CN117393808A - 一种用于液流电池电解液温度控制装置及方法 - Google Patents
一种用于液流电池电解液温度控制装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117393808A CN117393808A CN202311699332.9A CN202311699332A CN117393808A CN 117393808 A CN117393808 A CN 117393808A CN 202311699332 A CN202311699332 A CN 202311699332A CN 117393808 A CN117393808 A CN 117393808A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- electrolyte
- temperature control
- heat exchange
- flow battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 title claims abstract description 83
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 100
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 13
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 3
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 abstract description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 16
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 11
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 5
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000012983 electrochemical energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
- H01M8/04701—Temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04029—Heat exchange using liquids
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04067—Heat exchange or temperature measuring elements, thermal insulation, e.g. heat pipes, heat pumps, fins
- H01M8/04074—Heat exchange unit structures specially adapted for fuel cell
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04276—Arrangements for managing the electrolyte stream, e.g. heat exchange
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Abstract
本发明公开了一种用于液流电池电解液温度控制装置及方法，包括筒体，所述筒体的两端均设有换热组件，其中一个换热组件连接干冷组件，另一个换热组件连接直冷组件，本发明通过筒体两端不同的换热组件，可以根据当前环境条件选择不同的换热方式，从而降低单一换热方式的不利影响，提高换热效率。本发明方法，可以通过设定温控系统不同的启/停温度及干冷系统与直冷系统切换温度，让温控系统适应在不同气候环境与不同工况下液流电池的温控要求，并以节能、高效的模式运行，提高经济效益。采用直冷系统与干冷系统的自动切换，可以在不影响温控系统可靠性的前提下，又能提高制冷换热效率。
Description
技术领域
本发明涉及液流电池设计技术领域，特别涉及一种用于液流电池电解液温度控制装置及方法。
背景技术
液流电池又称氧化还原液流电池，由于其充电容量大、设计灵活、使用寿命长等优点，适用于大规模电化学储能的技术。在液流电池运行过程中，随着电化学反应的发生，伴随着吸热和放热过程，导致电池系统储能介质电解质溶液发生温度的变化。液流电池系统中热量的产生及随之带来的电解液和其他部件温度的变化将对电解液的稳定性、容量利用率、电池效率等产生影响。
