一種自帶工作電源的全釩液流電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于儲(chǔ)能電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自帶工作電源且能獨(dú)立運(yùn)行的全釩液流電池。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，全釩液流電池是儲(chǔ)能領(lǐng)域最新型技術(shù)之一，在國內(nèi)應(yīng)用還處在示范應(yīng)用階段，由于全釩液流電池靠泵運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)電解液才能正常進(jìn)行充電與放電，因此電池系統(tǒng)自身需要輔助的交流工作電源提供給泵電機(jī)及其他的相關(guān)電動(dòng)設(shè)備，實(shí)際應(yīng)用中全釩液流電池系統(tǒng)輔助用的交流工作電源，多取之配電網(wǎng)的AC母線上或采用專門的UPS供電?，F(xiàn)有的供電方法存在以下冋題:
全釩液流電池系統(tǒng)工作電源取配電網(wǎng)交流母線時(shí)，一旦母線失電，全釩液流電池系統(tǒng)的輔助交流工作電源中斷，全釩液流電池也因此停止工作，電池系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)不間斷工作，因此實(shí)際運(yùn)行中電池功能應(yīng)用受到制約。
[0003]若采用專門的UPS提供全釩液流電池系統(tǒng)的電源，電池系統(tǒng)要求不間斷工作的要求滿足了，但是設(shè)備投資增加，設(shè)備體積增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明提供了一種自帶工作電源的全釩液流電池。
[0005]技術(shù)方案:
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)施的:
一種自帶工作電源的全釩液流電池，包括全釩液流電池系統(tǒng)、功率轉(zhuǎn)換單元和工作電源；其特征在于:全釩液流電池系統(tǒng)通過功率轉(zhuǎn)換單元與上級(jí)配電網(wǎng)相連，工作電源的電力由全釩液流電池系統(tǒng)提供，工作電源與電池用電設(shè)備相連，經(jīng)工作電源變換后為電池驅(qū)動(dòng)用電設(shè)備提供電力。
[0006]全釩液流電池系統(tǒng)包括功率單元、電池用電設(shè)備和儲(chǔ)能單元，功率單元連接電池用電設(shè)備，電池用電設(shè)備連接儲(chǔ)能單元。
[0007]工作電源由DC-DC轉(zhuǎn)換單元和DC-AC轉(zhuǎn)換單元構(gòu)成，DC-DC轉(zhuǎn)換單元連接DC-AC轉(zhuǎn)換單元。
[0008]DC-DC轉(zhuǎn)換單元連接于功率單元和DC-AC轉(zhuǎn)換單元之間；DC_AC轉(zhuǎn)換單元連接于DC-DC轉(zhuǎn)換單元和電池用電設(shè)備之間。
[0009]工作電源由功率單元提供電力，經(jīng)過工作電源將直流電源轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的交流電源，為電池用電設(shè)備供電。
[0010]優(yōu)點(diǎn)和效果:
本發(fā)明提供了一種自帶工作電源的全釩液流電池，使全釩液流電池具備了在啟動(dòng)后外界電源失電條件下依然能不間斷工作的能力，相較采用UPS提供電源的方式，本發(fā)明設(shè)備投資小、體積小，獨(dú)立運(yùn)行持續(xù)時(shí)間長，進(jìn)一步提升了液流電池的應(yīng)用范圍和使用性能。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例示意圖。
[0012]附圖標(biāo)記說明:
1、DC-DC轉(zhuǎn)換單元，2、DC-AC轉(zhuǎn)換單元，3、功率轉(zhuǎn)換單元，4、功率單元，5、電池用電設(shè)備，6、儲(chǔ)能單元。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說明:
本發(fā)明提供一種自帶工作電源的全釩液流電池，如圖1所示，該電池包括全釩液流電池系統(tǒng)、功率轉(zhuǎn)換單元3、工作電源；所述的全釩液流電池系統(tǒng)通過功率轉(zhuǎn)換單元3與上級(jí)配電網(wǎng)相連，所述的工作電源的電力由全釩液流電池系統(tǒng)提供，工作電源與電池用電設(shè)備5相連，經(jīng)工作電源變換后為電池用電設(shè)備提供電力。
[0014]全釩液流電池系統(tǒng)包括功率單元4 (電堆或模塊)、電池用電設(shè)備5 (電解液泵、換熱器等)、儲(chǔ)能單元6 (電解液和儲(chǔ)罐)，功率單元4連接電池用電設(shè)備5，電池用電設(shè)備5連接儲(chǔ)能單元6。
[0015]所述的工作電源由DC-DC轉(zhuǎn)換單元I和DC-AC轉(zhuǎn)換單元2構(gòu)成。DC-DC轉(zhuǎn)換單元I與DC-AC轉(zhuǎn)換單元2連接，將寬范圍直流電壓輸入轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定交流電壓輸出。
[0016]所述的DC-DC轉(zhuǎn)換單元I連接于功率單元4和DC-AC轉(zhuǎn)換單元2之間，將功率單元輸出的電池電壓轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)輸出的直流電壓。
[0017]DC-AC轉(zhuǎn)換單元2連接于DC-DC轉(zhuǎn)換單元I和電池用電設(shè)備5之間，將直流電源轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的交流電源，為電解液循環(huán)泵、電動(dòng)閥門提供交流工作電源。
[0018]工作電源由功率單元4提供電力，經(jīng)過工作電源將直流電源轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的交流電源，為電池用電設(shè)備5供電。
