经授权人员均无权开启)。两加注嘴712a插入连接含口51a时，其微突起部将密封圈57略微撑开并进入，进至锁止位时密封圈57刚好箍于微突起之颈部；同时位于图下方的两加注抽离接口的连接嘴51插入含接口712，过程同上；此时上下两锁钩717卡入锁架56锁紧。加注抽离作业开始后，加注嘴712a的微突起部在新鲜富电荷电解液注入的压力下进一步略鼓起压迫密封圈57及连接含口51a内壁，使连接愈发紧密避免泄漏；(图中可以看出，图上方的连接含口51a属主动密封端头，加注嘴712a 属被动密封端头；图下方的连接嘴51属被动密封端头，含接口712 属主动密封端头，在本实施方式里，加注抽离接口是两种密封端头组合)。随后正、负极性新鲜富电荷电解液的正向压力将图上部的单向阀52a打开再入连接管53接入车体内部，再分别经由正、负极性电解液储液罐的下进出液口410充入，电解液储液罐内的亏电荷电解液 47分别通过各自的上进出液口49经连接管53再经图下部的单向阀 52a进入加注抽离枪连接管711被加注抽离枪71抽离回送至加注站，直至加注抽离完成，再由加注站柜体完成计量、计价后，通过加注抽离枪71上的NFC请求端718向NFC接收端54发送相关数据至经行车电脑确认，随后加注抽离枪71将管口残余电解液抽净，接着上下两锁钩717通过联动机构同步动作沿两铰链向内转动脱离锁架56解锁，加注抽离枪71可完全脱离加注抽离接口，锁上电控盖门，整个加注抽离作业完成。锁架56环绕加注抽离接口5紧固于车体1，并通过连接件与加注抽离接口5之固定架55连接。本实施方式中，电控盖门就作为加注抽离管路的开启装置。联动机构及加注抽离接口5外的电控盖门及其锁止机构结构简单属现有技术，普通技术人员可轻易完成，此处略去。上文中所述行车电脑属成熟现有技术，此处不再赘述。

除加注抽离接口必须获得授权方可打开外，整个电解液循环系统，各个接口均须采取防拆措施，最简单的方法就是用特殊防伪材料固封，唯运营商授权维修部门有此材料，非授权拆卸无法复原；还有就是各个接口均布置防拆传感器并连至行车电脑，每一次拆装必须在运营商授权维修部门进行且记录在案以便追溯，以此保证电解液免受损失或污染。一旦行车电脑有一次非授权拆卸记录，下次更换电解液将遭拒。

但是以上方法无法杜绝在管路上动手脚，故本实施例采用在电解液流道管材451内埋设电阻丝的方法。如图9，电解液流道管材451 内埋设两电阻丝456，两端分别连接电解液流道管材接线头452和电解液流道管材接线堵头453，电解液流道管材接线头452和电解液流道管材接线堵头453内固封有防拆开关454，两电阻丝456分别接入两端的防拆开关454，图中左侧防拆开关454还引出两引线455；左侧防拆开关454为常开，右侧防拆开关454为常闭，这样，两引线 455间就形成一具固定电阻值的回路；电解液流道管材接线头452和电解液流道管材接线堵头453分别紧固于两个接口上，可用螺丝紧固，也可以用管箍，此处不再详细描述。

两引线455接入行车电脑感知正常电阻值；当左侧接线头452处被非授权拆下，防拆开关454由常开变为闭合，电阻值为0，触发行车电脑预警；当右侧接线堵头453处被非授权拆下，防拆开关454由常闭变为开路，电阻值无限大，触发行车电脑预警；当电解液流道管材451遭到破坏，任一电阻丝456断开，电阻值无限大，从而触发行车电脑预警；即便有人试图拆前预先对两引线455间进行短接，也会造成电阻值改变从而触发行车电脑预警。

图中，出液口23和上进出液口49是为便于表现随意选取的两个接口无特别含义，也略去了很多细节部分；防拆开关454为常用元件，细节不再在图里展示；实际两电阻丝456应为对向排列且螺旋走向，图中只是示意。

如图10，液流电池电堆2实际由多组液流电池串联或并联组成，此处为便于表述图中以一个液流电池单元代表。正极极板21、负极极板22分别接至正、负极输出端；先看左侧，双向变量泵44将携正电荷的富电荷电解液46从正电荷储液罐41下方的下进出液口410抽出，压入液流电池电堆2左下端的下进出液口24，富电荷电解液46 在液流电池电堆2内经电荷交换后变为亏电荷电解液47由上进出液口23送出，经电解液流道45进入可充电池组3的散热流道33，再由正电荷储液罐41上方的上进出液口49进入正电荷储液罐41上部；隔断膜43将下部的富电荷电解液46与上部的亏电荷电解液47分隔。