目前，液流电池系统换热方案主要是液冷，换热装置主要采用聚四氟乙烯或者碳塑复合材料换热器，导热系数低，换热效果不理想；中国专利CN215377503U公开了一种液冷与直冷结合的电动汽车动力电池冷却装置，根据温度传感器检测到的电池温度，通过直冷和液冷单一运行或同时运行的控制方法实现多种降温模式为电动汽车动力电池降温。而由于液流电池系统冷却对象为液态流动的电解液，且液流电池具有强酸或强碱性，对换热器材料要求较苛刻，其多系统冷却方式仍在探索中，难点主要存在两方面，一方面液流电池多系统多将单一冷却系统串联，存在多个换热器，集成度不高。另一方面，液流电池多系统冷却控制方法需要一套适合液流电池系统运行的温控方法，需要根据环境条件自动设定多套温控系统的启、停温度，确保整个电池系统内的电解液温度在一个安全的温度范围。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于液流电池电解液温度控制装置及方法，以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本申请公开了一种用于液流电池电解液温度控制装置，包括筒体，所述筒体的两端均设有换热组件，其中一个换热组件连接干冷组件，另一个换热组件连接直冷组件，所述筒体的侧壁上设有电解液入口与电解液出口；所述换热组件包括若干个U型管，所述U型管位于筒体内部，所述U型管的两个管口位于筒体的端部，所述U型管其中一个管口连接换热入口，另一管口连接换热出口。控温装置是通过将两套换热组件2分别从筒体1两端交错放入，并使得两套换热组件2中的扰流板22相互对齐，再放置衔接组件6进行密封。
作为优选，所述换热组件的若干个U型管通过若干个并排设置的扰流板固定，所述扰流板上设有若干个用于U型管穿过的支撑孔。
作为优选，所述换热组件还包括多孔板，所述多孔板由连接框体和密封板构成，所述连接框体包括与筒体端部连接的法兰圈以及位于法兰圈中部的加强筋，所述加强筋的两侧分别设有密封板，所述密封板上设有若干个用于连接U型管管口的通孔，所述U型管的两个管口分别连接两块密封板，所述密封板与连接框体之间密封连接。
作为优选，筒体可选择聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯中的至少一种；U型管可选择钛、耐酸腐不锈钢中的至少一种。
作为优选，所述多孔板远离筒体的一侧设有衔接组件，所述衔接组件包括衔接垫片和衔接板，所述衔接垫片的结构与所述连接框体的结构相一致，所述衔接板的中部设有两个换热槽，所述换热槽的位置形状与所述密封板的位置形状相契合，所述换热槽的中部设有换热孔，其中一个换热孔连接换热入口，另一个换热孔连接换热出口，所述衔接组件与多孔板之间通过法兰连接。
作为优选，连接干冷组件的换热孔上设有法兰环，所述换热孔与干冷组件的进出口之间通过法兰固定连接。
作为优选，所述换热孔与直冷组件的进出口之间通过焊接连接。
作为优选，所述干冷组件包括水箱、水泵、干冷器依次串联而成。
作为优选，所述直冷组件由膨胀阀、冷凝器、压缩机依次串联而成。
本发明还公开了一种用于液流电池电解液温度控制方法，包括如下步骤：
S1、设定温控系统启动温度T1和温控系统停止温度T2；
S2、获取电解液温度，判断电解液温度是否大于温控系统启动温度T1；若大于，则执行S3；反之，则执行S1；
S3、获取环境温度，判断电解液温度与环境温度的差值是否大于环境阈值T3；若大于，则执行S4；反之，执行S6；
S4、关闭直冷组件的压缩机与冷凝器，启动干冷组件的干冷器及水泵；
S5、获取直冷切换温度T4，判断电解液温度是否大于直冷切换温度T4，若大于，则执行S6；反之，执行S8；
S6、关闭干冷组件的干冷器及水泵，启动直冷组件的压缩机与冷凝器;
S7、判断电解液温度是否大于直冷调节阈值T5，若大于，则设定直冷组件低功率运行；反之，则设定直冷组件高功率运行；
S8、判断电解液温度是否小于温控系统停止温度T2，若小于，则执行S9，反之，执行S3；
S9、延时关闭干冷组件的干冷器及水泵，延时关闭直冷组件的压缩机与冷凝器。
作为优选，步骤S1具体包括如下子步骤：
S11、判断是否自动设定温控系统启停温度，若自动设定，则执行S12；反之，则执行S15；
S12、判断液流电池是否充电，若充电，则执行S13；反之，则执行S14；
S13、设定温控系统启动温度T1为30~34℃；温控系统停止温度T2为20~26℃；执行S16；
S14、设定温控系统启动温度T1为34~36℃；温控系统停止温度T2为26~30℃；执行S16；
S15、设定温控系统启动温度值T1为30~40℃；设定温控系统停止温度值T2为16~30℃；执行S16；
S16、温控系统启动温度T1和温控系统停止温度T2设定完成。
作为优选，所述环境阈值T3的取值为5~95℃；直冷切换温度T4为30~37℃；直冷调节阈值T5为38~45℃。
本发明的有益效果：
1、本发明换热装置通过筒体两端不同的换热组件，可以根据当前环境条件选择不同的换热方式，起到了显著降低能耗的效果。
