专利汇可以提供一种分布式热平衡储电充电装置及其充电方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种分布式热平衡储电充电装置及其充电方法,包括液流 电池 堆、换流器及流经换流器内 变压器 线圈的液流电池 电解 液循环管路的结构。通过液流电池中电解液的循环过程流经换流器内变压器线圈内部流道,保证热阻最低的情况下直接对产热最严重的部件进行直接冷却,在无需额外做功的情况下对换流器进行高效低阻的冷却,而换流器运行中产生的废 热能 够对电解液预热提高电池运行效率,在无需额外做功的前提下实现换流器及液流电池的协同互补运行。同时充电装置整体可以在通过 电网 在夜间或闲时充电起到电网调峰的作用,降低充电成本;还可以通过 太阳能 、 风 能 等具有间歇性、 波动 性问题的 可再生 能源 直接充电,降低 可再生能源 并网的难度。,下面是一种分布式热平衡储电充电装置及其充电方法专利的具体信息内容。
1.一种分布式热平衡储电充电装置,其特征在于,包括充电装置本体以及设置在充电
装置本体上的正极储液罐(1)、负极储液罐(2)、正极储液罐电解液进口(3)、负极储液罐电解液进口(4)、液流电池堆(5)、正极电解液循环泵(6)、负极电解液循环泵(7)、液流电池控制单元(8)、正极电解液循环管路(9)、负极电解液循环管路(10)、换流器(11)、市电输入单元(12)、新能源发电输入单元(13)、交流供电输出单元(14)、直流供电输出单元(15)、壳体(16);其中壳体(16)包覆在充电装置外部,正极储液罐电解液进口(3)位于正极储液罐(1)外侧,正极储液罐(1)通过正极电解液循环管路(9)经过换流器(11)与液流电池堆(5)相连,正极电解液循环泵(6)与正极电解液循环管路(9)相连,负极储液罐电解液进口(4)位于负极储液罐(2)外侧,负极储液罐(2)通过负极电解液循环管路(10)经过换流器(11)与液流电池堆(5)相连,负极电解液循环泵(7)与负极电解液循环管路(10)相连,液流电池堆(5)、液流电池控制单元(8)、换流器(11)、市电输入单元(12)、新能源发电输入单元(13)、交流供电输出单元(14)、直流供电输出单元(15)通过电路相连。
2.根据权利要求1所述的一种分布式热平衡储电充电装置,其特征在于,所述的换流器(11)包括逻辑电路模块(21)、驱动电路模块(22)、高压滤波器模块(23)、转换电路模块(24)、整流电路模块(25)、低压滤波器模块(26)、变压器模块(27)、印刷电路板(28),其中逻辑电路模块(21)、驱动电路模块(22)、高压滤波器模块(23)、转换电路模块(24)、整流电路模块(25)、低压滤波器模块(26)、变压器模块(27)通过印刷电路板(28)相连。
3.根据权利要求2所述的一种分布式热平衡储电充电装置,其特征在于,所述的印刷电路板(28)包括线圈正极电解液流道(29)、线圈负极电解液流道(30)、线圈正极电解液进口(31)、线圈正极电解液出口(32)、线圈正极电解液出口(33)、电路板负极电解液出口(34)、变压器线圈(35),其中线圈正极电解液流道(29)、线圈负极电解液流道(30)均位于变压器线圈(35)金属芯内部,线圈正极电解液进口(32)和线圈正极电解液出口(33)通过线圈正极电解液流道(29)相连,线圈正极电解液出口(33)和电路板负极电解液出口(34)通过线圈负极电解液流道(30)相连。
4.根据权利要求1所述的一种分布式热平衡储电充电装置,其特征在于,所述的正极储液罐(1)应为具有较高散热面积的压力容器,制备材料应为金属材料或碳材料的导热材料;
所述的负极储液罐(2)应为具有较高散热面积的压力容器,制备材料应为金属材料或碳材料的导热材料。
5.根据权利要求1所述的一种分布式热平衡储电充电装置,其特征在于,所述的液流电池堆(5)包括集流板(17)、正极(18)、交换膜(19)、负极(20),其中集流板(17)位于正极(18)和负极(20)两侧,正极(18)和负极(20)通过交换膜(19)相连,其中所述的集流板(17)应为金属材料或碳材料的导电材料,所述的正极(18)应为具有多孔结构的金属材料或碳材料的导电材料,所述的交换膜(19)包括阳离子交换膜、阴离子交换膜或中性交换膜,所述的负极(20)应为具有多孔结构的金属材料或碳材料的导电材料。
6.根据权利要求1所述的一种分布式热平衡储电充电装置,其特征在于,所述的正极电解液循环泵(6)应为离心泵或蠕动泵,是具有循环功能的液体输送装置;所述的负极电解液循环泵(7)应为离心泵或蠕动泵,是具有循环功能的液体输送装置。
7.根据权利要求1所述的一种分布式热平衡储电充电装置,其特征在于,所述的换流器(11)应为换流器、逆变器或直流-直流变换器,是具有电流转换功能的装置。
8.根据权利要求3所述的一种分布式热平衡储电充电装置,其特征在于,所述的变压器线圈(35)为呈环形的导线绕组,且线圈内部刻蚀有电解液通过的流道,所述的变压器线圈(35)为空芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈或铜芯线圈。
9.一种如权利要求1-8任意一项所述分布式热平衡储电充装置的充电方法,其特征在
于,
步骤S100:电堆充电预热和线圈冷却:电堆充电包括三种方式:通过电网直接充电、通过太阳能和风能可再生能源直接充电以及直接更换充电后的电解液;直接更换充电后的电解液这种方式可以将充电后的电解液通过正极储液罐电解液进口(3)和负极储液罐电解液进口(4)分别进入正极储液罐(1)和负极储液罐(2)中完成充电过程;通过电网直接充电和通过可再生能源直接充电都需要外部电力分别通过市电输入单元(12)和新能源发电输入单元(13)进入液流电池堆(5)进行充电,正极储液罐(1)内的正极电解液通过正极电解液循环管路(9)在正极电解液循环泵(6)的作用下流入变压器线圈(35)内部结构,进一步正极电解液通过线圈正极电解液进口(32)进入线圈正极电解液流道(29)与变压器线圈(35)进行换热,降低变压器线圈(35)温度升高正极电解液温度,进一步吸收热量后的正极电解液在线圈正极电解液出口(32)流出经过正极电解液循环管路(9)流入液流电池堆正极(18)失去电子进行氧化反应;同时负极储液罐(2)内的负极电解液通过负极电解液循环管路(10)在负极电解液循环泵(7)的作用下流入变压器线圈(35)内部结构,进一步负极电解液通过线圈正极电解液出口(33)进入线圈负极电解液流道(30)与换流器(11)进行换热,降低变压器线圈(35)温度升高负极电解液温度,进一步吸收热量后的负极电解液在电路板负极电解液出口(34)流出经过负极电解液循环管路(10)流入液流电池堆负极(20)得到电子进行还原反应,反复循环实现电堆充电预热和换流器冷却过程;
步骤S200:电堆放电预热和线圈冷却:在放电过程中,正极储液罐(1)内的正极电解液通过正极电解液循环管路(9)在正极电解液循环泵(6)的作用下流入变压器线圈(35)内部结构,进一步正极电解液通过线圈正极电解液进口(32)进入线圈正极电解液流道(29)与变压器线圈(35)进行换热,降低变压器线圈(35)温度升高正极电解液温度,进一步吸收热量后的正极电解液在线圈正极电解液出口(32)流出经过正极电解液循环管路(9)流入液流电池堆正极(18)得到电子进行还原反应;同时负极储液罐(2)内的负极电解液通过负极电解液循环管路(10)在负极电解液循环泵(7)的作用下流入变压器线圈(35)内部结构,进一步负极电解液通过线圈正极电解液出口(33)进入线圈负极电解液流道(30)与变压器线圈(35)进行换热,降低变压器线圈(35)温度升高负极电解液温度,进一步吸收热量后的负极电解液在电路板负极电解液出口(34)流出经过负极电解液循环管路(10)流入液流电池堆负极(20)失去电子进行氧化反应;
液流电池放电过程中产生的电力通过变压器线圈(35)从交流供电输出单元(14)或直流供电输出单元(15)完成电堆放电预热和换流器(11)冷却过程,即实现充电装置的对外充电过程;
步骤S300:电解液冷却和再循环:电解液由液流电池电堆(5)流出分别进入正极储液罐(1)和负极储液罐中(2)进行自然冷却降温,进一步由正极储液罐(1)由负极储液罐(2)流经换流器进入液流电池电堆(5)完成循环。
10.根据权利要求9所述的一种分布式热平衡储电充电装置的充电方法,其特征在于, 所述的电解液包括具有氧化还原特性的电解液,具体为含有氧化还原电对V4+ / V5+、V2+ / V3+、Cr2+ / Cr3+、Fe2+ / Fe3+、Mn2+ / Mn3+等的无机电解液、基于咯嗪、硝酰自由基或醌类的有机电解液、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电解液。
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