【技术实现步骤摘要】
本技术属于液流电池，具体涉及一种液流电池整体平衡系统。
技术介绍
1、现有钒液流电池系统实现电解液的平衡需要多套管路系统，其中一套实现soc平衡(正极和负极之间的电解液均衡)，另一套实现同一套液路的正负极平衡(液位平衡)。当多个液路系统之间在多次充放电后，出现大偏移时，还需要特殊的混液管路将所有电解液大混合(所谓“大混合”是指将所有正极电极液罐和所有负极电解液罐中的电解液都参与混合)，将电解液恢复到原始的3.5价，即系统重启的大平衡。因此，需要三套管路实现电解液的不同平衡，这不仅增加了系统的管路成本，还可能出现其中两套甚至三套管路都导通，因电解液管路也是导体而导致的电路异常、系统崩溃的危险。
2、为了解决以上问题，提出本技术。
技术实现思路
1、本技术第一方面提供一种液流电池整体平衡系统，其包括矩阵式排布的m×n个液流电堆，每个液流电堆包括正极室、负极室和将正极室与负极室隔开的隔膜，所述整体平衡系统还包含：
2、m个正极电解液槽和m个负极电解液槽；
3、同一液流电堆行内的各液流电堆的正极室以并联方式连接于同一个共用正极电解液槽的出液口与回流口之间，构成正极电解液流路；
4、同一液流电堆行内的各液流电堆的负极室以并联方式连接到同一个共用负极电解液槽的出液口与回流口之间，构成负极电解液流路；
5、m个正极电解液槽和m个负极电解液槽均各自独立地通过一个电解液混合管路连通到同一个电解液混合槽；
6、每个电解液混合管路上
7、不同液流电堆行的正极电解液流路之间彼此流体学分隔，不同液流电堆行的负极电解液流路之间彼此流体学分隔。
8、优选地，同一液流电堆行内的各液流电堆连接的一个共用正极电解液槽和一个共用负极电解液槽之间联接有溢流管路。这可以防止因为泵注入电解液槽的电解液过多造成冒顶。
9、优选地，所述电解液混合槽的体积为单个所述正极电解液槽或单个所述负极电解液槽体积的1/100～1/10。
10、优选地，所述电解液混合管路的长径比为10～100。
11、优选地，同一液流电堆行内的各液流电堆在电学上是彼此分隔的，同一液流电堆列内的各液流电堆在电学上串联的。
12、本技术第二方面提供一种液流电池整体平衡方法，所述整体平衡方法使用第一方面任一项所述的整体平衡系统进行，所述整体平衡方法包括三种平衡方法，其中，初始状态为：所有电解液混合管路上的阀门和泵均关闭；
13、平衡方法一为：
14、a、当同一液流电堆行内的各液流电堆连接的一个共用正极电解液槽和一个共用负极电解液槽彼此之间液位不平衡时，仅仅打开这一个共用正极电解液槽和这一个共用负极电解液槽各自独立地连通的电解液混合管路上的阀门和泵或者仅仅打开这一个共用正极电解液槽和这一个共用负极电解液槽各自独立地连通的电解液混合管路上的阀门，实现这一个共用正极电解液槽和这一个共用负极电解液槽的液位平衡；
15、b、当同一液流电堆行内的各液流电堆连接的一个共用正极电解液槽和一个共用负极电解液槽彼此之间离子浓度不平衡时，仅仅打开这一个共用正极电解液槽和这一个共用负极电解液槽各自独立地连通的电解液混合管路上的阀门和泵，实现这一个共用正极电解液槽和这一个共用负极电解液槽的混液；
16、平衡方法二为：
17、当某同一液流电堆行的soc值与整个液流电池的soc行平均值的偏差超过5％，或者任意两个液流电堆行的soc值偏差超过5％时；
18、则仅仅打开整个液流电池系统中soc值彼此偏差最大的两个液流电堆行内的各液流电堆连接的那两个共用正极电解液槽各自独立地连通的电解液混合管路上的阀门和泵，实现那两个共用正极电解液槽的正极混液；
19、然后关闭上述阀门和泵；
20、再仅仅打开与行平均功率偏差最大的两个液流电堆行内的各液流电堆连接的那两个共用负极电解液槽各自独立地连通的电解液混合管路上的阀门和泵，实现那两个共用负极电解液槽的负极混液；
21、所述soc行平均值＝整个液流电池系统的m个液流电堆行的soc值之和/m；
22、上述5％以soc值较小的那个为基准；
23、平衡方法三为：
24、当整个液流电池需要大混液时，打开所有电解液混合管路上的阀门和泵，连续交换电解液，实现大混合。
25、优选地，平衡方法一a中：
