CN116666717A - 液流电池清理装置、清理方法及系统 - Google Patents

Abstract

液流电池清理装置、清理方法及系统。液流电池包括：正极液罐、负极液罐和电堆单元，正极液罐和电堆单元形成正极循环回路，负极液罐和电堆单元形成负极循环回路。液流电池清理装置包括：检测装置、第一异物去除装置和第二异物去除装置，检测装置包括第一检测装置。第一检测装置，设置为检测电堆单元是否存在异物；第一异物去除装置，设置为调节正极循环回路的压力；第二异物去除装置，设置为调节负极循环回路的压力。

Description

液流电池清理装置、清理方法及系统

技术领域

本文涉及但不限于电化学储能领域，尤其涉及液流电池清理装置、清理方法及系统。

背景技术

随着社会和经济的发展，对新能源的需求不断增大，促进了储能行业的发展。液流电池通过正、负极电解液活性物质发生可逆的氧化还原反应（即价态的可逆变化）实现电能和化学能的相互转化。由于液流电池具有良好的稳定性及安全性，已经成为储能领域主流的技术方案。

本申请发明人经过研究发现，液流电池的电堆单元容易被结晶等异物堵塞。

发明内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本申请实施例提供了一种液流电池清理装置、清理方法及系统，可以解决液流电池的电堆单元容易被结晶等异物堵塞的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种液流电池清理装置，液流电池包括：正极液罐、负极液罐和电堆单元，所述正极液罐和所述电堆单元形成正极循环回路，所述负极液罐和所述电堆单元形成负极循环回路；其特征在于，所述液流电池清理装置包括：检测装置、第一异物去除装置和第二异物去除装置，所述检测装置包括第一检测装置；所述第一检测装置，设置为检测所述电堆单元是否存在异物；所述第一异物去除装置，设置为调节所述正极循环回路的压力；所述第二异物去除装置，设置为调节所述负极循环回路的压力。

一种示例性实施方式中，所述第一检测装置，设置为每经过第一时间段检测所述电堆单元是否存在异物。

一种示例性实施方式中，所述检测装置还包括第二检测装置和第三检测装置；所述第二检测装置设置为检测所述正极循环回路的第一压力值，所述第三检测装置设置为检测所述负极循环回路的第二压力值；所述第一异物去除装置，设置为在所述第一压力值小于第一阈值的情况下，将所述正极循环回路的压力调节到第三压力值；所述第三压力值大于所述第一压力值且小于所述第一阈值；所述第二异物去除装置，设置为在所述第二压力值小于所述第一阈值的情况下，将所述负极循环回路的压力调节到第四压力值；所述第四压力值大于所述第二压力值且小于所述第一阈值。

一种示例性实施方式中，所述液流电池清理装置还包括第一开关和第二开关，所述第一开关设置在所述正极循环回路上，设置为打开或关闭所述正极循环回路；所述第二开关设置在所述负极循环回路上，设置为打开或关闭所述负极循环回路。

一种示例性实施方式中，所述液流电池清理装置还包括第一过滤装置和第二过滤装置；所述第一过滤装置与所述正极循环回路连接，设置为防止所述异物进入所述正极液罐；所述第二过滤装置与所述负极循环回路连接，设置为防止所述异物进入所述负极液罐。

一种示例性实施方式中，所述检测装置还包括第四检测装置，所述第四检测装置设置为在所述第一检测装置检测所述电堆单元是否存在异物之前，检测所述液流电池的工作状态是否正常。

一种示例性实施方式中，所述液流电池清理装置还包括显示装置；所述显示装置设置为根据所述第四检测装置的检测结果显示所述液流电池的工作状态是否正常。

一种示例性实施方式中，所述液流电池清理装置还包括自动控制装置；所述自动控制装置设置为根据所述检测装置的检测结果控制所述第一异物去除装置、所述第二异物去除装置和显示装置工作。

第二方面，本申请实施例还提供了一种液流电池清理方法，液流电池包括：正极液罐、负极液罐和电堆单元，所述正极液罐和所述电堆单元形成正极循环回路，所述负极液罐和所述电堆单元形成负极循环回路；所述方法包括：利用第一检测装置检测所述电堆单元是否存在异物；利用第一异物去除装置去除位于所述正极循环回路的异物，所述第一异物去除装置设置为调节所述正极循环回路的压力；利用第二异物去除装置去除位于所述负极循环回路的异物，所述第二异物去除装置设置为调节所述负极循环回路的压力。

第三方面，本申请实施例还提供了一种液流电池清理系统，包括液流电池以及如上所述的液流电池清理装置。

本申请实施例提供的液流电池清理装置，在第一检测装置检测到电堆单元存在异物的情况下，通过第一异物去除装置对正极循环回路的压力进行调节，以及通过第二异物去除装置对负极循环回路的压力进行调节，可以增加电解液在自身循环回路内的冲刷力度，进而可以清理掉电堆单元内的异物。本申请实施例提供的液流电池清理装置可以及时检测并清理电堆单元内的结晶等异物，可以减小电堆单元发生堵塞的概率，有助于保证液流电池的长期稳定运行，降低了液流电池维护成本。解决了液流电池的电堆单元容易被结晶等异物堵塞的问题。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。

