鋅溴液態儲能系統的液位平衡裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電力儲能領域，尤其涉及鋅溴液態儲能系統液位平衡裝置。
【背景技術】
[0002]鋅溴液流儲能電池系統是基于兩種普通化學物質鋅和溴之間的化學反應來實現電能轉換的。電解液儲存在三個不同的儲液罐中，并可在電堆中循環往復運動，在電堆中發生化學反應。其中陽極罐與陰極罐頂部通過管路相連通，陰極罐與二相罐頂部通過管路連通，底部有一個二相閥控制，當二相閥打開，則陰極罐與二相罐相通，反之則關閉。電堆中的負極鋅和正極溴被微孔隔膜分開。在充電過程中，陽極罐的含有溴化鋅的電解液通過泵打入電堆中經行化學反應，鋅離子在負極得到電子從而鍍在負極上，反應完的電解液再回到陽極罐；陰極罐的電解液通過陰極泵打入電堆中，溴離子在正極失去電子變成溴單質與電解液中特有的絡合劑發生絡合反應生成絡合物，絡合后的溴單質通過循環回到二相罐。在放電過程中，二相閥打開，帶有電能的溴絡合物通過陰極泵打入電堆中進行反應，負極上的金屬鋅溶于電解液中并可用于下一次充電循環。
[0003]目前，鋅溴液態儲能系統的控制中，沒有加入對液位的控制，由于電池在充放電過程中，充電時陽極的壓力大，陰極的壓力小，造成陰極罐始終處于overflow狀態，這樣就致使儲存在陰極罐中帶有少量溴單質通過管路流到陽極罐中，帶有溴單質的電解液被送到電堆中，自行與負極板上的鋅單質發生反應，造成少量電能損耗，影響了儲能系統整體的效率；而放電過程中，陰極的壓力大，陽極的壓力小，造成陽極罐電解液不斷變多，陰極罐電解液不斷變少，影響了液態儲能電池系統儲能效率，從而影響電堆反應效率。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是實現一種控制鋅溴液態儲能系統液位平衡的
目.ο
[0005]為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為:一種鋅溴液態儲能系統的液位平衡裝置，鋅溴液態儲能系統的陽極罐和陰極罐，所述的陽極罐和陰極罐分別配有陽極泵和陰極泵，所述的陽極罐和陰極罐內均設有液位傳感器，所述的液位傳感器輸出感應信號至PID控制器，所述的PID控制器輸出控制信號至陽極泵和陰極泵。
[0006]所述的陽極罐的液位傳感器、PID控制器和陽極泵構成單閉環控制，所述的陰極罐的液位傳感器、PID控制器和陰極泵構成單閉環控制。
[0007]所述的液位傳感器固定在陽極罐和陰極罐的頂部，所述陽極泵和陰極泵固定在陽極罐和陰極罐的側面底部。
[0008]本實用新型的液位平衡裝置解決了鋅溴液態儲能電池系統自放電問題，提高了儲能效率，能夠可靠穩定的控制液位平衡。此外，該裝置控制精確，穩定性強，非常適合于液流儲能系統的液位不平衡問題，進而大大減少了液流儲能系統自放電問題，通過大量的測試證明，通過這樣一種控制方法提高了鋅溴液流儲能系統2%?4%的充放電效率。
【附圖說明】
[0009]下面對本實用新型說明書中每幅附圖表達的內容及圖中的標記作簡要說明:
[0010]圖1為液位傳感器位安裝示意圖；
[0011]圖2為泵安裝示意圖；
[0012]上述圖中的標記均為:1、二相閥；2、陰極泵；3、液位傳感器；4、陽極泵。
【具體實施方式】
[0013]如圖1、2所示，本實用新型在陽極罐和陰極罐的頂部分別安裝伸入其內部的液位傳感器3，通過液位傳感器3讀取當前液位值，液位傳感器3輸出感應信號至PID控制器，PID控制器輸出控制信號至陽極泵4和陰極泵2。陽極泵4和陰極泵2固定在陽極罐和陰極罐的側面底部。
[0014]本實用新型引用成熟的單閉環的電路設計，通過陽極罐和陰極罐中液位傳感器3讀取當前液位值，根據陽極罐和陰極罐的液位值，對陽極泵4和陰極泵2的泵速進行PID調節，控制陽極泵4和陰極泵2的轉速，調節管道內電解液的流量，在運行過程中不斷的對液位經行調節。通過這樣的閉環控制，使各個儲液罐中的液位達到一種平衡狀態，從而解決了鋅溴液態儲能電池系統液位不平衡而造成的自放電問題，大大提升了鋅溴液態儲能電池系統的充放電效率。
[0015]本實用新型的PID控制器為購買的成品產品，并利用成熟的PID調節技術，能夠穩定可靠的對液位進行調節。
[0016]具體來說，當系統運行時，控制器接受陽極罐和陰極罐液位傳感器3的液位數據，在控制器內部我們編有對儲液罐液位控制的PID算法，控制器接受到實時液位數據時，會對數據進行分析計算，然后輸出控制陽極泵4和陰極泵2的電流值，通過調節泵的電流大小，來控制泵速，從而達到調節陽極罐和陰極罐壓力差的平衡，解決了電解液overflow的現象，又能保證電堆中電解液反應所需要的壓力。
[0017]當運行一段時間后，由于之前的泵速調節，會造成陽極罐和陰極罐的液位變化，這個變化會通過液位傳感器3傳達給控制器，控制器接受到數據后，再進行數據分析和計算，從而得出新的電流值控制陽極泵4和陰極泵2的泵速。這樣就行成了一個閉環回路的液位控制系統，實時穩定的保證了各個罐體內液位的平衡。
[0018]上面結合附圖對本發明進行了示例性描述，顯然本實用新型具體實現并不受上述方式的限制，只要采用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.鋅溴液態儲能系統的液位平衡裝置，鋅溴液態儲能系統的陽極罐和陰極罐，所述的陽極罐和陰極罐分別配有陽極泵和陰極泵，其特征在于:所述的陽極罐和陰極罐內均設有液位傳感器，所述的液位傳感器輸出感應信號至PID控制器，所述的PID控制器輸出控制信號至陽極泵和陰極泵。
2.根據權利要求1所述的鋅溴液態儲能系統的液位平衡裝置，其特征在于:所述的陽極罐的液位傳感器、PID控制器和陽極泵構成單閉環控制，所述的陰極罐的液位傳感器、PID控制器和陰極泵構成單閉環控制。
3.根據權利要求1所述的鋅溴液態儲能系統的液位平衡裝置，其特征在于:所述的液位傳感器固定在陽極罐和陰極罐的頂部，所述陽極泵和陰極泵固定在陽極罐和陰極罐的側面底部。
【專利摘要】本實用新型揭示了一種鋅溴液態儲能系統的液位平衡裝置，鋅溴液態儲能系統的陽極罐和陰極罐，所述的陽極罐和陰極罐分別配有陽極泵和陰極泵，所述的陽極罐和陰極罐內均設有液位傳感器，所述的液位傳感器輸出感應信號至PID控制器，所述的PID控制器輸出控制信號至陽極泵和陰極泵。本實用新型的液位平衡裝置解決了鋅溴液態儲能電池系統自放電問題，提高了儲能效率，能夠可靠穩定的控制液位平衡。
【IPC分類】H01M8-04
【公開號】CN204441385
【申請號】CN201520149320
【發明人】宛飛飛, 楊波, 許云超, 馮先進, 史培森, 殷俊, 張紅瑾
【申請人】安徽美能儲能系統有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月16日