2、本发明换热装置中的换热器集成了压缩机直冷组件和干冷器冷却组件，是将两套U型管组件集成到一个换热装置中，集成度高。
3、本发明换热装置材料耐电解液腐蚀，并且U型管具有较高的导热系数，冷媒可直接对电解液制冷，可减少中间换热环节，提高换热效率。
4、本发明液流电池电解液温度控制方法，同时监控电解液温度和环境温度，可以根据环境条件自动设定多套温控系统的启、停温度，让温控系统适应在不同气候环境与不同工况下液流电池的温控要求，并以节能、高效的模式运行，提高经济效益。此外，本发明存在直冷组件高、低功率运行的控制方法，通过直冷系统与干冷系统的自动切换，可以在不影响温控系统可靠性的前提下，提高制冷换热效率进而降低能耗。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
附图说明
图1是本发明一种用于液流电池电解液温度控制装置的结构示意图；
图2是本发明一种用于液流电池电解液温度控制装置的爆炸结构示意图；
图3是本发明的换热组件、多孔板和衔接组件的结构示意图；
图4是本发明一种用于液流电池电解液温度控制装置的结构爆炸图；
图5是本发明的连接原理示意图；
图6是本发明一种用于液流电池电解液温度控制方法的流程示意图；
图中：1-筒体、2-换热组件、21-U型管、22-扰流板、3-电解液入口、4-电解液出口、5-多孔板、51-连接框体、52-密封板、6-衔接组件、61-衔接垫片、62-衔接板、63-换热槽、64-换热孔。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
参阅图1、图2和图4，本发明实施例提供一种用于液流电池电解液温度控制装置，其特征在于：包括筒体1，所述筒体1的两端均设有换热组件2，其中一个换热组件2连接干冷组件，另一个换热组件2连接直冷组件，所述筒体1的侧壁上设有电解液入口3与电解液出口4；所述换热组件2包括若干个U型管21，所述U型管21位于筒体1内部，所述U型管21的两个管口位于筒体1的端部（本实施例中通过胀接工艺将U型管的管口连接到多孔板），所述U型管21其中一个管口连接换热入口，另一管口连接换热出口。
参阅图3，所述换热组件2的若干个U型管21通过若干个并排设置的扰流板22固定，所述扰流板22上设有若干个用于U型管21穿过的支撑孔。扰流板起到支撑和绕流作用。
所述换热组件2还包括多孔板5，所述多孔板5由连接框体51和密封板52构成（本实施例中多孔板的所有部件均为一体结构，由一块整板加工而成），所述连接框体51包括与筒体1端部连接的法兰圈以及位于法兰圈中部的加强筋，所述加强筋的两侧分别设有密封板52，所述密封板52上设有若干个用于连接U型管21管口的通孔，所述U型管21的两个管口分别连接两块密封板52，所述密封板52与连接框体51之间密封连接。
所述多孔板5远离筒体1的一侧设有衔接组件6，所述衔接组件6包括衔接垫片61和衔接板62（本实施例中衔接组件6的所有部件均为一体结构，也是由一块整板加工而成），所述衔接垫片61的结构与所述连接框体51的结构相一致，所述衔接板62的中部设有两个换热槽63，所述换热槽63的位置形状与所述密封板52的位置形状相契合，所述换热槽63的中部设有换热孔64，其中一个换热孔64连接换热入口，另一个换热孔64连接换热出口，所述衔接组件6与多孔板5之间通过法兰连接。
连接干冷组件的换热孔64上设有法兰环，所述换热孔64与干冷组件的进出口之间通过法兰固定连接。所述换热孔64与直冷组件的进出口之间通过焊接连接。
参阅图5，所述干冷组件包括水箱、水泵、干冷器依次串联而成。所述直冷组件由膨胀阀、冷凝器、压缩机依次串联而成。
参阅图6，本发明一种用于液流电池电解液温度控制方法：
EMS系统：
S1、EMS设定温控系统启动温度T1和温控系统停止温度T2；
具体地，S11、判断是否自动设定温控系统启停温度，若自动设定，则执行S12；反之，则执行S15；
S12、判断液流电池是否充电，若充电，则执行S13；反之，则执行S14；
S13、设定温控系统启动温度T1为30~34℃；温控系统停止温度T2为20~26℃；执行S16；
S14、设定温控系统启动温度T1为34~36℃；温控系统停止温度T2为26~30℃；执行S16；
S15、设定温控系统启动温度值T1为30~40℃；设定温控系统停止温度值T2为16~30℃；执行S16；
S16、温控系统启动温度T1和温控系统停止温度T2设定完成；EMS将温控系统启/停设定温度通过通讯下发给BMS系统；
BMS系统：
S2、获取电解液温度，判断电解液温度是否大于温控系统启动温度T1；若大于，则执行S3；反之，则执行S1；
S3、获取环境温度，判断电解液温度与环境温度的差值是否大于环境阈值T3（根据实际工况选择，一般取5~95℃）；若大于，则执行S4；反之，执行S6；
具体地，环境阈值来源电解液运行温度和环境差极值，比如运行温度50摄氏度，环境温度-45摄氏度，最大可达95℃，可以在此范围内选择合适的阈值T3；