在阅读并理解了附图和详细描述后，可以明白其他方面。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为一种液流电池的示意图；

图2为示例性实施例中液流电池清理装置示意图；

图3为示例性实施例中采用图2所示液流电池清理装置进行清理的过程示意图。

具体实施方式

本申请描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。

本申请实施例包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的发明方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它发明方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的发明方案。因此，应当理解，在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。

此外，在描述具有代表性的实施例时，说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤，本领域技术人员可以容易地理解，这些顺序可以变化，并且仍然保持在本申请实施例的精神和范围内。

液流电池是将正、负极电解液分开，并各自循环的一种高性能蓄电池。电解液中包含有活性物质，活性物质随正、负极电解液流动并发生可逆的氧化还原反应，使液流电池完成充电和放电过程。根据电解液包含活性物质的不同，液流电池可以分为：全钒液流电池、铁铬液流电池、锌溴液流电池、多硫化钠/溴液流电池、锌/镍液流电池等。作为一种电化学储能技术，液流电池具有容量高、使用领域广、循环使用寿命长等特点。

图1为一种液流电池的示意图。如图1所示，液流电池包括正极液罐100、负极液罐200和电堆单元300。正极液罐100容纳有正极电解液，正极电解液经由正极管道101在正极液罐100和电堆单元300之间循环流动，正极电解液的流动方向可以如图1中正极管道101的箭头方向所示。负极液罐200容纳有负极电解液，负极电解液经由负极管道201在负极液罐200和电堆单元300之间循环流动，负极电解液的流动方向可以如图1中负极管道201的箭头方向所示。电堆单元300内可以设置有隔离膜301，以防止正极电解液和负极电解液发生混合。电堆单元300具有正极（+）和负极（-），可以与外界的电源或负载连接，进而实现充放电。电解液在流经电堆单元300的过程中会发生氧化或还原反应，液流电池在充电过程中，正极电解液发生氧化反应使活性物质价态升高，负极电解液发生还原反应使活性物质价态降低，放电过程则与之相反。由于液流电池可以实现电化学反应场所（电堆单元）与储能活性物质在空间上的分离，电池功率与容量设计相对独立，因此适合用于风能发电和光伏发电等大规模蓄电的储能系统。

本申请发明人在实践中发现，液流电池在工作期间会产生大量的热量使电解液的温度升高，电解液在高温下会发生结晶，导致电堆单元内的流道堵塞。以全钒液流电池为例，电解液中的钒离子在高温下会生成五氧化二钒等晶体，这些晶体容易使电堆单元内的流道发生堵塞，严重影响电堆单元的使用寿命和液流电池的工作效率，电堆单元的流道堵塞后，只能采用人工清理，成本高且效率低，用户体验不好。

本申请实施例提供了一种液流电池清理装置，液流电池包括：正极液罐、负极液罐和电堆单元，所述正极液罐和所述电堆单元形成正极循环回路，所述负极液罐和所述电堆单元形成负极循环回路；所述液流电池清理装置包括：检测装置、第一异物去除装置和第二异物去除装置，所述检测装置包括第一检测装置；

所述第一检测装置，设置为检测所述电堆单元是否存在异物；

所述第一异物去除装置，设置为调节所述正极循环回路的压力；

所述第二异物去除装置，设置为调节所述负极循环回路的压力。

本申请实施例提供的液流电池清理装置，在第一检测装置检测到电堆单元存在异物的情况下，通过第一异物去除装置对正极循环回路的压力进行调节，以及通过第二异物去除装置对负极循环回路的压力进行调节，可以增加电解液在自身循环回路内的冲刷力度，进而可以清理掉电堆单元内的异物。本申请实施例提供的液流电池清理装置可以及时检测并清理电堆单元内的结晶等异物，可以减小电堆单元发生堵塞的概率，有助于保证液流电池的长期稳定运行，降低了液流电池维护成本。

在示例性实施方式中，所述第一检测装置，设置为每经过第一时间段检测所述电堆单元是否存在异物。

在本实施方式中，可以设置第一检测装置每经过第一时间段对电堆单元检测一次，通过设置第一时间段的大小可以控制第一检测装置的工作频次，进而能够保证在及时发现电堆单元的异物的前提下避免第一检测装置持续工作，有助于节能以及保证第一检测装置的长期稳定工作。可以根据需要设置第一时间段的大小，本申请对此不作限制。

在示例性实施方式中，第一检测装置例如可以是超声探测仪，利用超声探测仪可以探测到电堆单元内是否存在异物，并可以计算出异物的实际位置，从而便于控制第一异物去除装置工作和/或第二异物去除装置工作，冲刷掉电堆单元内的异物。

