CN217405666U - 一种电燃料储能系统 - Google Patents
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Abstract
本申请属于储能技术领域，尤其涉及一种电燃料储能系统，电燃料储能系统包括储液罐，用于储存电燃料；供能装置，连接于所述储液罐且用于为所述储液罐中的电燃料充电；循环流动装置，连接于所述储液罐且用于循环所述储液罐中的电燃料。本申请提供的电燃料储能系统，通过储液罐来储存电燃料，当电燃料处于待充电状态时，可以通过供能装置为电燃料充电，充满电后的电燃料可以用于为移动设施(例如电燃料车辆)加注。同时，与储液罐连接的循环流动装置可以实时循环流动储液罐内的电燃料，使储液罐内的电燃料保持相对均匀，以便于为移动设施加注，有效解决了现有技术中存在的电燃料易出现沉淀、分层等分布不均的问题，提高电燃料的均匀程度。
Description
技术领域
本申请属于储能领域，更具体地说，是涉及一种电燃料储能系统。
背景技术
近年来，能源短缺与化石能源广泛应用带来的污染带来的问题愈发严重，随着汽车使用率的不断提高，人们对环境保护意识的不断提高，对汽车排放的要求也越来越严格。当前市场上常用的纯电动汽车动力来源一般是从铅酸、镍氢、锂离子的蓄电池中获取。该类蓄电池的电解液密封固定在电池内部，单次充电储存的容量有限，且充电时间较长，导致使用该类蓄电池的电动汽车续航能力差，能够行驶使用的时间也短。
电燃料电池作为一种新型电池，具有功率和容量调节各自独立的优势、易规模化，能量密度高、使用寿命长、且电解液可循环使用，作为可再生能源行业的新兴燃料，电燃料储能系统的建设问题也受到了广泛的关注。目前的电燃料储能系统，一般通过大型的储液罐来储存电燃料，在电燃料存储的过程中，电燃料中的活性物质会受到温度的影响，在储液罐中发生沉淀、分层等情况，导致电燃料在储液罐中出现分布不均等问题，影响车辆等设施的电燃料的加注。
实用新型内容
本申请实施例的目的在于提供一种电燃料储能系统，以解决现有技术中存在的电燃料易在储液罐中发生沉淀和分层的技术问题。
为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案是：提供一种电燃料储能系统，包括：
储液罐，用于储存电燃料；
供能装置，连接于所述储液罐且用于为所述储液罐中的电燃料充电；
循环流动装置，连接于所述储液罐且用于循环所述储液罐中的电燃料。
可选地，所述循环流动装置包括连接于所述储液罐的输出管道、两端分别连接于所述输出管道和储液罐的回流管道，以及连接于所述输出管道的循环泵。
可选地，所述输出管道连接于所述储液罐的两侧，和/或，所述回流管道连接于所述储液罐的底部。
可选地，所述循环流动装置还包括连接于所述回流管道和/或所述输出管道的控制阀。
可选地，所述储液罐设置有两个以上，且各所述储液罐间隔设置。
可选地，所述储液罐设置于地下空间，或者所述储液罐形成于所述地下空间。
可选地，所述储液罐的内壁设置有防护涂层，或/和，所述储液罐内填充有氮气。
可选地，所述供能装置包括充电设备和连接于所述充电设备的电池堆，所述电池堆连接于所述储液罐并用于将所述充电设备的电能转化为电燃料的化学能。
可选地，所述充电设备为风能充电设备、太阳能充电设备或地热能充电设备中的至少一种。
可选地，电燃料采用含有Fe2+/Fe3+、V2+/V3+或Mn2+/Mn3+的无机电燃料，或者，电燃料采用基于咯嗪、硝酰自由基、醌类或甲基联吡啶-二茂铁的有机电燃料，或者，电燃料采用含有硫化锂、钛酸锂、锂镍锰氧化物或高分子聚合物的纳米流体材料。
本申请实施例提供的一种电燃料储能系统至少具有如下有益效果：与现有技术相比，本申请实施例提供的电燃料储能系统，通过储液罐来储存电燃料，当电燃料处于待充电状态时，可以通过供能装置为电燃料充电，充满电后的电燃料可以用于为移动设施(例如电燃料车辆)加注。同时，与储液罐连接的循环流动装置可以实时循环流动储液罐内的电燃料，使储液罐内的电燃料保持相对均匀，以便于为移动设施加注，有效解决了现有技术中存在的电燃料易出现沉淀、分层等分布不均的问题，提高电燃料的均匀程度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的电燃料储能系统的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的电燃料系统的运行原理图。