正常情况下，可充电池组3产生的热量通过流经散热流道33的电解液带出，但当可充电池组3发热过多或电解液流速不足时，可充电池组3内温度传感器(未图示)提示行车电脑向循环泵35发出指令，循环泵35将电解液从正电荷储液罐41上方的备用出液口411抽出送入可充电池组3右端再经散热流道33再由上进出液口49回到正电荷储液罐41上部形成一微循环，增加流经散热流道33的电解液流量以降温；

图中右侧，携负电荷电解液循环方式与左侧正电荷电解液流动方式基本相同，不再赘述。

两侧电解液的流动，携正、负电荷电解液的电荷经正、负极极板分别电荷交换后电流由正、负极输出端源源不断输出。隔膜25阻止正、负电荷电解液互串。

加注抽离作业时，新鲜富正电荷电解液由加注抽离接口5的左数第二加注连接管53进入，再经管路由正电荷储液罐41下方的下进出液口410进入正电荷储液罐41下部；(加注抽离作业时，双向变量泵 44处于非工作状态，起到阻塞作用，新鲜富正电荷电解液不会进入液流电池电堆2，如必要也可加装一电磁阀)。接着正电荷储液罐41 上方的亏电荷电解液47由上进出液口49排出再由左侧管路由左侧第一抽离连接管53抽离，直至完成替换。右侧携负电荷电解液替换过程相同，不再赘述。

还可以通过充电作业对亏电荷电解液充入电荷。充电电压加至液流电池2之正极极板21、负极极板22，分别与液流电池内的亏电荷电解液进行电荷交换后变为富电荷电解液，再分别由双向变量泵44 反方向工作回泵至正、负电荷储液罐41、42下部，正、负电荷储液罐41、42上部的亏电荷电解液再分别由其上部上进出液口49排出经由管路再经液流电池电堆2上部上进出液口23进入液流电池电堆2 继续进行电荷交换。

整车的电量运行管理由电池管理系统(BMS)完成(电池管理系统BMS属成熟现有技术，故未在图中展现)，充电作业时，如无加注抽离作业同时进行，则BMS将来自充电枪72的电能同时分配予可充电池组3及液流电池电堆2；车辆起步、加速时，液流电池输出的电能不足以支撑大电流，BMS协调可充电池组3予以补充；正常匀速行驶时，液流电池输出的电能与车辆行驶所需基本达至平衡并略有富余，可充电池组3不再参与输出，液流电池富余电量充入可充电池组3；车辆减速、刹车时，回收的电能存入可充电池组3；只有当液流电池能量耗尽，才完全依赖可充电池组3行驶直至补充能量。纵观整个可充电池组3使用状态，基本属于浅充浅放，很少有机会深度放电，故而可保持较长的使用寿命，甚至可以贯穿车辆的全生命周期。车辆的驱动电机部分也属成熟现有技术，此处不再赘述。

图11是液流电池加注站大体布局示意图。为节省占地，富电荷电解液池61、亏电荷电解液池62、过渡池63均设于地下，(正、负极性电荷电解液池不再分别图示)；稳妥起见，从车内刚刚抽取的亏电荷电解液先注入过渡池63，待检测无问题再通过电解液输送泵(未图示)转入亏电荷电解液池62。加注站上部可装设铺满光伏太阳能板的遮阳棚，顶端还可以装设风力发电机组，所产生的电能可直接通过液流电池加注柜体7内的液流电池电堆转化储存，无需逆变并入电网，简单高效。

如图12，液流电池加注柜体7(后面简称柜体)右侧为加注抽离枪71及连接管711，左侧为充电枪72，柜体内有液流电池电堆73、充电管理模块74、通讯模块75等，柜体上部为充电计费显示屏76 和电解液计费显示屏77。柜体内还有用于计量加注抽离电解液的流量计，还可以加设测算回收亏电荷电解液剩余电荷浓度的计量装置，计费时，可根据回收亏电荷电解液剩余电荷浓度扣减部分费用，更趋合理。

液流电池加注站的液流电池部分充放电工作过程与车辆内液流电池部分充放电过程基本相同，故不再对电解液管路、电解液输送泵及电解液流向等作详细解释。

通常，一个液流电池加注站都会由多个液流电池加注柜体相互配合组成，现以4个液流电池加注柜体组合为例就各种应用场景做分析说明：

1.白天，阳光充足，风力中等，光伏太阳能板及风力发电机组产生的电能通过充电管理模块74调整后送入1号液流电池加注柜体7 内的液流电池电堆73将亏电荷电解液池62由电解液输送泵抽出的亏电荷电解液经电荷交换后变为富电荷电解液再送入富电荷电解液池61存储；1号柜体充电枪72暂停工作，电解液加注抽离正常进行，其余3台柜体充电枪72和加注抽离枪71均可正常服务。充电枪72 采用标准格式，即可为本车充电，也可为传统电动车充电。充电模式下，从富电荷电解液池61由电解液输送泵抽出富电荷电解液送入液流电池电堆73极板经电荷交换后变为亏电荷电解液再送入亏电荷电解液池62；极板上产生的电压经充电管理模块74调整后送入充电枪 72进行充电作业。