在示例性实施方式中，第一检测装置例如可以是压力传感器等压力检测装置，在电堆单元的流道内存在异物的情况下，电解液的流动会受到影响，导致正极循环回路或负极循环回路内的压力值发生变化，可以通过检测正极循环回路或负极循环回路内压力值的变化来确定是否存在异物。在示例性实施方式中，可以事先建立异物的尺寸、位置等参数对循环回路内不同位置的压力值变化的影响关系，在单个循环回路的至少一处位置设置至少一个压力检测装置，从而在检测到循环回路内对应位置处的压力值发生变化的时候，控制第一异物去除装置工作或第二异物去除装置工作，冲击掉电堆单元内的异物。

在示例性实施方式中，第一检测装置例如可以是电解液的流速检测装置，在电堆单元的流道内存在异物的情况下，电解液的流动会受到影响，致正极循环回路或负极循环回路内电解液的流速发生变化，可以通过检测正极循环回路或负极循环回路内液体流速的变化来确定是否存在异物。在示例性实施方式中，可以事先建立异物的尺寸、位置等参数对循环回路内不同位置的液体流速变化的影响关系，在单个循环回路的至少一处位置设置至少一个流速检测装置，从而在检测到循环回路内对应位置处液体的流速发生变化的时候，控制第一异物去除装置工作或第二异物去除装置工作，冲击掉电堆单元内的异物。在实际应用中，可以根据实际情况选择合适的第一检测装置的类型及检测异物的方式，本申请对此不作限制。

在示例性实施方式中，所述检测装置还包括第二检测装置和第三检测装置；所述第二检测装置设置为检测所述正极循环回路的第一压力值，所述第三检测装置设置为检测所述负极循环回路的第二压力值。所述第一异物去除装置，设置为在所述第一压力值小于第一阈值的情况下，将所述正极循环回路的压力调节到第三压力值；所述第三压力值大于所述第一压力值且小于所述第一阈值。所述第二异物去除装置，设置为在所述第二压力值小于所述第一阈值的情况下，将所述负极循环回路的压力调节到所述第四压力值；所述第四压力值大于所述第二压力值且小于所述第一阈值。

在本实施方式中，可以预先设置第一阈值，第一阈值可以是电堆单元所能承受的最大压力值与第一系数的乘积，第一系数可以大于0且小于或等于1。例如，第一系数可以为1，此时第一阈值为电堆单元所能承受的最大压力值，在其他实施方式中，第一系数可以为0.8或0.9等数值，第一阈值可以小于电堆单元所能承受的最大压力值，从而在调节正极循环回路的压力值或负极循环回路的压力值时，可以保证不会对电堆单元造成损伤。可以根据实际需要设置第一阈值，本申请对此不作限制。

在示例性实施方式中，第二检测装置例如可以为设置在正极循环回路的压力传感器等压力检测装置，可以对正极循环回路的第一压力值进行检测。第三检测装置例如可以为设置在负极循环回路的压力传感器等压力检测装置，可以对负极循环回路的第二压力值进行检测，本申请对第二检测装置和第三检测装置的类型不作限制。

在示例性实施方式中，所述第三压力值和所述第四压力值相等。

在示例性实施方式中，第一异物去除装置可以分阶段逐步调整正极循环回路的压力值，在将第一压力值调节到第三压力值的过程中，可以划分出多段递增的阶梯值，按照从小到大的顺序将正极循环回路的压力值调节到不同的阶梯值水平，并在每段阶梯值保持一段时间，以保证正极循环回路的压力值逐步稳定提升。例如，第一压力值为100Pa，第三压力值为150Pa，可以设置第一阶梯值120Pa、第二阶梯值140Pa，在将第一压力值调节到第三压力值的过程中，先将正极循环回路的第一压力值100Pa调节到第一阶梯值120Pa，保持30秒后再将正极循环回路的压力值调节到第二阶梯值140Pa，保持30秒后将正极循环回路的压力值调节到第三压力值150Pa，从而实现逐步调整正极循环回路的压力值。在将第一压力值调节到第三压力值的过程中，如果检测到电堆单元内的异物消失，可以将正极循环回路的压力值调回到第一压力值，例如，在将正极循环回路的压力值保持第一阶梯值120Pa的30秒内，发现异物被冲刷掉，则可以将正极循环回路调节回第一压力值100Pa，而不需要进行更大阶梯值的调整。上述数值举例仅为示意性说明，不表示实际的数值水平，可以根据需要设置阶梯值的划分和每段阶梯值的保持时间，本申请对此不作限制。第二异物去除装置的工作过程可以与第一异物去除装置类似，在此不再赘述。

在示例性实施方式中，可以事先设定压力变化量与时间之间的第一函数关系，第一异物去除装置可以按照设定好的第一函数关系将第一压力值调节到第三压力值，从而可以控制压力调节过程中的电解液的冲刷力度，例如可以控制在第一函数的不同阶段电解液的冲刷力度不同，进而更好地控制对异物的冲刷力度，提升异物去除效果。在示例性实施方式中，可以事先设置压力变化量△P与时间t之间的第一函数关系为线性函数，或者二次函数，或者不同函数关系的组合。在实际应用中，可以根据需要设置合适的函数关系以及具体的参数，本申请对此不作限制。第二异物去除装置的压力调节过程可以参照对第一异物去除装置的描述，在此不再赘述。

在示例性实施方式中，第一异物去除装置例如可以为电动阀门，通过控制电动阀门的开启和关闭可以调节正极循环回路的压力值大小；或者，第一异物去除装置可以为变频水泵，通过调节正极循环回路内电解液的流速来调节正极循环回路的压力值大小。第二异物去除装置的类型可以参照对第一异物去除装置的描述，在此不再赘述。可以根据需要设置第一异物去除装置和第二异物去除装置的类型，本申请对此不作限制。

在示例性实施方式中，所述液流电池清理装置还包括第一过滤装置和第二过滤装置，所述第一过滤装置与所述正极循环回路连接，设置为防止所述异物进入所述正极液罐；所述第二过滤装置与所述负极循环回路连接，设置为防止所述异物进入所述负极液罐。

在本实施例中，通过设置第一过滤装置和第二过滤装置，使得冲刷后的异物不会进入正极液罐及负极液罐。在冲刷掉异物后，只需要清理第一过滤装置和第二过滤装置即可取出异物，不需要对液流电池进行拆卸，便于液流电池进行稳定长期工作。

在示例性实施方式中，第一过滤装置和第二过滤装置例如可以是Y型过滤器，本申请对过滤装置的类型不作限制。

在示例性实施方式中，所述液流电池清理装置还包括第一开关和第二开关，所述第一开关设置在所述正极循环回路上，设置为打开或关闭所述正极循环回路；所述第二开关设置在所述负极循环回路上，设置为打开或关闭所述负极循环回路。

在示例性实施方式中，液流电池还包括：正极管道、正极液体泵、负极管道和负极液体泵；

正极管道与正极液罐和电堆单元连接，设置为在所述正极液罐和所述电堆单元之间形成正极循环回路；

正极液体泵与正极管道连接，设置为使所述正极电解液在所述正极液罐和所述电堆单元之间循环流动；

负极管道与负极液罐和电堆单元连接，设置为在所述负极液罐和所述电堆单元之间形成回路；

负极液体泵与负极管道连接，设置为使所述负极电解液在所述负极液罐和所述电堆单元之间循环流动。

在示例性实施方式中，正极液体泵与负极液体泵可以具有调节电解液压力和流速的作用，例如可以为变频水泵，本申请实施例对正极液体泵与负极液体泵的种类不作限制。

在示例性实施方式中，电堆单元设置为分别向所述正极电解液、所述负极电解液提供电化学反应场所。

在示例性实施方式中，所述第一开关设置在正极液体泵与正极液罐之间的正极管道上，设置为打开或关闭所述正极管道；所述第二开关设置在负极液体泵与负极液罐之间的负极管道上，设置为打开或关闭所述负极管道。

在示例性实施方式中，第一开关和第二开关可以为电动阀门，本申请对此不作限制。

在本实施例中，通过设置第一开关，可以在正极液体泵发生故障时关闭正极管道，防止正极电解液从正极液罐流出，便于对正极液体泵进行更换或维修。通过设置第二开关，可以在负极液体泵发生故障时关闭负极管道，防止负极电解液从负极液罐流出，便于对负极液体泵进行更换或维修。

在示例性实施方式中，所述检测装置还包括第四检测装置，所述第四检测装置设置为在所述第一检测装置检测所述电堆单元是否存在异物之前，检测所述液流电池的工作状态是否正常。

在示例性实施方式中，液流电池清理装置还包括显示装置，设置为根据第四检测装置的检测结果显示所述液流电池的工作状态是否正常。在示例性实施方式中，显示装置可以仅在液流电池的工作状态不正常时进行显示。显示装置可以包括显示屏。

在示例性实施方式中，液流电池清理装置还包括第五检测装置，第五检测装置设置为在第一检测装置检测电堆单元是否存在异物之前，检测电堆单元的工作状态是否正常。

在示例性实施方式中，显示装置还设置为根据第五检测装置的检测结果显示所述电堆单元的工作状态是否正常。在示例性实施方式中，显示装置可以仅在电堆单元的工作状态不正常时进行显示。

在示例性实施方式中，显示装置还设置为显示液流电池清理装置的工作状态及液流电池的工作状态，本申请对此不作限制。

在示例性实施方式中，液流电池清理装置还包括自动控制装置，自动控制装置设置为根据所述检测装置的检测结果控制所述第一异物去除装置、所述第二异物去除装置和显示装置工作。

图2为示例性实施例中液流电池清理装置示意图。如图2所示，液流电池包括：正极液罐1、负极液罐7和电堆单元5。正极液罐1具有液体出口和液体入口，电堆单元5具有正极液入口和正极液出口，正极液入口和正极液出口之间为正极液流道，正极液罐1和电堆单元5之间设置有正极管道4，正极管道4将正极液罐1的液体出口与电堆单元5的正极液入口相连，并将电堆单元5的正极液出口与正极液罐1的液体入口相连，使正极液罐1和电堆单元5之间形成正极循环回路。在正极液罐1的液体出口和电堆单元5的正极液入口之间的正极管道4上设置有正极液体泵3，在正极液体泵3的作用下，正极电解液在正极液罐1、正极管道4和电堆单元5的正极液流道之间循环流动，正极管道4上空心箭头的方向为正极电解液的流动方向。负极液罐7也具有液体出口和液体入口，电堆单元5具有负极液入口和负极液出口，负极液入口和负极液出口之间为负极液流道，负极液罐7和电堆单元5之间设置有负极管道10，负极管道10将负极液罐7的液体出口与电堆单元5的负极液入口相连，并将电堆单元5的负极液出口与负极液罐7的液体入口相连，使负极液罐7和电堆单元5之间形成负极循环回路。在负极液罐7的液体出口与电堆单元5的负极液入口之间的负极管道10上设置有负极液体泵9，在负极液体泵9的作用下，负极电解液在负极液罐7、负极管道10和电堆单元5的负极液流道之间循环流动，负极管道10上空心箭头的方向为负极电解液的流动方向。

如图2所示，液流电池清理装置包括：检测装置、第一异物去除装置6和第二异物去除装置11。检测装置可以包括第一检测装置12，第一检测装置12可以与电堆单元5连接，设置为检测电堆单元5是否存在异物。第一异物去除装置6可以安装在电堆单元5的正极液出口与正极液罐1的液体入口之间，设置为调节正极循环回路的压力。第二异物去除装置11可以安装在电堆单元5的负极液出口与负极液罐7的液体入口之间，设置为调节负极循环回路的压力。

在示例性实施方式中，第一检测装置12可以为超声探测仪，可以利用计时器记录超声探测仪发出声波的时刻和接收到返回声波的时刻，发出声波的时刻和接收到返回声波的时刻的时间差t为声波的传播时间，结合声波的传播速度可以计算声波发射点到障碍物之间的距离。例如，假设超声波在空气中的传播速度为340米/秒，超声探测仪发出声波时刻和接收到返回声波时刻的时间差为t，根据以下公式1可以计算出声波发射点距障碍物的距离s，

s=340t/2=170t， 公式1

根据公式1可判断电堆单元内异物的实际位置，便于准确的找到故障点。例如可以判断出异物位于电堆单元的正极液流道或负极液流道，就可以通过第一异物去除装置或第二异物去除装置去除异物。

在示例性实施方式中，可以设置超声探测仪每经过第一时间段t1开启一次，对电堆单元5进行异物检测。

在示例性实施方式中，第一异物去除装置6和第二异物去除装置11可以为电动阀门，本申请对此不作限制。

在示例性实施方式中，检测装置还包括：第二检测装置14和第三检测装置16。第二检测装置14可以设置在正极液体泵3和电堆单元5的正极液入口之间的正极管道4上，设置为检测正极循环回路的第一压力值。第三检测装置16可以设置在负极液体泵9和电堆单元5的负极液入口之间的负极管道10上，设置为检测负极循环回路的第二压力值。

在示例性实施方式中，第二检测装置14可以为压力传感器，可以通过第一阀门13与正极管道4连接。第三检测装置16可以为压力传感器，可以通过第二阀门15与负极管道10连接。

在示例性实施方式中，正极循环回路的压力值和负极循环回路的压力值可以为单独调节。在确定电堆单元5内存在异物后，可以先确定异物存在的位置位于正极液流道还是负极液流道，以异物位于正极液流道为例，可以判断当前正极循环回路的第一压力值是否小于第一阈值，在判断第一压力值小于第一阈值的情况下，可以控制第一异物去除装置6将正极循环回路的压力值调节到第三压力值，第三压力值大于第一压力值且小于第一阈值，以对正极液流道内的异物进行冲刷。同理，在异物位于负极液流道且第二压力值小于第一阈值的情况下，可以控制第二异物去除装置11将负极循环回路的压力值调节到第四压力值，第四压力值大于第二压力值且小于第一阈值，以对负极液流道内的异物进行冲刷。在示例性实施方式中，第一阈值可以是电堆单元5所能承受的最大压力值。在示例性实施方式中，第四压力值可以等于第三压力值。