其中，图中各附图标记：
10、储液罐；20、循环流动装置；21、输出管道；22、回流管道；23、循环泵；24、控制阀；30、供能装置；31、充电设备；32、电池堆。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在具体实施方式中所描述的各个具体技术特征和各实施例，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征/实施例/实施方式的组合可以形成不同的实施方式，为了避免不必要的重复，本申请中各个具体技术特征/实施例/实施方式的各种可能的组合方式不再另行说明。
前的电燃料储能系统，一般通过大型的储液罐来储存电燃料，在电燃料存储的过程中，电燃料中的活性物质会受到温度的影响，例如四季温度的变化和昼夜温差的影响，使得电燃料容易在储液罐中发生沉淀、分层等情况，并且长期的放置也会使储液罐中的电燃料发生沉淀问题，导致电燃料在储液罐中出现分布不均等问题，影响车辆等设施的电燃料的加注。
由此，本申请实施例提供了一种电燃料储能系统，其能够解决现有技术中的电燃料易发生沉淀、分层的问题，有效提供储液罐中电燃料的均匀性，方便车辆等设施的电燃料加注。
请一并参考图1和图2，本申请实施例提供的电燃料储能系统包括储液罐 10、供能装置30和循环流动装置20，其中，储液罐10可以用于储存电燃料，供能装置30连接于储液罐10，且供能装置30能够为储液罐10中的电燃料充电，以使储液罐10中的电燃料储液从待充电状态转换为已充满电状态。循环流动装置20可以连接于储液罐10，循环流动装置20可以用于循环储液罐10中的电燃料，使储液罐10中的电燃料处于流动状态。如此，即便储液罐10中的电燃料在长期存放后，或者受到气温变化的影响时，储液罐10中的电燃料能够依靠循环流动装置20来保持流动状态，使电燃料能够处于相对均匀的状态，解决了现有技术中电燃料容易出现沉淀或分层的问题，提高储液罐10中的电燃料的均匀性，有利于电燃料的保存以及电燃料的加注操作。
作为本实施例的其中一种可选实施方式，请参考图1，循环流动装置20包括输出管道21、回流管道22和循环泵23，其中，输出管道21的一端连接于储液罐10，输出管道21的另一端连接于回流管道22，回流管道22与储液罐10 连接，循环泵23连接于输出管道21。如此，循环流动装置20可以通过循环泵 23将储液罐10中的电燃料泵入输出管道21中，在流经输出管道21后，电燃料可以通过输出管道21重新回到储液罐10中，从而完成储液罐10中电燃料的循环流动，使电燃料处于流动状态，有效防止电燃料出现沉淀或分层等问题。
具体地，作为本实施例的其中一种可选实施方式，请参考图1，输出管道 21可以连接于储液罐10的两侧，输出管道21可以设置有两根，两根输出管道 21可以分别连接在储液罐10的两侧位置处。如此，可以通过两侧的输出管道 21对储液罐10两侧位置处的电燃料进行充分循环流动，提高储液罐10中电燃料的均匀性。
具体应用中，为了提高电燃料的储存量，储液罐10的尺寸一般较大，这进一步增加了电燃料出现沉淀、分层的可能性，而本实施方式通过在储液罐10 的两侧位置连接输出管道21，并且输出管道21可以连接在储液罐10的中部位置处，使储液罐10中的电燃料得到充分循环流动。当然，在别的实施方式中，也可以根据储液罐10的尺寸等参数，设置一根或多根输出管道21，并且在设置多根输出管道21时，各输出管道21可以均匀间隔设置。
具体地，作为本实施例的其中一种可选实施方式，请参考图1，回流管道 22可以连接于储液罐10的底部，如此，通过回流管道22将输出管道21中的电燃料从储液罐10的底部重新注入储液罐10中。具体应用中，由于循环泵23 的作用，输出管道21和回流管道22中的电燃料具有一定的动能，当电燃料通过回流管道22重新注入储液罐10中时，重新进入储液罐10中的电燃料能够从储液罐10的底部，向储液罐10的上方流动一段距离，从而对储液罐10中的电燃料起到一定的搅拌作用，使电燃料的更为均匀。