S4、关闭直冷系统的压缩机与冷凝器，打开干冷器系统及水泵；
S5、获取直冷切换温度T4（根据实际工况选择，一般取30~37℃），判断电解液温度是否大于直冷切换温度T4，若大于，则执行S6；反之，执行S8；
S6、关闭干冷组件的干冷器系统及水泵，启动直冷系统的压缩机与冷凝器；
S7、判断电解液温度是否大于直冷调节阈值T5（根据实际工况选择，一般取38~45℃），若大于，则设定直冷系统低功率运行；反之，则设定直冷系统高功率运行（低功率：运行功率低于额定功率的60%高功率：运行功率高于额定功率的60%）；
具体地，直冷切换温度T4、直冷调节阈值T5受环境温度影响、电解液温度影响，液流电池运行工况影响，如果在特定工况下，如大功率放电，温控系统通过干冷系统换热已经无法满足，这时需要启动制冷速度更快的直冷系统；
S8、判断电解液温度是否小于温控系统停止温度T2，若小于，则执行S9，反之，执行S3；
S9、延时关闭干冷系统及水泵，延时关闭直冷系统的压缩机与冷凝器。
实施例1：
本实施例采用0.5MW/5MWh全钒液流电池储能电站，电站系统内含全钒液流电池能量管理系统（EMS）、全钒液流电池管理系统（BMS），采用本发明液流电池电解液温度控制装置，并含110P干冷组件、110P直冷组件。环境温度10℃，电解液初始温度为31℃，采用本发明电解液温度控制方法，电解液温度降低为26℃，需要的能耗为：108.4kWh；
实施例2：
本实施例采用0.5MW/5MWh全钒液流电池储能电站，电站系统内含全钒液流电池能量管理系统（EMS）、全钒液流电池管理系统（BMS），采用本发明液流电池电解液温度控制装置，并含110P干冷组件、110P直冷组件。环境温度20℃，电解液初始温度为31℃，采用本发明电解液温度控制方法，电解液温度降低为26℃，需要的能耗为：125.8kWh。
实施例3：
本实施例采用0.5MW/5MWh全钒液流电池储能电站，电站系统内含全钒液流电池能量管理系统（EMS）、全钒液流电池管理系统（BMS），采用本发明液流电池电解液温度控制装置，并含110P干冷组件、110P直冷组件。环境温度30℃，电解液初始温度为31℃，采用本发明电解液温度控制方法，电解液温度降低为26℃，需要的能耗为：190.6kWh。
实施例4：本实施例采用0.5MW/5MWh全钒液流电池储能电站，电站系统内含全钒液流电池能量管理系统（EMS）、全钒液流电池管理系统（BMS），采用本发明液流电池电解液温度控制装置，并含110P干冷组件、110P直冷组件。环境温度0℃，电解液初始温度为31℃，采用本发明电解液温度控制方法，电解液温度降低为26℃，需要的能耗为：50.2kWh。
对比例1：本对比例与实施例2的区别在于，只使用干冷系统，需要的能耗为：72.5kWh。
对比例2：本对比例与实施例2的区别在于，只使用直冷系统，需要的能耗为：165.7kWh。
对比例3：本对比例与实施例2的区别在于，将液流电池电解液温度控制装置中的直冷组更换为传统的循环水冷却系统，且只使用直冷系统，需要的能耗为：182.3kWh。
实施例、对比例结果如表1所示：
表1
对比例1相对于实施例2具有更低的辅助能耗，实施例2相对于对比例2具有更低的辅助能耗，说明本发明液流电池电解液控温装置中的干冷系统具有较高的制冷能效比，在环境温度较低时可大幅度降低能耗。对比例2相对于对比例3具有更低的辅助能耗，说明本发明采用冷媒直接冷却电解液的方式，替换了传统需要循环水作为载冷剂，大大提高了换热效率。本发明实施例能耗随着环境温度的提高而增大，是由于干冷系统在低温下具有较高的制冷能效比，而在较高温度时制冷能效比降低，所以随着环境温度的提高，需要增大直冷系统运行时间，进而增大了能耗。正是由于环境温度的变化，本发明液流电池电解液温度控制方法，可以根据环境温度设定温控系统不同的启/停温度及干冷系统与直冷系统切换温度，控制筒体两端不同的换热组件，选择不同的换热方式，起到了显著降低能耗的效果。此外，本发明换热装置U型管材料具有较高的导热系数，冷媒可直接对电解液制冷，减少中间换热环节，提高换热效率。
本发明工作过程：
本发明一种用于液流电池电解液温度控制装置在工作过程中，当液流电池需要降温时，电解液从换热器筒体侧面的电解液入口3流入筒体1，电解液出口4流出筒体1，筒体1上端接循环水，下端接冷媒；由此换热器构成的双系统。
在我国中部及北部地区，适宜干冷启动的天气温度占半年多的时间；这样在长生命周期的液流电池使用上，极大的缩减了单一蒸汽压缩制冷的高功耗，同时蒸汽压缩制冷也弥补了单一干冷易受气候条件影响制冷效果的局限性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于液流电池电解液温度控制装置，其特征在于：包括筒体（1），所述筒体（1）的两端均设有换热组件（2），其中一个换热组件（2）连接干冷组件，另一个换热组件（2）连接直冷组件，所述筒体（1）的侧壁上设有电解液入口（3）与电解液出口（4）；所述换热组件（2）包括若干个U型管（21），所述U型管（21）位于筒体（1）内部，所述U型管（21）的两个管口位于筒体（1）的端部，所述U型管（21）其中一个管口连接换热入口，另一管口连接换热出口；所述换热组件（2）的若干个U型管（21）通过若干个并排设置的扰流板（22）固定，所述扰流板（22）上设有若干个用于U型管（21）穿过的支撑孔；