在示例性实施方式中，正极循环回路的压力值和负极循环回路的压力值可以为同步调节。在确定电堆单元5内存在异物且第一压力值和第二压力值均小于第一阈值后，可以不论异物位于正极液流道或负极液流道，同时控制第一异物去除装置6将正极循环回路的压力值调节到第三压力值，第二异物去除装置11将负极循环回路的压力值调节到第四压力值，使正极循环回路的液体流动情况与负极循环回路的液体流动情况保持一致，也可以防止当前没有结晶的一侧回路产生结晶。在实际应用中，可以根据需要设置正极循环回路的压力值和负极循环回路的压力值为单独调节或同步调节，本申请对此不作限制。在示例性实施方式中，第一阈值可以是电堆单元5所能承受的最大压力值。在示例性实施方式中，第四压力值可以等于第三压力值。对正极循环回路的压力值和负极循环回路的压力值进行单独调节或同步调节的细节可以参照上述实施例的描述，在此不再赘述。

在示例性实施方式中，液流电池清理装置还包括第一过滤装置17和第二过滤装置19。第一过滤装置17可以设置在正极液罐1的液体入口和第一异物去除装置6之间的正极管道4上，设置为防止异物进入正极液罐1。第二过滤装置19可以设置在负极液罐7的液体入口和第二异物去除装置11之间的正极管道4上，设置为防止异物进入负极液罐7。

在示例性实施方式中，第一过滤装置17可以为Y型过滤器，该Y型过滤器的第一端出口连接到正极液罐1的液体入口，使过滤后的正极电解液进入正极液罐1，该Y型过滤器的第二端出口18设置为容纳过滤后的异物，通过对第二端出口18进行清理可以取出异物。第二过滤装置19可以为Y型过滤器，该Y型过滤器的第一端出口连接到负极液罐7的液体入口，使过滤后的负极电解液进入负极液罐7，该Y型过滤器的第二端出口20设置为容纳过滤后的异物，通过对第二端出口20进行清理可以取出异物。

在示例性实施方式中，液流电池清理装置还可以包括第一开关2和第二开关8，第一开关2可以设置在正极液体泵3与正极液罐1之间的正极管道4上，第二开关8可以设置在负极液体泵9与负极液罐7之间的负极管道10上。第一开关2可以为电动阀门，以便于在正极液体泵3发生故障时关闭正极管道4，能够防止正极电解液流出正极液罐1，便于对正极液体泵3进行更换或维修。第二开关8可以为电动阀门，以便于在负极液体泵9发生故障时关闭负极管道10，能够防止负极电解液流出负极液罐7，便于对负极液体泵9进行更换或维修。

在示例性实施方式中，液流电池清理装置还包括第四检测装置（图未示），第四检测装置设置为在第一检测装置12检测电堆单元是否存在异物之前，检测液流电池的工作状态是否正常。

在示例性实施方式中，液流电池清理装置还包括第五检测装置（图未示），第五检测装置设置为在第一检测装置12检测电堆单元是否存在异物之前，检测电堆单元的工作状态是否正常。

在示例性实施方式中，液流电池清理装置还可以包括显示装置（图未示），显示装置可以设置为显示检测装置的各项检测结果，以及液流电池清理装置的工作状态。

在示例性实施方式中，液流电池清理装置还包括自动控制装置（图未示），自动控制装置可以设置为根据检测装置的检测结果控制第一异物去除装置、第二异物去除装置和显示装置工作，以实现上述液流电池清理装置的自动运行。

本申请实施例还提供了一种液流电池清理方法，液流电池包括：正极液罐、负极液罐和电堆单元，所述正极液罐和所述电堆单元形成正极循环回路，所述负极液罐和所述电堆单元形成负极循环回路；所述方法包括：利用第一检测装置检测所述电堆单元是否存在异物；利用第一异物去除装置去除位于所述正极循环回路的异物，所述第一异物去除装置设置为调节所述正极循环回路的压力；利用第二异物去除装置去除位于所述负极循环回路的异物，所述第二异物去除装置设置为调节所述负极循环回路的压力。

本申请实施例提供的液流电池清理方法，在第一检测装置检测到电堆单元存在异物的情况下，通过第一异物去除装置对正极循环回路的压力值进行调节，以及通过第二异物去除装置对负极循环回路的压力值进行调节，可以增加电解液在自身循环回路内的冲刷力度，进而可以清理掉电堆单元内的异物。本申请实施例提供的液流电池清理方法可以及时检测并清理电堆单元内的结晶等异物，可以减小电堆单元发生堵塞的概率，有助于保证液流电池的长期稳定运行，降低了液流电池维护成本。

下面结合附图对本申请实施例提供的液流电池清理方法进行说明。

图3为示例性实施例中采用图2所示液流电池清理装置进行清理的过程示意图。图3中以第一检测装置为超声探测仪，第二检测装置和第三检测装置为压力传感器为例进行说明。如图3所示，液流电池的清理过程包括：

S1、检测液流电池的工作状态。

在液流电池清理装置正式开始工作之前，应该保证与该清理装置连接的液流电池是否能够正常工作。可以利用第四检测装置对液流电池的工作状态进行检测，在检测到液流电池的工作状态不正常的情况下，跳转到步骤S9。在检测液流电池的工作状态正常的情况下，跳转到步骤S2，液流电池清理装置可以正式开始工作。

S2、经过t1后，开启超声探测仪。

在示例性实施方式中，可以设置超声探测仪探测到异物后自动向自动控制装置回传信号，否则不回传信号。可以每经过第一时间段t1开启一次超声探测仪，对电堆单元进行超声探测，并确定超声探测仪是否回传信号。在超声探测仪回传信号的情况下，跳转到步骤S3。在超声探测仪没有回传信号的情况下，说明电堆单元内不存在异物，返回步骤S1。在其它实施方式中，可以保持超声探测仪持续开启，每经过第一时间段t1检测一次超声探测仪是否回传信号，本申请对此不作限制。

S3、检测管道内的压力值。

在示例性实施方式中，可以在超声探测仪探测到电堆单元内存在异物的情况下，读取第二检测装置检测到的正极循环回路的第一压力值，以及第三检测装置检测到的负极循环回路的第二压力值，并判断第一压力值是否小于第一阈值，以及第二压力值是否小于第一阈值。在判断第一压力值大于或等于第一阈值或者第二压力值大于或等于第一阈值的情况下，跳转到步骤S8。在判断第一压力值小于第一阈值，以及第二压力值小于第一阈值的情况下，跳转到步骤S4。

S4、增加管道内的压力值后持续t2，期间持续开启超声探测仪。

在示例性实施方式中，在第一压力值小于第一阈值，以及第二压力值小于第一阈值的情况下，说明管道内的压力值仍维持在正常水平，可以通过调节压力来冲刷异物。可以控制第一异物去除装置将正极循环回路的压力值调节到第三压力值，并至少在第二时间段t2内保持第三压力值，第三压力值大于第一压力值且小于第一阈值；控制第二异物去除装置将负极循环回路的压力值调节到第四压力值，并至少在第二时间段t2内保持第三压力值，第四压力值大于第二压力值且小于第一阈值。可以对正极循环回路的压力和负极循环回路的压力进行单独调节或同步调节，在增加管道压力值的过程及压力值增加完毕后的第二时间段t2内持续保持超声探测仪开启，以便于监测异物是否被清除。通过调整正极循环回路和负极循环回路内的压力值，使得电解液流动的压力增大，电解液流动产生的冲击力更大，可以将电堆单元内的异物冲刷掉。具体的调节方式及调节过程可以参照上述实施例中的描述，在此不再赘述。

在其他实施方式中，可以设置超声探测仪不持续工作，而是在调节正极循环回路和负极循环回路内的压力值并保持该压力值运行第二时间段t2后，开启超声探测仪进行检测，即便异物在压力调节期间被冲刷掉，仍能保持电解液对正极循环回路和负极循环回路进行第二时间段的高速冲刷，保证异物清理更彻底。

经过步骤S4后，在确定超声探测仪不再回传信号的情况下，跳转到步骤S5。在确定超声探测仪仍然回传信号的情况下，跳转到步骤S6。

S5、电堆单元清理完成。

由于超声探测仪不再回传信号，可以确定异物被清除，随后跳转回步骤S1。

在示例性实施方式中，电堆单元清理完成后，异物会被第一过滤装置或第二过滤装置拦截，可以对第一过滤装置和第二过滤装置进行清理，在第一过滤装置及第二过滤装置为Y型过滤器的情况下，可以直接从Y型过滤器的第二端出口清理过滤后的异物。

在示例性实施方式中，可以设置在对电堆单元进行多次清理后清理一次第一过滤装置或第二过滤装置。在示例性实施方式中，可以提前设置次数阈值，在清理次数达到该次数阈值后对第一过滤装置或第二过滤装置进行一次清理，可以根据需要设置次数阈值的大小，本申请对此不作限制。例如，自动控制装置可以记录当前对电堆单元进行清理的次数，可以对正极循环回路和负极循环回路的清理次数分别进行统计，在正极循环回路的清理次数到达设定的次数阈值后，清理一次第一过滤装置，在负极循环回路的清理次数到达设定的次数阈值后，清理一次第二过滤装置，正极循环回路的次数阈值和负极循环回路的次数阈值可以相同或不同。自动控制装置可以将相关信息（电堆单元完成清理的次数及每次清理的时间、次数阈值及上次对过滤装置进行清理的时间等）展示在显示装置上，以便于工作人员进行清理操作。可以根据需要设置清理第一过滤装置或第二过滤装置的具体操作及提醒方式等内容，本申请对此不作限制。

S6、更换电堆单元。

由于超声探测仪持续回传信号，可以确定异物无法被清除，只能更换电堆单元。更换电堆单元后跳转步骤S7。

S7、检测电堆单元的工作状态是否正常。

在示例性实施方式中，可以利用第五检测装置对电堆单元的工作状态进行检测，在电堆单元的工作状态正常的情况下，跳转回步骤S1。在电堆单元的工作状态不正常的情况下，跳转至步骤S9。

S8、停机维护。

在判断第一压力值大于或等于第一阈值或者第二压力值大于或等于第一阈值的情况下，说明液流电池自身运行压力过大，需要进行停机维护。在完成停机维护后，可以跳转回步骤S1。

S9、显示装置显示反馈信号。

在液流电池工作状态不正常的情况下生成第一反馈信号，并将检测到的异常状态在显示装置上展示，从而供工作人员进一步排查故障源。

在电堆单元的工作状态不正常的情况下生成第二反馈信号，并将检测到的异常状态在显示装置上展示，从而供工作人员进一步排查故障源。

在示例性实施方式中，可以将上述步骤S2至步骤S6及S8的处理状态也在显示装置上进行展示，例如，在步骤S2中每次开启超声探测仪后，可以显示本次探测结果；在步骤S3中检测到管道内的压力值后，显示装置可以显示当前正极管道及负极管道内的压力值；在步骤S4中增加管道内压力值的过程中可以实时更新该管道内的压力值水平，并提示超声探测仪的探测结果；在步骤S5中可以显示电堆单元清理完成，以便于工作人员掌握液流电池的运行情况；在步骤S6中可以提示当前正在更换电堆单元；在步骤S8中可以提示当前正在停机维护。可以根据需要设置显示装置的显示内容，本申请对此不作限制。

本申请实施例的液流电池清理方法应用于上述实施例中所述的液流电池清理装置，各步骤的作用和效果参见对上述液流电池清理装置的描述，在此不再赘述。

本申请实施例还提供了一种液流电池清理系统，包括液流电池和上述实施例中所述的液流电池清理装置。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化。

Claims (10)

1.一种液流电池清理装置，液流电池包括：正极液罐、负极液罐和电堆单元，所述正极液罐和所述电堆单元形成正极循环回路，所述负极液罐和所述电堆单元形成负极循环回路；其特征在于，所述液流电池清理装置包括：检测装置、第一异物去除装置和第二异物去除装置，所述检测装置包括第一检测装置；

所述第一检测装置，设置为检测所述电堆单元是否存在异物；

所述第一异物去除装置，设置为调节所述正极循环回路的压力；

所述第二异物去除装置，设置为调节所述负极循环回路的压力。

2.根据权利要求1所述的液流电池清理装置，其特征在于，所述第一检测装置，设置为每经过第一时间段检测所述电堆单元是否存在异物。

3.根据权利要求1所述的液流电池清理装置，其特征在于，所述检测装置还包括第二检测装置和第三检测装置；

所述第二检测装置设置为检测所述正极循环回路的第一压力值，所述第三检测装置设置为检测所述负极循环回路的第二压力值；

所述第一异物去除装置，设置为在所述第一压力值小于第一阈值的情况下，将所述正极循环回路的压力调节到第三压力值；所述第三压力值大于所述第一压力值且小于所述第一阈值；

所述第二异物去除装置，设置为在所述第二压力值小于所述第一阈值的情况下，将所述负极循环回路的压力调节到第四压力值；所述第四压力值大于所述第二压力值且小于所述第一阈值。

4.根据权利要求1所述的液流电池清理装置，其特征在于，所述液流电池清理装置还包括第一开关和第二开关，所述第一开关设置在所述正极循环回路上，设置为打开或关闭所述正极循环回路；所述第二开关设置在所述负极循环回路上，设置为打开或关闭所述负极循环回路。

5.根据权利要求1所述的液流电池清理装置，其特征在于，所述液流电池清理装置还包括第一过滤装置和第二过滤装置；

所述第一过滤装置与所述正极循环回路连接，设置为防止所述异物进入所述正极液罐；所述第二过滤装置与所述负极循环回路连接，设置为防止所述异物进入所述负极液罐。

6.根据权利要求5所述的液流电池清理装置，其特征在于，所述检测装置还包括第四检测装置，所述第四检测装置设置为在所述第一检测装置检测所述电堆单元是否存在异物之前，检测所述液流电池的工作状态是否正常。

7.根据权利要求6所述的液流电池清理装置，其特征在于，所述液流电池清理装置还包括显示装置；所述显示装置设置为根据所述第四检测装置的检测结果显示所述液流电池的工作状态是否正常。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的液流电池清理装置，其特征在于，所述液流电池清理装置还包括自动控制装置；

所述自动控制装置设置为根据所述检测装置的检测结果控制所述第一异物去除装置、所述第二异物去除装置和显示装置工作。

9.一种液流电池清理方法，其特征在于，液流电池包括：正极液罐、负极液罐和电堆单元，所述正极液罐和所述电堆单元形成正极循环回路，所述负极液罐和所述电堆单元形成负极循环回路；所述方法包括：

利用第一检测装置检测所述电堆单元是否存在异物；

利用第一异物去除装置去除位于所述正极循环回路的异物，所述第一异物去除装置设置为调节所述正极循环回路的压力；

利用第二异物去除装置去除位于所述负极循环回路的异物，所述第二异物去除装置设置为调节所述负极循环回路的压力。

10.一种液流电池清理系统，其特征在于，包括液流电池以及如权利要求1至8中任一项所述的液流电池清理装置。