CN220233247U - 一种模块化全钒液流电池储能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模块化全钒液流电池储能系统，目的是解决现有储能系统储液罐单独设置占地多，未按功能单元进行区分的技术问题，技术方案为：将两个集装箱体上下层叠设置，上层集装箱体内包括电气设备、上层负极储液罐、上层正极储液罐，功率模块设置在中部，上层系统负极磁力泵和上层系统正极磁力泵设置在功率模块两边，下层集装箱体内设置下层负极储液罐和下层正极储液罐，两个磁力泵分别设置在下层负极储液罐和下层正极储液罐的两边；本实用新型将固定功率容量的电池封装在上下叠放的两个集装箱内，上下层集装箱主要功能各不相同，整体按照功能单元划分，且储液罐集成在集装箱内，无需额外占用空间，节约资源。

Description

一种模块化全钒液流电池储能系统

技术领域

本实用新型属于全钒液流电池储能设备技术领域，尤其涉及一种模块化全钒液流电池储能系统。

背景技术

全钒液流电池是一种新型的储能装置，不仅可以作为太阳能、风能发电系统的配套储能装置，还可以作为电网的调峰装置，提高输电质量保障电网安全，同时还具有安全可靠、寿命长、效率高、环境友好等特点，成为规模储能的首选技术之一。全钒液流电池储能系统的设计具有灵活性高和可扩展性较强的优点，在大型电化学储能领域日益受到重视。

现有的全钒液流电池储能装置在集成布置时，并未将储液罐考虑在内，储液罐单独设置，造成储能装置占地多，且装置未按照功能单元进行区分。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种模块化全钒液流电池储能系统，以解决上述技术问题。

本实用新型为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：

一种模块化全钒液流电池储能系统，包括两个集装箱体、电气设备、上层负极储液罐、功率模块、上层正极储液罐、下层负极储液罐、下层正极储液罐、两个磁力泵、上层系统负极磁力泵和上层系统正极磁力泵；

所述两个集装箱体上下层叠设置，所述上层集装箱体内通过隔板分为电气设备隔仓和主仓，所述电气设备设置在电气设备隔仓中，所述上层负极储液罐和上层正极储液罐结构相同，设置在主仓的两边，所述功率模块设置在主仓的中部，所述上层系统负极磁力泵和上层系统正极磁力泵分别设置在功率模块的两边，所述下层负极储液罐和下层正极储液罐结构相同，顶面一边设有豁口，所述下层负极储液罐和下层正极储液罐设置在下层集装箱体内且豁口朝向两边，所述两个磁力泵分别设置在下层负极储液罐和下层正极储液罐的两个豁口处；

所述电气设备包括双向储能变流器和电池管理系统，所述双向储能变流器与电池管理系统电气连接；

所述功率模块包括若干组电堆和管路系统；

所述上层负极储液罐的侧壁上部设有上层负极进液接口、上层负极回液接口、系统负极回液接口，下部设有系统负极出液接口，所述下层负极储液罐上设有下层负极出液接口和下层负极回液接口，所述上层负极进液接口与磁力泵一端连通，所述磁力泵的另一端与下层负极出液接口连通，所述上层负极回液接口与下层负极回液接口连通，所述系统负极出液接口与上层系统负极磁力泵一端连通，所述上层系统负极磁力泵的另一端与功率模块的负极进液管道连通，所述系统负极回液接口与功率模块的负极回液管道连通；

所述上层正极储液罐的侧壁上部设有上层正极进液接口、上层正极回液接口和系统正极回液接口，下部设有系统正极出液接口，所述下层正极储液罐上设有下层正极出液接口和下层正极回液接口，所述上层正极进液接口与另一个磁力泵的一端连通，所述另一个磁力泵的另一端与下层正极出液接口连通，所述上层正极回液接口与下层正极回液接口连通，所述系统正极出液接口与上层系统正极磁力泵的一端连通，上层系统正极磁力泵的另一端与功率模块的正极进液管道连通，所述系统正极回液接口与功率模块的正极回液管道连通；

所述电池管理系统分别与若干组电堆、磁力泵、上层系统负极磁力泵和上层系统正极磁力泵电气连接；

优选的，所述上层负极储液罐、上层正极储液罐、下层负极储液罐和下层正极储液罐的外部均设有储液罐加强壳。

优选的，所述功率模块的系统管路上设有流量计、压力传感器和温度传感器；所述流量计、压力传感器和温度传感器均与电池管理系统电气连接。

优选的，所述上层负极储液罐、上层正极储液罐、下层负极储液罐和下层正极储液罐均采用聚乙烯、聚丙烯或者聚氯乙烯中的任意一种材料制成。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型将固定功率容量的电池封装在上下叠放的两个集装箱内，上下层集装箱主要功能各不相同，上层集装箱的主要由功率模块、电气设备和部分容量模块构成，下层集装箱的主要功能是由容量模块构成，上下层集装箱通过集装箱顶板以及底板的开孔中间的管路实现联通，整体按照功能单元划分，且储液罐集成在内，无需额外占用空间，节约资源；

2、本实用新型便于对上层模块进行改动，将上层集装箱内的正负极电解液储液罐取消，剩余空间用于功率模块的扩展，则可变为另一种功率容量的储能系统。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为图1中A区域的局部放大示意图；

图3为图1的主视结构示意图；

图4为本实用新型上层负极储液罐的管路连接示意图；

图5为本实用新型上层正极储液罐的管路连接示意图；

附图标记：1、集装箱体；2、电气设备；3、隔板；4、上层负极储液罐；5、储液罐加强壳；6、功率模块；7、上层正极储液罐；8、下层负极储液罐；9、下层正极储液罐；10、磁力泵；11、流量计；12、压力传感器；13、温度传感器；14、上层负极进液接口；15、上层负极回液接口；16、系统负极出液接口；17、系统负极回液接口；18、下层负极出液接口；19、下层负极回液接口；20、上层正极进液接口；21、上层正极回液接口；22、系统正极出液接口；23、系统正极回液接口；24、下层正极出液接口；25、下层正极回液接口；26、上层系统负极磁力泵；27、上层系统正极磁力泵。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本实用新型，但下述实施例仅仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。

下面结合附图描述本实用新型的具体实施例。

如图1-5所示，一种模块化全钒液流电池储能系统，包括两个集装箱体1、电气设备2、功率模块6、两个磁力泵10、上层系统负极磁力泵26、上层系统正极磁力泵27，聚氯乙烯制成的上层负极储液罐4、上层正极储液罐7、下层负极储液罐8和下层正极储液罐9，外部均设有储液罐加强壳5；

所述两个集装箱体1上下层叠设置，所述上层集装箱体1内通过隔板3分为电气设备隔仓和主仓，所述电气设备2设置在电气设备隔仓中，所述上层负极储液罐4和上层正极储液罐7结构相同，设置在主仓的两边，所述功率模块6设置在主仓的中部，所述上层系统负极磁力泵26和上层系统正极磁力泵27分别设置在功率模块6的两边，所述下层负极储液罐8和下层正极储液罐9结构相同，顶面一边设有豁口，所述下层负极储液罐8和下层正极储液罐9设置在下层集装箱体1内且豁口朝向两边，所述两个磁力泵10分别设置在下层负极储液罐8和下层正极储液罐9的两个豁口处；

功率模块6包括多组电堆和管路系统，管路系统管路上设有流量计11、压力传感器12和温度传感器13；所述电气设备2包括双向储能变流器和电池管理系统，所述双向储能变流器与电池管理系统电气连接；所述流量计11、压力传感器12和温度传感器13均与电池管理系统电气连接。

将固定功率容量的电池封装在上下叠放的两个集装箱内，上下层集装箱主要功能各不相同，上层集装箱的主要由功率模块、电气设备和部分容量模块构成，下层集装箱的主要功能是由容量模块构成，上下层集装箱通过集装箱顶板以及底板的开孔中间的管路实现联通，整体按照功能单元划分，且储液罐集成在内，无需额外占用空间，节约资源；

上层负极储液罐4的侧壁上部设有上层负极进液接口14、上层负极回液接口15、系统负极回液接口17，下部设有系统负极出液接口16，下层负极储液罐8上设有下层负极出液接口18和下层负极回液接口19，上层负极进液接口14与磁力泵10一端连通，磁力泵10的另一端与下层负极出液接口18连通，上层负极回液接口15与下层负极回液接口19连通，所述系统负极出液接口16与上层系统负极磁力泵26一端连通，所述上层系统负极磁力泵26的另一端与功率模块6的负极进液管道连通，系统负极回液接口17与功率模块6的负极回液管道连通；

上层正极储液罐7的侧壁上部设有上层正极进液接口20、上层正极回液接口21和系统正极回液接口23，下部设有系统正极出液接口22，下层正极储液罐9上设有下层正极出液接口24和下层正极回液接口25，上层正极进液接口20与另一个磁力泵10的一端连通，另一个磁力泵10的另一端与下层正极出液接口24连通，上层正极回液接口21与下层正极回液接口25连通，所述系统正极出液接口22与上层系统正极磁力泵27的一端连通，上层系统正极磁力泵27的另一端与功率模块6的正极进液管道连通，所述系统正极回液接口23与功率模块6的正极回液管道连通。

所述电池管理系统分别与若干组电堆、磁力泵10、上层系统负极磁力泵26和上层系统正极磁力泵27电气连接；

所述上层负极储液罐4、上层正极储液罐7、下层负极储液罐8和下层正极储液罐9还可以采用聚乙烯、聚丙烯中的任意一种材料制成。

本实用新型的运行原理：

本实用新型使用时，分别启动两个磁力泵10、上层系统负极磁力泵26和上层系统正极磁力泵27，在磁力泵的作用下：

负极电解液循环过程：下层负极储液罐8内的负极电解液从下层负极出液接口18通过磁力泵10沿管路从上层负极进液接口14进入上层负极储液罐4，上层负极储液罐4内的负极电解液从系统负极出液接口16出去，通过上层系统负极磁力泵26进入系统功率模块6的循环管路循环系统中，负极电解液经过管路循环后，从系统负极回液接口17流回上层负极储液罐4内，完成负极电解液的循环，当上层负极储液罐4内的负极电解液过多时，多余的电解液从上层负极回液接口15沿管道从下层负极回液接口19流入下层负极储液罐8中，防止上层负极储液罐4内的电解液过量；