所述电解液温度控制装置通过将两套换热组件（2）分别从筒体（1）两端交错放入，并使得两套换热组件（2）中的扰流板（22）相互对齐。
2.如权利要求1所述的一种用于液流电池电解液温度控制装置，其特征在于：所述换热组件（2）还包括多孔板（5），所述多孔板（5）由连接框体（51）和密封板（52）构成，所述连接框体（51）包括与筒体（1）端部连接的法兰圈以及位于法兰圈中部的加强筋，所述加强筋的两侧分别设有密封板（52），所述密封板（52）上设有若干个用于连接U型管（21）管口的通孔，所述U型管（21）的两个管口分别连接两块密封板（52），所述密封板（52）与连接框体（51）之间密封连接。
3.如权利要求2所述的一种用于液流电池电解液温度控制装置，其特征在于：所述多孔板（5）远离筒体（1）的一侧设有衔接组件（6），所述衔接组件（6）包括衔接垫片（61）和衔接板（62），所述衔接垫片（61）的结构与所述连接框体（51）的结构相一致，所述衔接板（62）的中部设有两个换热槽（63），所述换热槽（63）的位置形状与所述密封板（52）的位置形状相契合，所述换热槽（63）的中部设有换热孔（64），其中一个换热孔（64）连接换热入口，另一个换热孔（64）连接换热出口，所述衔接组件（6）与多孔板（5）之间通过法兰连接。
4.如权利要求3所述的一种用于液流电池电解液温度控制装置，其特征在于：连接水冷组件的换热孔（64）上设有法兰环，所述换热孔（64）与水冷组件的进出口之间通过法兰固定连接。
5.如权利要求3所述的一种用于液流电池电解液温度控制装置，其特征在于：所述换热孔（64）与直冷组件的进出口之间通过焊接连接。
6.如权利要求1所述的一种用于液流电池电解液温度控制装置，其特征在于：所述干冷组件包括水箱、水泵、干冷器依次串联而成；所述直冷组件由膨胀阀、冷凝器、压缩机依次串联而成。
7.一种用于液流电池电解液温度控制方法，其特征在于，所述方法采用如权利要求1~6任一项所述的一种用于液流电池电解液温度控制装置，具体包括如下步骤：
S1、设定温控系统启动温度T1和温控系统停止温度T2；
S2、获取电解液温度，判断电解液温度是否大于温控系统启动温度T1；若大于，则执行S3；反之，则执行S1；
S3、获取环境温度，判断电解液温度与环境温度的差值是否大于环境阈值T3；若大于，则执行S4；反之，执行S6；
S4、关闭直冷组件的压缩机与冷凝器，启动干冷组件的干冷器及水泵；
S5、获取直冷切换温度T4，判断电解液温度是否大于直冷切换温度T4，若大于，则执行S6；反之，执行S8；
S6、关闭干冷组件的干冷器及水泵，启动直冷组件的压缩机与冷凝器;
S7、判断电解液温度是否大于直冷调节阈值T5，若大于，则设定直冷组件低功率运行；反之，则设定直冷组件高功率运行；所述低功率运行具体为小于额定功率的60%运行，所述高功率运行具体为大于或等于额定功率的60%运行；
S8、判断电解液温度是否小于温控系统停止温度T2，若小于，则执行S9，反之，执行S3；
S9、延时关闭干冷组件的干冷器及水泵，延时关闭直冷组件的压缩机与冷凝器。
8.如权利要求7所述的一种用于液流电池电解液温度控制方法，其特征在于，步骤S1具体包括如下子步骤：
S11、判断是否自动设定温控系统启停温度，若自动设定，则执行S12；反之，则执行S15；
S12、判断液流电池是否充电，若充电，则执行S13；反之，则执行S14；
S13、设定温控系统启动温度T1为30~34℃；温控系统停止温度T2为20~26℃；执行S16；
S14、设定温控系统启动温度T1为34~36℃；温控系统停止温度T2为26~30℃；执行S16；
S15、设定温控系统启动温度值T1为30~40℃；设定温控系统停止温度值T2为16~30℃；执行S16；
S16、温控系统启动温度T1和温控系统停止温度T2设定完成。
9.如权利要求7所述的一种用于液流电池电解液温度控制方法，其特征在于：所述环境阈值T3的取值为5~95℃；直冷切换温度T4为30~37℃；直冷调节阈值T5为38~45℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311699332.9A CN117393808B (zh) | 2023-12-12 | 2023-12-12 | 一种用于液流电池电解液温度控制装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311699332.9A CN117393808B (zh) | 2023-12-12 | 2023-12-12 | 一种用于液流电池电解液温度控制装置及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117393808A true CN117393808A (zh) | 2024-01-12 |