具体地，回流管道22数量也可以与输出管道21的数量相对应，并且循环泵23的数量可以与输出管道21的数量对应，也可以两根或多根输出管道21 连接于一根回流管道22。示例性的，回流管道22可以设置有一根，输出管道 21可以设置有两根并连接于储液罐10的两侧位置处，两根输出管道21可以均连接于回流管道22，这样储液罐10两侧的电燃料能够在回流管道22中聚集混合，并重新出入储液罐10的底部，从而进一步提高电燃料的均匀性。
具体应用中，回流管道22和输出管道21也可以连接于储液罐10的其他位置处，例如，输出管道21可以连接于储液罐10的底部，回流管道22可以连接于储液罐10的中部或顶部位置处，如此，通过循环泵23将储液罐10底部的电燃料转移至储液罐10的中部或定位位置，也可实现提高电燃料均匀性的效果。
作为本实施例的其中一种可选实施方式，请参考图1，循环流动装置20还包括控制阀24，控制阀24可以连接于回流管道22或输出管道21，或者，控制阀24也可以同时设置在回流管道22和输出管道21上。如此，通过控制阀24 来实现回流管道22和输出管道21的开闭，方便控制循环流动装置20的启闭以及控制循环流动装置20的流量。
具体地，控制阀24可以为电磁阀，电磁阀可以与循环泵23配合使用，通过电磁阀控制管道的开闭，并通过循环泵23来控制电燃料的泵送效率，从而实现储液罐10中电燃料的循环流动效果。
作为本实施例的其中一种可选实施方式，请参考图1，储液罐10可以设置有两个以上，且各储液罐10可以间隔设置。具体应用中，储液罐10可以根据实际情况合理选择数量和尺寸，一般每个电燃料储能系统可以配备多个储液罐 10，每个储液罐10的尺寸可以相同，且每个储液罐10可以均配备有对应的循环流动装置20。
具体地，请参考图1和图2，当储液罐10中的电燃料处于已充满电的状态时，该储液罐10中的电燃料可以直接用于加注电燃料车辆等设施，而电燃料车辆中使用后的电燃料可以注入至另一储液罐10中，使用后的电燃料处于待充电状态，通过供能装置30对储存有待充电状态的电燃料的储液罐10进行充电，直至该储液罐10中的电燃料处于已充满电状态，并用于电燃料设施的加注，如此往复循环使用，能够提高电燃料车辆等设施的加注操作效率。
作为本实施例的其中一种可选实施方式，储液罐10可以设置于地下空间，具体应用中，由于储液罐10的体积相对较大，设置在地面上需要占用较大的空间，并且电燃料中含有酸、碱或重金属离子等，一旦储液罐10发生泄漏等问题，容易对现场环境以及附近的人员造成损伤，并且还会影响电燃料储能系统的运行。而本实施方式，选择将储液罐10设置在地下空间，一方面，可以减少储液罐10的空间占用，减少空间成本，另一方面，储液罐10在地下空间能够减少因电燃料泄漏而导致的环境污染和人员损伤。
同时，对于一些四季温度变化较大或昼夜温差较大的环境，还会在储液罐 10中增设加热装置和冷却装置，以使储液罐10的温度保持稳定，而将储液罐 10设置在地下空间，能够利用地下空间较小的温度差来提高电燃料的稳定性，也能够降低加热装置及冷却装置的能耗，有利于长期储存电燃料。
具体应用中，储液罐10可以为金属罐体或高分子管体并埋藏在地下，也可以为形成于地下空间中的溶洞、山洞、盐穴或者人工挖掘形成的洞窟。
作为本实施例的其中一种可选实施方式，储液罐10的内壁可以设置有防护涂层，具体地，当储液罐10为金属罐体时，储液罐10可以采用耐腐蚀的金属材料制成，例如不锈钢等，此时储液罐10的内部可以涂覆防护涂层。而在储液罐10为盐穴或溶洞时，可以在盐穴和溶洞的表面喷涂防护涂层，以防止受到电燃料的腐蚀；而在储液罐10为人工挖掘的土壤洞窟时，防护涂层可以为塑料涂层，并且可以在塑料涂层上再喷涂对应的耐腐蚀涂层。
作为本实施例的其中一种可选实施方式，储液罐10内可以填充有氮气，以防止电燃料因长时间放置而受到氧化，提高电燃料的稳定性。
作为本实施例的其中一种可选实施方式，供能装置30包括充电设备31和电池堆32，充电设备31连接于电池堆32，电池堆32可以连接于储液罐10，且电池堆32可以将充电设备31的电能转化为电燃料的化学能。
具体地，电池堆32可以包括阳极槽体、阴极槽体以及隔膜，阳极槽体和阴极槽体可以位于隔膜的两侧，阳极槽体内为具有正极活性物质的正极电解液，阴极槽体内为具有负极活性物质的负极电解液，正极电解液和负极电解液中的电解质可以穿过隔膜，而正极活性物质和负极活性物质无法穿过隔膜。