正极电解液循环过程：下层正极储液罐9内的正极电解液从下层正极出液接口24通过磁力泵10沿管路从上层正极进液接口20进入上层正极储液罐7内，上层正极储液罐7内的正极电解液从系统正极出液接口22流出，通过上层系统正极磁力泵27进入系统功率模块6的循环管路循环系统中，正极电解液经过管路循环后，从系统正极回液接口23回到上层正极储液罐7内，完成正极电解液的循环，当上层正极储液罐7内的正极电解液过多时，多余的电解液从上层正极回液接口21沿管道从下层正极回液接口25流入下层正极储液罐9中，防止上层正极储液罐7内的电解液过量；

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种模块化全钒液流电池储能系统，其特征在于，包括两个集装箱体(1)、电气设备(2)、上层负极储液罐(4)、功率模块(6)、上层正极储液罐(7)、下层负极储液罐(8)、下层正极储液罐(9)、两个磁力泵(10)、上层系统负极磁力泵(26)和上层系统正极磁力泵(27)；

所述两个集装箱体(1)上下层叠设置，所述上层集装箱体(1)内通过隔板(3)分为电气设备隔仓和主仓，所述电气设备(2)设置在电气设备隔仓中，所述上层负极储液罐(4)和上层正极储液罐(7)结构相同，设置在主仓的两边，所述功率模块(6)设置在主仓的中部，所述上层系统负极磁力泵(26)和上层系统正极磁力泵(27)分别设置在功率模块(6)的两边，所述下层负极储液罐(8)和下层正极储液罐(9)结构相同，顶面一边设有豁口，所述下层负极储液罐(8)和下层正极储液罐(9)设置在下层集装箱体(1)内且豁口朝向两边，所述两个磁力泵(10)分别设置在下层负极储液罐(8)和下层正极储液罐(9)的两个豁口处；

所述电气设备(2)包括双向储能变流器和电池管理系统，所述双向储能变流器与电池管理系统电气连接；

所述功率模块(6)包括若干组电堆和管路系统；

所述上层负极储液罐(4)的侧壁上部设有上层负极进液接口(14)、上层负极回液接口(15)、系统负极回液接口(17)，下部设有系统负极出液接口(16)，所述下层负极储液罐(8)上设有下层负极出液接口(18)和下层负极回液接口(19)，所述上层负极进液接口(14)与磁力泵(10)一端连通，所述磁力泵(10)的另一端与下层负极出液接口(18)连通，所述上层负极回液接口(15)与下层负极回液接口(19)连通，所述系统负极出液接口(16)与上层系统负极磁力泵(26)一端连通，所述上层系统负极磁力泵(26)的另一端与功率模块(6)的负极进液管道连通，所述系统负极回液接口(17)与功率模块(6)的负极回液管道连通；

所述上层正极储液罐(7)的侧壁上部设有上层正极进液接口(20)、上层正极回液接口(21)和系统正极回液接口(23)，下部设有系统正极出液接口(22)，所述下层正极储液罐(9)上设有下层正极出液接口(24)和下层正极回液接口(25)，所述上层正极进液接口(20)与另一个磁力泵(10)的一端连通，所述另一个磁力泵(10)的另一端与下层正极出液接口(24)连通，所述上层正极回液接口(21)与下层正极回液接口(25)连通，所述系统正极出液接口(22)与上层系统正极磁力泵(27)的一端连通，上层系统正极磁力泵(27)的另一端与功率模块(6)的正极进液管道连通，所述系统正极回液接口(23)与功率模块(6)的正极回液管道连通；

所述电池管理系统分别与若干组电堆、磁力泵(10)、上层系统负极磁力泵(26)和上层系统正极磁力泵(27)电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种模块化全钒液流电池储能系统，其特征在于，所述上层负极储液罐(4)、上层正极储液罐(7)、下层负极储液罐(8)和下层正极储液罐(9)的外部均设有储液罐加强壳(5)。

3.根据权利要求1所述的一种模块化全钒液流电池储能系统，其特征在于，所述功率模块(6)的系统管路上设有流量计(11)、压力传感器(12)和温度传感器(13)；所述流量计(11)、压力传感器(12)和温度传感器(13)均与电池管理系统电气连接。

4.根据权利要求1所述的一种模块化全钒液流电池储能系统，其特征在于，所述上层负极储液罐(4)、上层正极储液罐(7)、下层负极储液罐(8)和下层正极储液罐(9)均采用聚乙烯、聚丙烯或者聚氯乙烯中的任意一种材料制成。