| CN117393808B CN117393808B (zh) | 2024-04-05 |
Family
ID=89465256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311699332.9A Active CN117393808B (zh) | 2023-12-12 | 2023-12-12 | 一种用于液流电池电解液温度控制装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117393808B (zh) |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201985207U (zh) * | 2011-01-26 | 2011-09-21 | 上海林洋储能科技有限公司 | 一种液流电池用容积式散热设备 |
| JP2013180722A (ja) * | 2012-03-05 | 2013-09-12 | Denso Corp | 車両用空調装置 |
| CN204388660U (zh) * | 2014-12-31 | 2015-06-10 | 中国石油大学(华东) | 一种管壳式三介质复合换热器 |
| CN106129435A (zh) * | 2016-08-10 | 2016-11-16 | 大连融科储能技术发展有限公司 | 一种液流电池换热装置 |
| CN107732269A (zh) * | 2017-11-27 | 2018-02-23 | 大连热电新能源应用技术研究院有限公司 | 全钒液流电池的余热回收系统及全钒液流电池冷却方法 |
| CN208124687U (zh) * | 2018-04-12 | 2018-11-20 | 大连融科储能装备有限公司 | 高效液流电池系统换热装置 |
| CN110429299A (zh) * | 2019-08-09 | 2019-11-08 | 上海电气集团股份有限公司 | 液流电池的电解液温度的控制方法及系统 |
| WO2021058869A1 (en) * | 2019-09-23 | 2021-04-01 | Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy | Internal combustion engines with flow batteries |
| CN114256488A (zh) * | 2021-12-02 | 2022-03-29 | 北京京能科技有限公司 | 冷却全钒液流电池的方法 |
| CN114824374A (zh) * | 2020-12-21 | 2022-07-29 | 广东三水合肥工业大学研究院 | 一种用于全钒液流电池的温控装置 |
| KR20230015764A (ko) * | 2021-07-23 | 2023-01-31 | 현대위아 주식회사 | 차량의 통합 열관리 회로 |
| JP2023096401A (ja) * | 2021-12-27 | 2023-07-07 | トヨタ自動車株式会社 | バッテリ冷却システム、及び、バッテリ冷却システムの制御方法 |
| CN219716902U (zh) * | 2023-03-31 | 2023-09-19 | 苏州依科力德能源科技有限公司 | 一种具有换热结构的液流电池电解液储液罐 |
-
2023
- 2023-12-12 CN CN202311699332.9A patent/CN117393808B/zh active Active
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201985207U (zh) * | 2011-01-26 | 2011-09-21 | 上海林洋储能科技有限公司 | 一种液流电池用容积式散热设备 |
| JP2013180722A (ja) * | 2012-03-05 | 2013-09-12 | Denso Corp | 車両用空調装置 |
| CN204388660U (zh) * | 2014-12-31 | 2015-06-10 | 中国石油大学(华东) | 一种管壳式三介质复合换热器 |
| CN106129435A (zh) * | 2016-08-10 | 2016-11-16 | 大连融科储能技术发展有限公司 | 一种液流电池换热装置 |
| CN107732269A (zh) * | 2017-11-27 | 2018-02-23 | 大连热电新能源应用技术研究院有限公司 | 全钒液流电池的余热回收系统及全钒液流电池冷却方法 |
| CN208124687U (zh) * | 2018-04-12 | 2018-11-20 | 大连融科储能装备有限公司 | 高效液流电池系统换热装置 |
