CN117691152A - 标准化液流电池管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及液流电池储能管理技术领域，特别涉及一种标准化液流电池管理系统，液流电池包括电堆、储液罐和管路，包括用于接收电推被监控变量信号的电堆监控箱、用于接收储液罐被监控变量信号的储液罐监控箱和用于接收管路被监控变量信号的管路监控箱；电堆监控箱、储液罐监控箱和管路监控箱分别通过总线与中控柜连接。本发明通过对液流电池工作原理的深入分析，将非标的液流电池管理系统拆分为标准的中控柜，电堆监控箱，储液罐监控箱和管路监控箱，扩大容量时，只需对应增加标准的监控箱数量，扩展接入中控柜的总线节点即可满足扩容后更多变量监控的需求。同时，将现有技术中现场施工的串行任务变为并行任务，降低了生产周期和现场布线强度。

Description

标准化液流电池管理系统
技术领域
本发明涉及液流电池储能管理技术领域，特别涉及一种标准化液流电池管理系统。
背景技术
现有的液流电池管理系统属于非标产品，采用传统的过程控制模式，将现场各种需要监控的变量信号通过电缆集中送入中控柜4（如图1所示）。
1，现有技术下液流电池容量越大需要监控的变量越多，因此项目大小差异导致监控变量的差异，大容量液流电池的管理系统不能直接采用小容量电池的中控柜，需要根据项目需求设计生产中控柜。造成现有液流管理系统生产周期长。
2，所有信号汇入中控柜也导致现场中控柜接线工作量大，中控柜的尺寸决定了无法通过增加人手实现缩短接线周期的目标，因此现场布线强度高。
以上两个缺点导致现有的非标管理系统无法满足液流电池储能的快速发展。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种标准化液流电池管理系统，通过对液流电池工作原理的深入分析，将非标的液流电池管理系统拆分为标准的中控柜，电堆监控箱，储液罐监控箱和管路监控箱。用户可以根据现场需求自有组合监控箱，提升效率实现对液流电池项目的快速响应；扩大容量时，只需对应增加标准的监控箱数量，扩展接入中控柜的总线节点即可满足扩容后更多变量监控的需求；同时，将现有技术中现场施工的串行任务变为并行任务，降低了生产周期和现场布线强度。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种标准化液流电池管理系统，所述液流电池包括电堆、储液罐和管路，包括至少一个用于接收电推被监控变量信号的电堆监控箱、至少一个用于接收储液罐被监控变量信号的储液罐监控箱和至少一个用于接收管路被监控变量信号的管路监控箱；
所述电堆监控箱、储液罐监控箱和管路监控箱分别通过总线与中控柜连接。
进一步地，所述电堆监控箱与用于监控电堆变量信号的电堆监测模块电性连接；
所述储液罐监控箱与用于监控储液罐变量信号的储液罐监测模块电性连接；
所述管路监控箱与用于监控管路变量信号的管路监测模块电性连接。
进一步地，所述电堆监测模块通过电缆与所述电堆监控箱电性连接，所述储液罐监测模块通过电缆与所述储液罐监控箱电性连接，所述管路监测模块通过电缆与所述管路监控箱电性连接。
进一步地，所述电堆监测模块包括温度监测单元、电量监测单元、流量监测单元和压力监测单元。
进一步地，所述储液罐监测模块包括氢气监测单元、液位监测单元、温度监测单元和压力监测单元。
进一步地，所述管路监测模块包括温度监测单元、泵浦控制单元、流量监测单元、压力监测单元和阀门控制单元。
进一步地，所述电堆监控箱、储液罐监控箱、管路监控箱和中控柜均标准化设置。
进一步地，所述中控柜通过通讯线与外接系统电性连接。
本发明的有益效果是：
1）本发明通过对液流电池工作原理的深入分析，将非标的液流电池管理系统拆分为标准的中控柜，电堆监控箱，储液罐监控箱和管路监控箱。用户可以根据现场需求自有组合监控箱，提升效率实现对液流电池项目的快速响应。扩大容量时，只需对应增加标准的监控箱数量，扩展接入中控柜的总线节点即可满足扩容后更多变量监控的需求。同时，将现有技术中现场施工的串行任务变为并行任务，降低了生产周期和现场布线强度。
2）本发明通过将非标管理系统转化为标准系统，标准系统利于生产标准化，降低加工成本和质量管理；在提高生产效率的同时增强了产品质量，经验证提升项目响应效率200%以上并降低了现场劳动强度。
附图说明
图1为现有技术中液流电池管理系统的示意图；
图2为本发明中液流电池的示意图；
图3为本发明实施例中标准化液流电池管理系统的示意图；
图4为本发明实施例中钒流电池工作原理图；
图中，1、电堆监控箱；2、储液罐监控箱；3、管路监控箱；4、中控柜；5、电堆监测模块；6、储液罐监测模块；7、管路监测模块；8、电堆；9、储液罐，10、液流电池。
具体实施方式
下面将结合实施例，对本发明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，本领域技术人员在没有付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。
参阅图2-图4，本发明提供一种技术方案：
实施例：
如图2和图3所示，一种标准化液流电池管理系统，所述液流电池10包括电堆8、储液罐9和管路（其中管路为图2中液流电池10除去电堆8和储液罐9的其余部分），包括至少一个用于接收电推被监控变量信号的电堆监控箱1、至少一个用于接收储液罐被监控变量信号的储液罐监控箱2和至少一个用于接收管路被监控变量信号的管路监控箱3；
所述电堆监控箱1、储液罐监控箱2和管路监控箱3分别通过总线与中控柜4连接。
所述电堆监控箱1与用于监控电堆变量信号的电堆监测模块5电性连接；
所述储液罐监控箱2与用于监控储液罐变量信号的储液罐监测模块6电性连接；
所述管路监控箱3与用于监控管路变量信号的管路监测模块7电性连接。
所述电堆监测模块5通过电缆与所述电堆监控箱1电性连接，所述储液罐监测模块6通过电缆与所述储液罐监控箱2电性连接，所述管路监测模块7通过电缆与所述管路监控箱3电性连接。
所述电堆监测模块5包括温度监测单元、电量监测单元、流量监测单元和压力监测单元。
所述储液罐监测模块6包括氢气监测单元、液位监测单元、温度监测单元和压力监测单元。
所述管路监测模块7包括温度监测单元、泵浦控制单元、流量监测单元、压力监测单元和阀门控制单元。
所述电堆监控箱1、储液罐监控箱2、管路监控箱3和中控柜4均标准化设置。标准化设置指将中控柜4及前述三类监控箱设置为标准件。
所述中控柜4通过通讯线与外接系统电性连接。
其中，监测单元为各种对应的传感器，用于液流电池变量监测的传感器是本领域惯用技术手段，其具体型号根据实际监测需求对应选择即可，具体原理、型号此处不做赘述。
本申请基于液流电池的原理及基本结构，将液流电池拆分为电堆（功率单元）、储液罐（能量单元）及管路（输运系统）三大部分，并将液流电池管理系统拆分为中控柜4、电堆监控部分、储液罐监控部分和管路监控部分四大标准单元。
每个电堆、储液罐、管路均设置一个独立的监控箱即电堆监控箱、储液罐监控箱、管路监控箱，并通过总线模式汇入中控柜。因此监控箱和中控柜可以设计为标准产品。
液流电池的充放电原理是电解液内电子的交换，容量的大小由交换的电子数量决定。以钒流电池为例，如图4所示，（负极得到电子，正极失去电子）：
由此可知相同的电解液（浓度,成分相同），要增加电子数量只能增加电解液容积，液流电池制造商出于制造安装运输的考虑，作为能量单元的储液罐都是固定体积，增加储能容量是靠增加储液罐数量实现。
电堆作为功率单元是液流电池进行电化学反应的场所，受限于生产工艺，单个电堆功率约30Kw左右，增大功率的方法就是串联电堆。
因此增加液流电池容量，势必增加电堆，储液罐和输送管路数量，导致对应的监控信号线缆增多。
本发明针对电堆，储液罐和输送管路生产对应的标准监控箱。
当扩大容量时，只需对应增加标准的监控箱数量，硬件扩展接入中控柜的总线节点，软件调用对应的监控模块即可满足扩容后更多变量监控的需求。同时，将现有技术中现场施工的串行任务变为并行任务，降低了生产周期和现场布线强度。
本发明通过对液流电池工作原理的深入分析，将非标的液流电池管理系统拆分为标准的中控柜，电堆监控箱，储液罐监控箱和管路监控箱。用户可以根据现场需求自有组合监控箱，提升效率实现对液流电池项目的快速响应。
本发明通过将非标管理系统转化为标准系统，标准系统利于生产标准化，降低加工成本和质量管理；在提高生产效率的同时增强了产品质量，经验证提升项目响应效率200%以上并降低了现场劳动强度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种标准化液流电池管理系统，所述液流电池包括电堆、储液罐和管路，其特征在于：包括至少一个用于接收电推被监控变量信号的电堆监控箱、至少一个用于接收储液罐被监控变量信号的储液罐监控箱和至少一个用于接收管路被监控变量信号的管路监控箱；
所述电堆监控箱、储液罐监控箱和管路监控箱分别通过总线与中控柜连接；
所述电堆监控箱与用于监控电堆变量信号的电堆监测模块电性连接；
所述储液罐监控箱与用于监控储液罐变量信号的储液罐监测模块电性连接；
所述管路监控箱与用于监控管路变量信号的管路监测模块电性连接。
2.根据权利要求1所述标准化液流电池管理系统，其特征在于：所述电堆监测模块通过电缆与所述电堆监控箱电性连接，所述储液罐监测模块通过电缆与所述储液罐监控箱电性连接，所述管路监测模块通过电缆与所述管路监控箱电性连接。
3.根据权利要求1所述标准化液流电池管理系统，其特征在于：所述电堆监测模块包括温度监测单元、电量监测单元、流量监测单元和压力监测单元。
4.根据权利要求1所述标准化液流电池管理系统，其特征在于：所述储液罐监测模块包括氢气监测单元、液位监测单元、温度监测单元和压力监测单元。
5.根据权利要求1所述标准化液流电池管理系统，其特征在于：所述管路监测模块包括温度监测单元、泵浦控制单元、流量监测单元、压力监测单元和阀门控制单元。
6.根据权利要求1-4任一项所述标准化液流电池管理系统，其特征在于：所述电堆监控箱、储液罐监控箱、管路监控箱和中控柜均标准化设置。
7.根据权利要求6所述标准化液流电池管理系统，其特征在于：所述中控柜通过通讯线与外接系统电性连接。
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