2.傍晚，此时如仍有风力，同模式1；如风力较微，风力发电机不做功，则改为4台柜体充电枪72和加注抽离枪71均正常服务模式。

3.深夜，电网低谷期或通过通讯模块75接受电网公司填谷指令，此时系统从电网取电经充电管理模块74调整后送入各台液流电池加注柜体7内的液流电池电堆73将亏电荷电解液池62由电解液输送泵抽出的亏电荷电解液经电荷交换后变为富电荷电解液再送入富电荷电解液池61存储；此时，如有电动车需充电，则直接从电网取电经充电管理模块74调整后送入充电枪72进行充电作业。

通过通讯模块75，电网公司可实时根据电网运行状态控制分布在各地的液流电池加注站从电网取电存入电解液，在白天峰期再予释放，更加科学合理地对电网削峰填谷，相当于建了无数个分布式蓄能电站。

电解液初期可选用较为成熟的钒电解液，后期可根据技术进步选用具有更高能量密度、价格更低的有机、无机电解液进行升级换代，只需更换液流电池电堆并进行管路、容器清洗，构造基本相同，淘汰下来的钒电解液还可以用于蓄能电站。

以上实施例针对应用于电动车进行的阐述，应用于船舶亦大同小异。

本发明可广泛应用于各种环保交通工具，其数分钟内可完成的电解液加注抽离替换模式契合了人们的用车习惯，免除了目前纯充电式新能源车的里程焦虑；双工兼容模式的加注站，又不排斥目前存量市场大量的纯充电式新能源车，为其推广提供了基础用户。而其削峰填谷的作用会得到电网公司的大力支持，在电价上也具备成本优势。

以上所述，仅为本发明的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内；除非明确说明，否则本文中使用的任何元件、动作或指令都不应解释为关键或必要的。

Claims (10)

1.一种液流电池交通工具，其特征在于：

包含：交通工具本体，液流电池电堆，电解液储液罐，电解液流通管路、电解液加注抽离管路，可充电池组；其特征在于：

所述电解液加注抽离管路，包含授权接入装置，加注抽离接口作密封配合处理；

所述授权接入装置包括加密身份认证接收装置以及认证通过后加注抽离管路的开启装置；

所述加注抽离接口作密封配合处理，是指加注抽离接口对接加注抽离枪处作对应密封处理，可以是主动密封端头，也可以是被动密封端头，也可以是两者组合。

2.如权利要求1所述的一种液流电池交通工具，其特征在于：

所述储液罐内设置可移动隔断膜将储液罐分隔为可任意调整的两部分。

3.如权利要求1所述的一种液流电池交通工具，其特征在于：

所述可充电池组壳体内空隙处填充用于吸收可充电池组发出热量的相变材料以控制可充电池组在合理温度范围内。

4.如权利要求3所述的一种液流电池交通工具，其特征在于：

所述可充电池组壳体设置散热流道，并整体置于电解液流通管路内，电解液流动时流经散热流道带走热量降低温度。

5.如权利要求1所述的一种液流电池交通工具，其特征在于：

所述电解液流通管路，各个接口设置防拆装置。

6.如权利要求1所述的一种液流电池交通工具，其特征在于：

所述授权开启装置，为设置于加注抽离接口外的电控盖门。

7.一种液流电池加注站，包括：

多个电解液储液池、电解液管路、电解液输送泵、电解液加注抽离柜体；其特征在于：

所述电解液加注抽离柜体内，包含电解液计量装置、液流电池电堆、充电管理模块；柜体外，挂设有加注抽离枪。

8.如权利要求7所述的一种液流电池交通工具及加注站，其特征在于：

所述加注抽离枪设置有加密身份认证请求装置，同时与加注抽离接口部分做密封配合处理；

所述加注抽离接口作密封配合处理，是指加注抽离枪对接加注抽离接口处作对应密封处理，可以是主动密封端头，也可以是被动密封端头，也可以是两者组合。

9.如权利要求7所述的一种液流电池交通工具及加注站，其特征在于：

所述柜体外，还挂设有充电枪，该充电枪与充电管理模块连接，采用常规标准接口，可为传统电动车充电。

10.如权利要求7所述的一种液流电池交通工具及加注站，其特征在于：

所述柜体内还设置有与电网公司智能联动的通讯模块，以接收电网公司指令获取最佳取电时机。

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