| CN110429299A (zh) * | 2019-08-09 | 2019-11-08 | 上海电气集团股份有限公司 | 液流电池的电解液温度的控制方法及系统 |
| WO2021058869A1 (en) * | 2019-09-23 | 2021-04-01 | Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy | Internal combustion engines with flow batteries |
| CN114824374A (zh) * | 2020-12-21 | 2022-07-29 | 广东三水合肥工业大学研究院 | 一种用于全钒液流电池的温控装置 |
| KR20230015764A (ko) * | 2021-07-23 | 2023-01-31 | 현대위아 주식회사 | 차량의 통합 열관리 회로 |
| CN114256488A (zh) * | 2021-12-02 | 2022-03-29 | 北京京能科技有限公司 | 冷却全钒液流电池的方法 |
| JP2023096401A (ja) * | 2021-12-27 | 2023-07-07 | トヨタ自動車株式会社 | バッテリ冷却システム、及び、バッテリ冷却システムの制御方法 |
| CN219716902U (zh) * | 2023-03-31 | 2023-09-19 | 苏州依科力德能源科技有限公司 | 一种具有换热结构的液流电池电解液储液罐 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 张华民, 周汉涛, 赵平, 衣宝廉: "储能技术的研究开发现状及展望", 能源工程, no. 03, 25 June 2005 (2005-06-25), pages 1 - 6 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117393808B (zh) | 2024-04-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109159657A (zh) | 燃料电池整车热管理系统 | |
| CN107732269B (zh) | 全钒液流电池的余热回收系统及全钒液流电池冷却方法 | |
| CN203580560U (zh) | 一种电动汽车热管理系统 | |
| CN114824374A (zh) | 一种用于全钒液流电池的温控装置 | |
| US20240079903A1 (en) | Photovoltaic energy storage power station | |
| CN107819140B (zh) | 全钒液流电池系统及其冷却方法 | |
| CN117393808B (zh) | 一种用于液流电池电解液温度控制装置及方法 | |
| CN218059231U (zh) | 基于热泵技术的电解水制氢联供系统 | |
| CN115369195B (zh) | 一种高炉冲渣水余热回收系统及其工作方法 | |
| CN217545366U (zh) | 用于储能电站电池房的多级冷却结构 | |
| CN215377503U (zh) | 一种液冷与直冷结合的电动汽车动力电池冷却装置 | |
| CN216873715U (zh) | 一种耦合式蒸汽余热制冷的数据中心冷却系统 | |
| CN216903111U (zh) | 一种用于储能电池的混合外冷却系统 | |
| CN215570924U (zh) | 一种医用微型冷水机 | |
| CN113175765B (zh) | 一种与pemfc联供的电渗再生吸附式制冷系统 | |
| CN113930786A (zh) | 一种光伏、光热、储热联合的电解水制氢系统 | |
| CN113710076A (zh) | 一种柔性直流输电换流阀冷却系统 | |
| CN211177500U (zh) | 一种太阳能一体化综合利用系统 | |
| WO2020015372A1 (zh) | 丝绸织机压缩空气降温装置及方法 | |
| CN218089644U (zh) | 一种高炉冲渣水余热回收系统 | |
| CN216213600U (zh) | 全钒液流电池的换热结构 | |
| CN216161807U (zh) | 换电站电池冷却系统及换电站 | |
| CN218120334U (zh) | 一种用于水冷直膨一体机的水冲霜系统 | |
| CN216891238U (zh) | 一种光伏、光热、储热联合的电解水制氢系统 | |
| CN218385301U (zh) | 钒电池系统电解液温度控制装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |