專利名稱：一種液流電池的集成系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電化學儲能系統(tǒng)，具體講涉及一種液流電池的集成系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電能是一種難以存儲而又不可或缺的商品，任何時刻它的生產(chǎn)都要滿足用電需求，因此人們一直尋找經(jīng)濟可行的儲能技術(shù)，以平衡供需關(guān)系，穩(wěn)定電力供應。電能存儲在以下幾個方面起著重要的作用進行電能管理，用電高峰時協(xié)助發(fā)電，平衡負載以維護電網(wǎng)的穩(wěn)定；提供電能輔助服務，包括頻率調(diào)節(jié)、運轉(zhuǎn)備用、固定存儲、長期存儲；分散在電能傳輸與分布的節(jié)點上，進行電壓控制，提高電能質(zhì)量及系統(tǒng)穩(wěn)定；與太陽能、風能等再生源結(jié)合，解決用電與發(fā)電的時段差矛盾，穩(wěn)定再生能源的輸出，提高其在能源中的比例；作為政府、醫(yī)院、社區(qū)、軍事、通訊、工廠等重要部門大型不間斷電源；與大型火力發(fā)電站聯(lián)合，降低電站峰值容量與發(fā)電成本并減小污染；可根據(jù)不同時段的電差價進行電力貿(mào)易。以化學能方式存儲電能的電池能量存儲系統(tǒng)，由于選址靈活、成本低、效率高，應用前景良好。其中液流電池由于功率和容量的設計是獨立的，電解液中的化學物質(zhì)通過氧化還原反應被重復利用，系統(tǒng)可以自動化封閉運行，對環(huán)境影響小，所以在電池儲能領(lǐng)域發(fā)展很快。液流電池是一種新型電能儲存技術(shù)，工作原理如圖1所示，正負極電解液通過循環(huán)泵輸送到電堆內(nèi)，在惰性電極上發(fā)生電化學反應后送回到電解液儲罐中。液流電池的一個顯著特點是能量轉(zhuǎn)化和能量存儲是相對獨立的，也就是電堆和電解液相對獨立，液流電池功率和容量配置靈活。公開號為CN200610046183. 6的發(fā)明專利公開了一種大功率氧化還原液流儲能電堆模塊化結(jié)構(gòu)及其群組模式，其中至少具有一個子電堆，電解液通過電解液輸送泵經(jīng)各子電堆液路進入各子單元液路中，其中公開了由1 40個子電堆、管路和儲液罐等構(gòu)成的一套液流電池系統(tǒng)。圖2示出了一種更大規(guī)模的采用上述液流電池組合的液流電池系統(tǒng)。電力系統(tǒng)應用大規(guī)模儲能技術(shù)應考慮儲能系統(tǒng)的運行情況、維護成本、可靠性、壽命和冗余調(diào)節(jié)能力等多方面因素。雖然采用大規(guī)模液流電池系統(tǒng)儲能技術(shù)可以有效緩解用電供需矛盾、提高電網(wǎng)安全和穩(wěn)定性、改善供電質(zhì)量，并能積極促進可再生能源的利用和發(fā)展，但是大規(guī)模液流電池系統(tǒng)在應用中需要考慮下面幾個問題1.液流電池系統(tǒng)采用的泵、閥等運動部件易發(fā)生故障；2.電解液循環(huán)系統(tǒng)整體性強，一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，整套電池系統(tǒng)就無法工作，可靠性降低；3.若停機維修液流電池，電池系統(tǒng)便不能繼續(xù)提供M小時/天不間斷運行服務。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種液流電池的集成系統(tǒng)，不但液流電池能夠獨立運行工作，而且可以通過集成支管路和集成總管路將儲備正負極電解液儲液罐、儲備電堆組和液流電池集成為一個整體，構(gòu)建能夠?qū)崿F(xiàn)液流電池功率/容量統(tǒng)一調(diào)度的液流電池儲能系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種液流電池的集成系統(tǒng)，所述集成系統(tǒng)包括液流電池、集成支管路、集成總管路、儲備正負極電解液儲液罐和儲備電堆組；所述液流電池包括電堆組、正負極電解液循環(huán)泵、正負極電解液儲液罐和正負極循環(huán)管路；所述液流電池的負極電解液儲液罐的電解液輸入、輸出管路分別通過相應集成支管路與相應集成總管路的電解液輸入、輸出管路分別連接；所述液流電池的正極電解液儲液罐的電解液輸入、輸出管路分別通過相應集成支管路與相應集成總管路的電解液輸入、輸出管路分別連接；所述儲備負極電解液儲液罐的電解液輸入、輸出管路分別通過相應集成支管路與相應集成總管路的電解液輸入、輸出管路分別連接；所述儲備正極電解液儲液罐的電解液輸入、輸出管路分別通過相應集成支管路與相應集成總管路的電解液輸入、輸出管路分別連接；所述液流電池的電堆組的負極電解液輸入、輸出管路分別通過相應集成支管路與相應集成總管路的電解液輸入、輸出管路分別連接；所述液流電池的電堆組的正極電解液輸入、輸出管路分別通過相應集成支管路與相應集成總管路的電解液輸入、輸出管路分別連接；所述儲備電堆組的負極電解液輸入、輸出管路分別通過相應集成支管路與相應集成總管路的電解液輸入、輸出管路分別連接；所述儲備電堆組的正極電解液輸入、輸出管路分別通過相應集成支管路與相應集成總管路的電解液輸入、輸出管路分別連接。所述集成總管路包括儲液罐正極電解液輸入和輸出管路以及負極電解液輸入和輸出管路，電堆組正極電解液輸入和輸出管路以及負極電解液輸入和輸出管路。所述液流電池的電堆組的負極電解液輸入管路通過集成支管路Ia與集成總管路的電堆組負極電解液輸入管路連接，所述液流電池的電堆組的負極電解液輸出管路通過集成支管路加與集成總管路的電堆組負極電解液輸出管路連接；所述液流電池的電堆組的正極電解液輸入管路通過集成支管路7a與集成總管路的電堆組正極電解液輸入管路連接，所述液流電池的電堆組的正極電解液輸出管路通過集成支管路8a與集成總管路的電堆組正極電解液輸出管路連接；所述液流電池的負極儲液罐的負極電解液輸入管路通過集成支管路3a與集成總管路的儲液罐負極電解液輸入管路連接，所述液流電池的負極儲液罐的負極電解液輸出管路通過集成支管路如與集成總管路的儲液罐負極電解液輸出管路連接；所述液流電池的正極儲液罐的正極電解液輸入管路通過集成支管路6a與集成總管路的儲液罐正極電解液輸入管路連接，液流電池的正極儲液罐的正極電解液輸出管路通過集成支管路fe與集成總管路的儲液罐正極電解液輸出管路連接；所述儲備負極電解液儲液罐的負極電解液輸入管路通過集成支管路3c與集成總管路的儲液罐負極電解液輸入管路連接，儲備負極電解液儲液罐的負極電解液輸出管路通過集成支管路4c與集成總管路的儲液罐負極電解液輸出管路連接；
所述儲備正極電解液儲液罐的正極電解液輸入管路通過集成支管路6c與集成總管路的儲液罐正極電解液輸入管路連接，液流電池的正極電解液儲液罐的正極電解液輸出管路通過集成支管路5c與集成總管路的儲液罐正極電解液輸出管路連接；所述儲備電堆組的負極電解液輸入管路通過集成支管路Ic與集成總管路的電堆組負極電解液輸入管路連接，所述儲備電堆組的負極電解液輸出管路通過集成支管路2c 與集成總管路的電堆組負極電解液輸出管路連接；所述儲備電堆組的正極電解液輸入管路通過集成支管路7c與集成總管路的電堆組正極電解液輸入管路連接，所述儲備電堆組的正極電解液輸出管路通過集成支管路8c 與集成總管路的電堆組正極電解液輸出管路連接。集成支管路 la、2a、3a、4a、5a、6a、7a、8a、lc、2c、3c、4c、5c、6c、7c 和 8c 中的閥門全
部關(guān)閉，液流電池獨立工作。當液流電池中的電堆組、儲液罐或循環(huán)管路需要檢修，或者需要統(tǒng)一管理系統(tǒng)功率/容量時，通過集成支管路和集成總管路將儲備正負極電解液儲液罐或儲備電堆組分別或同時集成到液流電池中運行，運行過程如下1.將儲備正負極電解液儲液罐集成到液流電池中所述集成支管路3a、3C3a和 4c分別設有閥門，儲備負極電解液儲液罐經(jīng)集成支管路4c、集成總管路中的儲液罐負極電解液輸出管路和集成支管路如與負極電解液循環(huán)泵連接。負極電解液循環(huán)泵將液流電池和儲備負極電解液儲液罐的負極電解液送往液流電池的電堆組中進行反應，反應后的負極電解液一部分輸入到液流電池的負極電解液儲液罐中，另一部分經(jīng)集成支管路3a、集成總管路中的電堆組負極電解液輸入管路和集成支管路3c輸入到儲備負極電解液儲液罐中； 所述集成支管路fe、5c、6a和6c分別設有閥門，儲備正極電解液儲液罐的正極電解液經(jīng)過集成支管路5c、集成總管路中的儲液罐正極電解液輸出管路和集成支管路如輸入到液流電池的正極電解液循環(huán)泵，正極電解液循環(huán)泵將液流電池和儲備正極電解液儲液罐的正極電解液送往液流電池的電堆組中進行反應，反應后的正極電解液一部分輸入到液流電池的正極電解液儲液罐中，另一部分經(jīng)集成支管路6a、集成總管路中的儲液罐正極電解液輸入管路和集成支管路6c輸入到儲備正極電解液儲液罐中。2.將儲備電池組集成到液流電池中所述集成支管路13、1(3、加和2c分別設有閥門，液流電池的負極電解液儲液罐中的電解液經(jīng)過負極電解液循環(huán)泵輸出，經(jīng)過負極循環(huán)泵輸出的負極電解液一路輸入到液流電池的電堆組中，另外一路經(jīng)集成支管路la、集成總管路的電堆組負極電解液輸入管路和集成支管路Ic輸入到儲備電堆組中，在儲備電堆組中反應后的負極電解液經(jīng)集成支管路2c、集成總管路的電堆組負極電解液輸出管路和集成支管路加與液流電池的電堆組中反應后的負極電解液一并送回液流電池的負極電解液儲液罐；所述集成支管路7a、7c、8a和8c分別設有閥門，液流電池的正極電解液儲液罐中的電解液經(jīng)過正極電解液循環(huán)泵輸出，經(jīng)過正極電解液循環(huán)泵輸出的正極電解液一路輸入到液流電池的電堆組中，另外一路經(jīng)集成支管路7a、集成總管路中的電堆組正極電解液輸入管路和集成支管路7c輸入到儲備電堆組中，在儲備電堆組中反應后的正極電解液經(jīng)集成支管路8c、集成總管路中的電堆組正極電解液輸出管路和集成支管路8a與液流電池的電堆組中反應后的正極電解液一并送回液流電池的正極電解液儲液罐。3.將儲備正負極電解液儲液罐和儲備電池組同時集成到液流電池中所述集成支管路la、2a、3a、4a、lC、2C、3C和如分別設有閥門，儲備負極電解液儲液罐中的負極電解液經(jīng)過集成支管路4c、集成總管路中的儲液罐負極電解液輸入管路和集成支管路4a，與液流電池的負極電解液儲液罐中的負極電解液一起經(jīng)液流電池的負極電解液循環(huán)泵輸出，負極電解液一路輸入到液流電池的電堆組中，另外一路負極電解液經(jīng)集成支管路la、集成總管路中的電堆組負極電解液輸入管路和集成支管路Ic輸入到儲備電堆組，在儲備電堆組中反應后的負極電解液經(jīng)過集成支管路2c、集成總管路中的電堆組負極電解液輸出管路和集成支管路加與液流電池的電堆組中反應后的負極電解液一起，一路輸入液流電池的負極電解液儲液罐中，另外一路負極電解液經(jīng)集成支管路3a、集成總管路中的儲液罐負極電解液輸入管路和集成支管路3c輸入到儲備負極電解液儲液罐；同時集成支管路fe、6a、7a、 8a、5c、2c、7c和8c分別設有閥門，儲備正極電解液儲液罐中的正極電解液經(jīng)過集成支管路5c、集成總管路中的儲液罐正極電解液輸入管路和集成支管路5a，與液流電池的正極電解液儲液罐中的正極電解液一起經(jīng)液流電池的正極電解液循環(huán)泵輸出，正極電解液一路輸入到液流電池的電堆組中，另外一路負極電解液經(jīng)集成支管路7a、集成總管路中的電堆組正極電解液輸入管路和集成支管路7c輸入到儲備電堆組，在儲備電堆組中反應后的正極電解液經(jīng)過集成支管路8c、集成總管路中的電堆組正極電解液輸出管路和集成支管路8a 與液流電池的電堆組中反應后的正極電解液一起，一路輸入液流電池的正極電解液儲液罐中，另外一路正極電解液經(jīng)集成支管路6a、集成總管路中的儲液罐正極電解液輸入管路和集成支管路6c輸入到儲備正極電解液儲液罐。所述閥門為電動閥門。所述集成總管路的端部采用法蘭結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)集成總管路的擴充。所述集成總管路設有數(shù)量在1以上的正極電解液輸入管路和輸出管路的接口，以及數(shù)量在1個上的負極電解液輸入管路和輸出管路接口。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)異效果在于這種基于集成液流電池和儲備正負極電解液儲液罐或儲備電堆組組合而成的大規(guī)模液流電池儲能系統(tǒng)，各液流電池模塊的零部件互為冗余設計提高系統(tǒng)運行的可靠性；可以根據(jù)實際運行需求，調(diào)整參與工作的電堆和電解液的數(shù)量，提高系統(tǒng)運行效率；充分體現(xiàn)液流電池能量轉(zhuǎn)化和能量存儲相對獨立的特性，靈活方便的實現(xiàn)液流電池儲能系統(tǒng)功率\容量的擴充；在液流電池儲能系統(tǒng)工作能力不變的情況下，便于檢修和維護。


圖1是液流電池工作原理示意圖；圖2是多組獨立液流電池集成的大規(guī)模液流電池儲能系統(tǒng)示意圖；圖3是采用液流電池的集成系統(tǒng)的單液流電池示意圖；圖4是采用液流電池的集成系統(tǒng)將儲備正負極電解液儲液罐和儲備電堆組接入到液流電池的示意圖；圖5是采用液流電池的集成系統(tǒng)的多組液流電池和儲備正負極電解液儲液罐和儲備電堆組所構(gòu)成的大規(guī)模液流電池儲能系統(tǒng)的示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明。如圖1所示，液流電池包括電堆組、正負極電解液循環(huán)泵、正負極電解液儲液罐和正負極循環(huán)管路，本發(fā)明中用到的液流電池屬于電化學液流電池，電化學液流電池一般稱為氧化還原液流電池，是一種新型的大型電化學儲能裝置。圖2為多組獨立液流電池集成的大規(guī)模液流電池儲能系統(tǒng)示意圖。圖3為采用液流電池的集成系統(tǒng)的單液流電池示意圖，包括液流電池、集成支管路和集成總管路。如圖4所示，所述集成系統(tǒng)包括液流電池、集成支管路、集成總管路、儲備正負極電解液儲液罐和儲備電堆組；所述液流電池的負極電解液儲液罐的電解液輸入、輸出管路分別通過相應集成支管路與相應集成總管路的電解液輸入、輸出管路分別連接；所述液流電池的正極電解液儲液罐的電解液輸入、輸出管路分別通過相應集成支管路與相應集成總管路的電解液輸入、輸出管路分別連接；所述儲備負極電解液儲液罐的電解液輸入、輸出管路分別通過相應集成支管路與相應集成總管路的電解液輸入、輸出管路分別連接；所述儲備正極電解液儲液罐的電解液輸入、輸出管路分別通過相應集成支管路與相應集成總管路的電解液輸入、輸出管路分別連接；所述液流電池的電堆組的負極電解液輸入、輸出管路分別通過相應集成支管路與相應集成總管路的電解液輸入、輸出管路分別連接；所述液流電池的電堆組的正極電解液輸入、輸出管路分別通過相應集成支管路與相應集成總管路的電解液輸入、輸出管路分別連接；所述儲備電堆組的負極電解液輸入、輸出管路分別通過相應集成支管路與相應集成總管路的電解液輸入、輸出管路分別連接；所述儲備電堆組的正極電解液輸入、輸出管路分別通過相應集成支管路與相應集成總管路的電解液輸入、輸出管路分別連接。所述集成總管路包括儲液罐正極電解液輸入和輸出管路以及負極電解液輸入和輸出管路，電堆組正極電解液輸入和輸出管路以及負極電解液輸入和輸出管路。所述集成總管路包括正極電解液輸入和輸出管路以及負極電解液輸入和輸出管路。所述液流電池的電堆組的負極電解液輸入管路通過集成支管路Ia與集成總管路的電堆組負極電解液輸入管路連接，所述液流電池的電堆組的負極電解液輸出管路通過集成支管路加與集成總管路的電堆組負極電解液輸出管路連接；所述液流電池的電堆組的正極電解液輸入管路通過集成支管路7a與集成總管路的電堆組正極電解液輸入管路連接，所述液流電池的電堆組的正極電解液輸出管路通過集成支管路8a與集成總管路的電堆組正極電解液輸出管路連接；所述液流電池的負極儲液罐的負極電解液輸入管路通過集成支管路3a與集成總管路的儲液罐負極電解液輸入管路連接，所述液流電池的負極儲液罐的負極電解液輸出管路通過集成支管路如與集成總管路的儲液罐負極電解液輸出管路連接；所述液流電池的正極儲液罐的正極電解液輸入管路通過集成支管路6a與集成總管路的儲液罐正極電解液輸入管路連接，液流電池的正極儲液罐的正極電解液輸出管路通過集成支管路fe與集成總管路的儲液罐正極電解液輸出管路連接；所述儲備負極電解液儲液罐的負極電解液輸入管路通過集成支管路3c與集成總管路的儲液罐負極電解液輸入管路連接，儲備負極電解液儲液罐的負極電解液輸出管路通過集成支管路4c與集成總管路的儲液罐負極電解液輸出管路連接；所述儲備正極電解液儲液罐的正極電解液輸入管路通過集成支管路6c與集成總管路的儲液罐正極電解液輸入管路連接，液流電池的正極電解液儲液罐的正極電解液輸出管路通過集成支管路5c與集成總管路的儲液罐正極電解液輸出管路連接；所述儲備電堆組的負極電解液輸入管路通過集成支管路Ic與集成總管路的電堆組負極電解液輸入管路連接，所述儲備電堆組的負極電解液輸出管路通過集成支管路2c 與集成總管路的電堆組負極電解液輸出管路連接；所述儲備電堆組的正極電解液輸入管路通過集成支管路7c與集成總管路的電堆組正極電解液輸入管路連接，所述儲備電堆組的正極電解液輸出管路通過集成支管路8c 與集成總管路的電堆組正極電解液輸出管路連接。集成支管路 la、2a、3a、4a、5a、6a、7a、8a、lc、2c、3c、4c、5c、6c、7c 和 8c 中的閥門全
部關(guān)閉，液流電池獨立工作。當液流電池中的電堆組、儲液罐或循環(huán)管路需要檢修，或者需要統(tǒng)一管理系統(tǒng)功率/容量時，通過集成支管路和集成總管路將儲備正負極電解液儲液罐或儲備電堆組分別或同時集成到液流電池中運行，運行過程如下1.將儲備正負極電解液儲液罐集成到液流電池中所述集成支管路3a、3C3a和 4c分別設有閥門，儲備負極電解液儲液罐經(jīng)集成支管路4c、集成總管路中的儲液罐負極電解液輸出管路和集成支管路如與負極電解液循環(huán)泵連接，負極電解液循環(huán)泵將液流電池和儲備負極電解液儲液罐的負極電解液送往液流電池的電堆組中進行反應，反應后的負極電解液一部分輸入到液流電池的負極電解液儲液罐中，另一部分經(jīng)集成支管路3a、集成總管路中的儲液罐負極電解液輸入管路和集成支管路3c輸入到儲備負極電解液儲液罐中； 所述集成支管路fe、5c、6a和6c分別設有閥門，儲備正極電解液儲液罐的正極電解液經(jīng)過集成支管路5c、集成總管路中的儲液罐正極電解液輸出管路和集成支管路fe輸入到液流電池的正極電解液循環(huán)泵，正極電解液循環(huán)泵將液流電池和儲備正極電解液儲液罐的正極電解液送往液流電池的電堆組中進行反應，反應后的正極電解液一部分輸入到液流電池的正極電解液儲液罐中，另一部分經(jīng)集成支管路6a、集成總管路中儲液罐的正極電解液輸入管路和集成支管路6c輸入到儲備正極電解液儲液罐中。2.將儲備電池組集成到液流電池中所述集成支管路13、1(3、加和2c分別設有閥門，液流電池的負極電解液儲液罐中的電解液經(jīng)過負極電解液循環(huán)泵輸出，經(jīng)過負極循環(huán)泵輸出的負極電解液一路輸入到液流電池的電堆組中，另外一路經(jīng)集成支管路la、集成總管路電堆組的負極電解液輸入管路和集成支管路Ic輸入到儲備電堆組中，在儲備電堆組中反應后的負極電解液經(jīng)集成支管路2c、集成總管路的電堆組負極電解液輸出管路和集成支管路加與液流電池的電堆組中反應后的負極電解液一并送回液流電池的負極電解液儲液罐；所述集成支管路7a、7c、8a和8c分別設有閥門，液流電池的正極電解液儲液罐中的電解液經(jīng)過正極電解液循環(huán)泵輸出，經(jīng)過正極電解液循環(huán)泵輸出的正極電解液一路輸入到液流電池的電堆組中，另外一路經(jīng)集成支管路7a、集成總管路中的電堆組正極電解液輸入管路和集成支管路7c輸入到儲備電堆組中，在儲備電堆組中反應后的正極電解液經(jīng)集成支管路8c、集成總管路中的電堆組正極電解液輸出管路和集成支管路8a與液流電池的電堆組中反應后的正極電解液一并送回液流電池的正極電解液儲液罐。3.將儲備正負極電解液儲液罐和儲備電池組同時集成到液流電池中所述集成支管路la、2a、3a、4a、lC、2C、3C和如分別設有閥門，儲備負極電解液儲液罐中的負極電解液經(jīng)過集成支管路4c、集成總管路中的儲液罐負極電解液輸入管路和集成支管路如，與液流電池的負極電解液儲液罐中的負極電解液一起經(jīng)液流電池的負極電解液循環(huán)泵輸出，負極電解液一路輸入到液流電池的電堆組中，另外一路負極電解液經(jīng)集成支管路la、集成總管路中的電堆組負極電解液輸入管路和集成支管路Ic輸入到儲備電堆組，在儲備電堆組中反應后的負極電解液經(jīng)過集成支管路2c、集成總管路中的電堆組負極電解液輸出管路和集成支管路加與液流電池的電堆組中反應后的負極電解液一起，一路輸入液流電池的負極電解液儲液罐中，另外一路負極電解液經(jīng)集成支管路3a、集成總管路中的儲液罐負極電解液輸入管路和集成支管路3c輸入到儲備負極電解液儲液罐；同時集成支管路fe、6a、7a、 8a、5c、2c、7c和8c分別設有閥門，儲備正極電解液儲液罐中的正極電解液經(jīng)過集成支管路5c、集成總管路中的儲液罐正極電解液輸入管路和集成支管路5a，與液流電池的正極電解液儲液罐中的正極電解液一起經(jīng)液流電池的正極電解液循環(huán)泵輸出，正極電解液一路輸入到液流電池的電堆組中，另外一路負極電解液經(jīng)集成支管路7a、集成總管路中的電堆組正極電解液輸入管路和集成支管路7c輸入到儲備電堆組，在儲備電堆組中反應后的正極電解液經(jīng)過集成支管路8c、集成總管路中的電堆組正極電解液輸出管路和集成支管路8a 與液流電池的電堆組中反應后的正極電解液一起，一路輸入液流電池的正極電解液儲液罐中，另外一路正極電解液經(jīng)集成支管路6a、集成總管路中的儲液罐正極電解液輸入管路和集成支管路6c輸入到儲備正極電解液儲液罐。所述集成總管路設有數(shù)量在1以上的正極電解液輸入管路和輸出管路的接口，以及數(shù)量在1個上的負極電解液輸入管路和輸出管路接口。如圖5所示，通過集成支管路和集成總管路將若干個液流電池和儲備正負極電解液儲液罐和儲備電堆組接到液流電池系統(tǒng)中，可實現(xiàn)液流電池系統(tǒng)功率和容量的擴充。最后應該當說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制， 盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所述領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解依然可以對本發(fā)明的具體實施方式
進行修改或者同等替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求
1.一種液流電池的集成系統(tǒng)，其特征在于所述集成系統(tǒng)包括液流電池、集成支管路、 集成總管路、儲備正負極電解液儲液罐和儲備電堆組；所述液流電池包括電堆組、正負極電解液循環(huán)泵、正負極電解液儲液罐和正負極循環(huán)管路；所述液流電池的負極電解液儲液罐的電解液輸入、輸出管路分別通過相應集成支管路與相應集成總管路的電解液輸入、輸出管路分別連接；所述液流電池的正極電解液儲液罐的電解液輸入、輸出管路分別通過相應集成支管路與相應集成總管路的電解液輸入、輸出管路分別連接；所述儲備負極電解液儲液罐的電解液輸入、輸出管路分別通過相應集成支管路與相應集成總管路的電解液輸入、輸出管路分別連接；所述儲備正極電解液儲液罐的電解液輸入、輸出管路分別通過相應集成支管路與相應集成總管路的電解液輸入、輸出管路分別連接；所述液流電池的電堆組的負極電解液輸入、輸出管路分別通過相應集成支管路與相應集成總管路的電解液輸入、輸出管路分別連接；所述液流電池的電堆組的正極電解液輸入、輸出管路分別通過相應集成支管路與相應集成總管路的電解液輸入、輸出管路分別連接；所述儲備電堆組的負極電解液輸入、輸出管路分別通過相應集成支管路與相應集成總管路的電解液輸入、輸出管路分別連接；所述儲備電堆組的正極電解液輸入、輸出管路分別通過相應集成支管路與相應集成總管路的電解液輸入、輸出管路分別連接；所述集成總管路包括儲液罐正極電解液輸入和輸出管路以及負極電解液輸入和輸出管路，電堆組正極電解液輸入和輸出管路以及負極電解液輸入和輸出管路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液流電池的集成系統(tǒng)，其特征在于所述液流電池的電堆組的負極電解液輸入管路通過集成支管路(Ia)與集成總管路的電堆組負極電解液輸入管路連接，所述液流電池的電堆組的負極電解液輸出管路通過集成支管路Oa)與集成總管路的電堆組負極電解液輸出管路連接；所述液流電池的電堆組的正極電解液輸入管路通過集成支管路(7a)與集成總管路的電堆組正極電解液輸入管路連接，所述液流電池的電堆組的正極電解液輸出管路通過集成支管路(8a)與集成總管路的電堆組正極電解液輸出管路連接；所述液流電池的負極儲液罐的負極電解液輸入管路通過集成支管路(3a)與集成總管路的儲液罐負極電解液輸入管路連接，所述液流電池的負極儲液罐的負極電解液輸出管路通過集成支管路Ga)與集成總管路的儲液罐負極電解液輸出管路連接；所述液流電池的正極儲液罐的正極電解液輸入管路通過集成支管路(6a)與集成總管路的儲液罐正極電解液輸入管路連接，液流電池的正極儲液罐的正極電解液輸出管路通過集成支管路(5a)與集成總管路的儲液罐正極電解液輸出管路連接；所述儲備負極電解液儲液罐的負極電解液輸入管路通過集成支管路(3c)與集成總管路的儲液罐負極電解液輸入管路連接，儲備負極電解液儲液罐的負極電解液輸出管路通過集成支管路Ge)與集成總管路的儲液罐負極電解液輸出管路連接；所述儲備正極電解液儲液罐的正極電解液輸入管路通過集成支管路(6c)與集成總管路的儲液罐正極電解液輸入管路連接，液流電池的正極電解液儲液罐的正極電解液輸出管路通過集成支管路(5c)與集成總管路的儲液罐正極電解液輸出管路連接；所述儲備電堆組的負極電解液輸入管路通過集成支管路(Ic)與集成總管路的電堆組負極電解液輸入管路連接，所述儲備電堆組的負極電解液輸出管路通過集成支管路Oc) 與集成總管路的電堆組負極電解液輸出管路連接；所述儲備電堆組的正極電解液輸入管路通過集成支管路(7c)與集成總管路的電堆組正極電解液輸入管路連接，所述儲備電堆組的正極電解液輸出管路通過集成支管路(8c) 與集成總管路的電堆組正極電解液輸出管路連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種液流電池的集成系統(tǒng)，其特征在于所述集成支管路 (3a)、(3c)、(4a)和、(4c)分別設有閥門，儲備負極電解液儲液罐經(jīng)集成支管路(4c)、集成總管路中的儲液罐負極電解液輸出管路和集成支管路Ga)與負極電解液循環(huán)泵連接；負極電解液循環(huán)泵將液流電池和儲備負極電解液儲液罐的負極電解液送往液流電池的電堆組中進行反應，反應后的負極電解液一部分輸入到液流電池的負極電解液儲液罐中，另一部分經(jīng)集成支管路(3a)、集成總管路中的儲液罐負極電解液輸入管路和集成支管路(3c)輸入到儲備負極電解液儲液罐中；所述集成支管路(5a)、(5c)、(6a)和(6c)分別設有閥門，儲備正極電解液儲液罐的正極電解液經(jīng)過集成支管路(5c)、集成總管路中的儲液罐正極電解液輸出管路和集成支管路(5a)輸入到液流電池的正極電解液循環(huán)泵，正極電解液循環(huán)泵將液流電池和儲備正極電解液儲液罐的正極電解液送往液流電池的電堆組中進行反應，反應后的正極電解液一部分輸入到液流電池的正極電解液儲液罐中，另一部分經(jīng)集成支管路(6a)、集成總管路中的儲液罐正極電解液輸入管路和集成支管路(6c)輸入到儲備正極電解液儲液罐中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種液流電池的集成系統(tǒng)，其特征在于所述集成支管路 (la), (Ic), (2a)和Qc)分別設有閥門，液流電池的負極電解液儲液罐中的電解液經(jīng)過負極電解液循環(huán)泵輸出，經(jīng)過負極循環(huán)泵輸出的負極電解液一路輸入到液流電池的電堆組中，另外一路經(jīng)集成支管路(la)、集成總管路的電堆組負極電解液輸入管路和集成支管路 (Ic)輸入到儲備電堆組中，在儲備電堆組中反應后的負極電解液經(jīng)集成支管路(2c)、集成總管路的電堆組負極電解液輸出管路和集成支管路Oa)與液流電池的電堆組中反應后的負極電解液一并送回液流電池的負極電解液儲液罐；所述集成支管路(7a)、(7c)、(8a)和 (8c)分別設有閥門，液流電池的正極電解液儲液罐中的電解液經(jīng)過正極電解液循環(huán)泵輸出，經(jīng)過正極電解液循環(huán)泵輸出的正極電解液一路輸入到液流電池的電堆組中，另外一路經(jīng)集成支管路(7a)、集成總管路中的電堆組正極電解液輸入管路和集成支管路(7c)輸入到儲備電堆組中，在儲備電堆組中反應后的正極電解液經(jīng)集成支管路(8c)、集成總管路中的電堆組正極電解液輸出管路和集成支管路(8a)與液流電池的電堆組中反應后的正極電解液一并送回液流電池的正極電解液儲液罐。