[0019]以工作電源為標(biāo)準(zhǔn)三相380V交流為例，DC-DC轉(zhuǎn)換單元I連接全釩液流電池系統(tǒng)，將功率單元側(cè)輸出的直流電壓，轉(zhuǎn)換輸出穩(wěn)定到560V直流電壓到DC-AC轉(zhuǎn)換單元2，將直流電轉(zhuǎn)換成380V的交流電，提供給電池用電設(shè)備5。
[0020]圖2為本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的接線示意圖，如圖2所示，功率轉(zhuǎn)換單元3采用PCS變流器，功率單元4采用電堆，電池用電設(shè)備5采用正極V4+/V5+電解液泵和負(fù)極V 2YV3+電解液泵，儲(chǔ)能單元6采用正極v4+/v5+電解液儲(chǔ)罐和負(fù)極V27v3+電解液儲(chǔ)罐。電堆通過PCS變流器與上級(jí)配電網(wǎng)相連，電堆還分別連接正極v4+/v5+電解液泵和負(fù)極V 2+/v3+電解液泵，正極V4+/V5+電解液泵連接正極V 4+/v5+電解液儲(chǔ)罐，負(fù)極V 2+/v3+電解液泵連接負(fù)極V 2+/v3+電解液儲(chǔ)罐，正極V4+/V5+電解液儲(chǔ)罐和負(fù)極V 2+/V3+電解液儲(chǔ)罐也分別和電堆連接；正極V 4VV5+電解液泵和負(fù)極V 2+/ν3+電解液泵均與工作電源的DC-AC轉(zhuǎn)換單元2相連接，DC-DC轉(zhuǎn)換單元I連接于PCS變流器和DC-AC轉(zhuǎn)換單元2之間。
[0021]本實(shí)施例的工作過程為:全釩液流電池使用兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的電解液泵不斷地將存儲(chǔ)于兩個(gè)電解液儲(chǔ)罐中的電解液輸入到電堆中，在電堆中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。充電時(shí)由上級(jí)配電網(wǎng)通過PCS變流器提供電能，正極的V4+釋放電子變?yōu)閂 5+，負(fù)極的V3+吸收電子變?yōu)閂 2+;放電時(shí)正極的V5+吸收電子變?yōu)閂4+，負(fù)極的V2+釋放電子變?yōu)閂 3+，釋放的電能向自身工作電源供電，同時(shí)也可以通過PCS變流器向上級(jí)配電網(wǎng)提供電能。充放電后的電解液從電堆流回至電解液儲(chǔ)罐，消除濃差極化。
[0022]本發(fā)明提供了一種自帶工作電源的全釩液流電池，在實(shí)現(xiàn)同樣功能和達(dá)到同樣性能下，其實(shí)施成本較低，性價(jià)比高。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自帶工作電源的全釩液流電池，包括全釩液流電池系統(tǒng)、功率轉(zhuǎn)換單元(3)和工作電源；其特征在于:全釩液流電池系統(tǒng)通過功率轉(zhuǎn)換單元(3)與上級(jí)配電網(wǎng)相連，工作電源的電力由全釩液流電池系統(tǒng)提供，工作電源與電池用電設(shè)備(5)相連，經(jīng)工作電源變換后為電池驅(qū)動(dòng)用電設(shè)備提供電力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自帶工作電源的全釩液流電池，其特征在于:全釩液流電池系統(tǒng)包括功率單元(4)、電池用電設(shè)備(5)和儲(chǔ)能單元(6)，功率單元(4)連接電池用電設(shè)備(5)，電池用電設(shè)備(5)連接儲(chǔ)能單元(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自帶工作電源的全釩液流電池，其特征在于:工作電源由DC-DC轉(zhuǎn)換單元(I)和DC-AC轉(zhuǎn)換單元(2)構(gòu)成，DC-DC轉(zhuǎn)換單元(I)連接DC-AC轉(zhuǎn)換單元(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的自帶工作電源的全釩液流電池，其特征在于:DC-DC轉(zhuǎn)換單元(I)連接于功率單元(4)和DC-AC轉(zhuǎn)換單元(2)之間；DC-AC轉(zhuǎn)換單元(2)連接于DC-DC轉(zhuǎn)換單元(I)和電池用電設(shè)備(5)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自帶工作電源的全釩液流電池，其特征在于:工作電源由功率單元(4)提供電力，經(jīng)過工作電源將直流電源轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的交流電源，為電池用電設(shè)備(5 )供電。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種自帶工作電源的全釩液流電池，屬于儲(chǔ)能電池技術(shù)領(lǐng)域。主要由全釩液流電池系統(tǒng)、功率轉(zhuǎn)換單元、工作電源構(gòu)成，全釩液流電池工作電源電力由儲(chǔ)能電池自身提供，工作電源由一個(gè)DC-DC轉(zhuǎn)換單元以及DC-AC轉(zhuǎn)換單元構(gòu)成，通過控制變換轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的交流工作電壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)全釩液流電池系統(tǒng)的電池驅(qū)動(dòng)用電設(shè)備（電解液泵、換熱器等）的可靠供電。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了全釩液流電池的不間斷供電，其實(shí)施成本較低，性價(jià)比高，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【IPC分類】H01M8-18, H01M8-04
【公開號(hào)】CN104577172
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410678114
【發(fā)明人】禹加, 孫峰, 張宇, 劉玉峰, 陳偉, 張瀟桐, 張釗, 程緒可, 董鶴楠, 張冠峰
【申請(qǐng)人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年11月24日