作为本实施例的其中一种可选实施方式，请参考图1，充电设备31可以为风能充电设备、太阳能充电设备或地热能充电设备中的至少一种。这样的设计，能够利用风能或太阳能这种可再生能源对储液罐10中的电燃料进行充电，使电燃料储能系统更为环保。具体应用中，充电设备31可以为一种或多种充电设备并联使用，利用同时设置风能充电设备和太阳能充电设备，并且可以与充电设备31可以与电网连接，当风能充电设备和太阳能充电设备的所产生的电量多于储液罐10中电燃料充电所需的电量时，余下的电量输入至电网，相应地，当风能充电设备和太阳能充电设备所产生的电量不足时，可以利用电网对储液罐10中的电燃料进行充电，提高电燃料储能系统的稳定性。
作为本实施例的其中一种可选实施方式，电燃料可以采用含有Fe2+/Fe3+、 V2+/V3+或Mn2+/Mn3+的无机电燃料，或者，电燃料可以采用基于咯嗪、硝酰自由基、醌类或甲基联吡啶-二茂铁的有机电燃料，或者，电燃料可以采用含有硫化锂、钛酸锂、锂镍锰氧化物或高分子聚合物的纳米流体材料。示例性的，电燃料可以为含有V2+/V3+以及VO2 +/VO2+，钒离子浓度1.7M，能量密度为29Wh/L 的无机电燃料。
具体应用中，本实施例的电燃料储能系统既可以用于存储电燃料，也可以在存储电燃料的同时，为电燃料车辆等设施加注电燃料。示例性的，请参考图 2，当电燃料储能系统用于为电燃料车辆加注电燃料时，电燃料储能系统可以包括加注装置，加注装置连接于储液罐10，利用加注装置将储液罐10中充满电的电燃料加注至电燃料车辆中。
具体地，电燃料车辆可以为家用车辆、货车或巴士等车辆类型，电燃料车辆可以包括储液箱、电燃料交换口、车载电池堆、直流受电接口、直流驱动电机、车轮以及整车控制器等部件，其中，储液箱可以通过电燃料交换口实现电燃料的卸载和加注，车载电池堆可以用于将电燃料的化学能转化为电能，直流驱动电机可以通过直流受电接口获得车载电池堆的电能，从而驱动车辆行驶。当然，在别的实施方式中，电燃料储能系统可以为其他电燃料设施加注电燃料，各电燃料设施的结构可以参照现有技术，本实施例不再赘述。
本申请实施例提供的一种电燃料储能系统至少具有如下有益效果：与现有技术相比，本申请实施例提供的电燃料储能系统，通过储液罐10来储存电燃料，当电燃料处于待充电状态时，可以通过供能装置30为电燃料充电，充满电后的电燃料可以用于为移动设施(例如电燃料车辆)加注。同时，与储液罐10连接的循环流动装置20可以实时循环流动储液罐10内的电燃料，使储液罐10内的电燃料保持相对均匀，以便于为移动设施加注，有效解决了现有技术中存在的电燃料易出现沉淀、分层等分布不均的问题，提高电燃料的均匀程度。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种电燃料储能系统，其特征在于，包括：
储液罐，用于储存电燃料；
供能装置，连接于所述储液罐且用于为所述储液罐中的电燃料充电；
循环流动装置，连接于所述储液罐且用于循环所述储液罐中的电燃料。
2.如权利要求1所述的电燃料储能系统，其特征在于，所述循环流动装置包括连接于所述储液罐的输出管道、两端分别连接于所述输出管道和储液罐的回流管道，以及连接于所述输出管道的循环泵。
3.如权利要求2所述的电燃料储能系统，其特征在于，所述输出管道连接于所述储液罐的两侧，和/或，所述回流管道连接于所述储液罐的底部。
4.如权利要求2所述的电燃料储能系统，其特征在于，所述循环流动装置还包括连接于所述回流管道和/或所述输出管道的控制阀。
5.如权利要求1所述的电燃料储能系统，其特征在于，所述储液罐设置有两个以上，且各所述储液罐间隔设置。
6.如权利要求1所述的电燃料储能系统，其特征在于，所述储液罐设置于地下空间，或者所述储液罐形成于所述地下空间。
7.如权利要求1所述的电燃料储能系统，其特征在于，所述储液罐的内壁设置有防护涂层，或/和，所述储液罐内填充有氮气。
8.如权利要求1至7中任一项所述的电燃料储能系统，其特征在于，所述供能装置包括充电设备和连接于所述充电设备的电池堆，所述电池堆连接于所述储液罐并用于将所述充电设备的电能转化为电燃料的化学能。
9.如权利要求8所述的电燃料储能系统，其特征在于，所述充电设备为风能充电设备、太阳能充电设备或地热能充电设备中的至少一种。
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