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種液流電池的集成系統(tǒng)，其特征在于所述集成支管路 (la)、(2a), (3a)、(4a), (Ic)、(2c)、(3c)和(4c)分別設有閥門，儲備負極電解液儲液罐中的負極電解液經(jīng)過集成支管路Ge)、集成總管路中的儲液罐負極電解液輸入管路和集成支管路Ga)，與液流電池的負極電解液儲液罐中的負極電解液一起經(jīng)液流電池的負極電解液循環(huán)泵輸出，負極電解液一路輸入到液流電池的電堆組中，另外一路負極電解液經(jīng)集成支管路(la)、集成總管路中的電堆組負極電解液輸入管路和集成支管路(Ic)輸入到儲備電堆組，在儲備電堆組中反應后的負極電解液經(jīng)過集成支管路(2c)、集成總管路中的電堆組負極電解液輸出管路和集成支管路Oa)與液流電池的電堆組中反應后的負極電解液一起，一路輸入液流電池的負極電解液儲液罐中，另外一路負極電解液經(jīng)集成支管路(3a)、集成總管路中的儲液罐負極電解液輸入管路和集成支管路(3c)輸入到儲備負極電解液儲液罐；同時集成支管路(5a)、(6a)、(7a)、(8a)、(5c)、(6c)、(7c)和(8c)分別設有閥門，儲備正極電解液儲液罐中的正極電解液經(jīng)過集成支管路5c、集成總管路中的儲液罐正極電解液輸入管路和集成支管路(5a)，與液流電池的正極電解液儲液罐中的正極電解液一起經(jīng)液流電池的正極電解液循環(huán)泵輸出，正極電解液一路輸入到液流電池的電堆組中，另外一路負極電解液經(jīng)集成支管路(7a)、集成總管路中的電堆組正極電解液輸入管路和集成支管路 (7c)輸入到儲備電堆組，在儲備電堆組中反應后的正極電解液經(jīng)過集成支管路(Sc)、集成總管路中的電堆組正極電解液輸出管路和集成支管路(8a)與液流電池的電堆組中反應后的正極電解液一起，一路輸入液流電池的正極電解液儲液罐中，另外一路正極電解液經(jīng)集成支管路(6a)、集成總管路中的儲液罐正極電解液輸入管路和集成支管路(6c)輸入到儲備正極電解液儲液罐。
6.根據(jù)權(quán)利要求3-5任一項所述的一種液流電池的集成系統(tǒng)，其特征在于所述閥門為電動閥門。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液流電池的集成系統(tǒng)，其特征在于所述集成總管路的端部采用法蘭結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)集成總管路的擴充。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種液流電池的集成系統(tǒng)，其特征在于所述集成總管路設有數(shù)量在1以上的正極電解液輸入管路和輸出管路的接口，以及數(shù)量在1個上的負極電解液輸入管路和輸出管路接口。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液流電池的集成系統(tǒng)，主要特點在于通過集成支管路和集成總管路將若干個液流電池、儲備正負極電解液儲液罐和儲備電堆組集成為一個整體，協(xié)調(diào)管理該系統(tǒng)中的液流電池的電堆組和儲液罐的數(shù)量。本發(fā)明中的集成系統(tǒng)，可以實現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)配液流電池系統(tǒng)的功率和容量，輔機系統(tǒng)互為冗余，從而提高系統(tǒng)效率和可靠性。
文檔編號H01M8/24GK102403519SQ20111023883
公開日2012年4月4日 申請日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者陳繼忠 申請人:中國電力科學研究院