26、打开上述阀门和泵后，电解液通过电解液混合管路从一个电解液槽单向流到另一个电解液槽，或者两个电解液槽的电解液通过各自的电解液混合管路都被部分抽吸到电解液混合槽混合后再分别返回到两个电解液槽；
27、仅仅打开上述阀门后，电解液从液位较高的电解液槽单向流到另一个液位较低的电解液槽。
28、液位高度轻微的不平衡可以通过溢流管路的溢流实现正极电解液槽和负极电解液槽的液位平衡。
29、优选地，平衡方法一b和平衡方法二中：
30、打开上述阀门和泵后，电解液通过电解液混合管路从一个电解液槽单向流到另一个电解液槽，或者两个电解液槽的电解液通过各自的电解液混合管路都被部分抽吸到电解液混合槽混合后再分别返回到两个电解液槽。
31、此外，平衡方法一b中，打开上述阀门和泵后，电解液通过电解液混合管路从一个电解液槽单向流到另一个电解液槽后，再通过溢流管路的溢流可以实现进一步混液。
32、其中，平衡方法一a中，只要很短的时间，即可实现两个电解液槽的液位平衡。电解液混合管路上的泵可以不开启，仅仅打开阀门，利用连通器原理即可实现液位平衡。
33、优选地，平衡方法三中：
34、打开上述阀门和泵后，部分电解液混合管路中电解液的流向是从部分电解液槽到电解液混合槽，另一部分电解液混合管路中电解液的流向是从电解液混合槽到另一部分电解液槽。
35、相对于现有技术，本技术具有以下有益效果：
36、1、本申请可以通过调节系统内的阀门分配，用同一套电解液混合管路实现同一套液路(同一行)的正负极电解液槽的液位平衡、soc平衡及整个系统的重新混液大平衡，即使用一套管路同时实现了三种电解液的平衡，可节省管路。
37、2、此外，由于本申请只有一套电解液混合管路，可较好的避免如果同时使用多套管路时，因管路也是电阻而导致的整个系统电路出现的问题，例如异常接地或不同电压的位置异常联结等。
38、3、电解液混合槽内存在电解液无法参与正常的充放电，电解液混合槽的体积若过大，会造成这部分电解液的成本上升。电解液混合槽的体积也不能太小，否则会导致电解液交换速度过慢。因此，电解液混合槽的体积通常选择在1/100到1/10的单个正负极电解液槽之间。
39、4、需配合各套液路系统之间的参比电池和系统的总存储容量来决定电解液是否需要平衡。由于各个电解液混合管路之间的联结也可以认为是电阻联结，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种液流电池整体平衡系统，其包括矩阵式排布的m×n个液流电堆，每个液流电堆包括正极室、负极室和将正极室与负极室隔开的隔膜，其特征在于，所述整体平衡系统还包含：
2.根据权利要求1所述的液流电池整体平衡系统，其特征在于，同一液流电堆行内的各液流电堆连接的共用正极电解液槽和共用负极电解液槽之间联接有溢流管路。
3.根据权利要求1所述的液流电池整体平衡系统，其特征在于，所述电解液混合槽的体积为单个所述正极电解液槽或单个所述负极电解液槽体积的1/100～1/10。
4.根据权利要求1所述的液流电池整体平衡系统，其特征在于，所述电解液混合管路的长径比为10～100。
5.根据权利要求1所述的液流电池整体平衡系统，其特征在于，同一液流电堆行内的各液流电堆在电学上是彼此分隔的，同一液流电堆列内的各液流电堆在电学上串联的。
【技术特征摘要】
1.一种液流电池整体平衡系统，其包括矩阵式排布的m×n个液流电堆，每个液流电堆包括正极室、负极室和将正极室与负极室隔开的隔膜，其特征在于，所述整体平衡系统还包含：
2.根据权利要求1所述的液流电池整体平衡系统，其特征在于，同一液流电堆行内的各液流电堆连接的共用正极电解液槽和共用负极电解液槽之间联接有溢流管路。
3.根据权利要求1所述的液流电池整体平衡系统，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡波，艾宁，于健飞，马晓珊，
申请(专利权)人：北京绿钒新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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