[实用新型]一种电堆与延长支管的组合模块、钒液流电池系统

说明书

本实用新型涉及液流电池技术领域，提供一种电堆与延长支管的组合模块及钒液流电池系统，包括：电堆，所述电堆的两端分别设有电堆外端板(1)，所述电堆外端板上设有多个管口，包括正极进液管口、正极出液管口、负极进液管口和负极出液管口；多根延长支管(2，3，4，5，6，7，8，9)，每根延长支管的一端与电堆外端板的一个管口连接，另一端向另一个电堆外端板方向延伸并用于与该管口对应的主管连接。本模块将电堆与延长支管模块化单元，将延长支管直接固定在电堆外端板上，再利用模块化单元集成储能系统，能够减小旁路电流，成本低、安装简单、可靠性高，为钒电池系统标准化、规模化生产和便捷的安装、维护提供了一种思路，提高了系统的安装效率。

技术领域

本实用新型涉及液流电池技术领域，尤其涉及一种钒电池系统中的电堆与延长支管的组合模块。

背景技术

由于可再生能源具有随机性、波动性、不可调控等自然属性，接入电网后进而引发电网电压和频率的波动，影响电网的安全、稳定运行，电网对大规模新能源的消纳问题也面临越来越严峻的挑战。通过引入全钒液流电池，可以有效提高电力系统运行稳定性、调整频率、补偿负荷波动、降低用电成本、提高电力设备利用率等，促进可再生能源的并网和使用。

全钒液流电池，是一种活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池。由于其具有容量高、容量配置灵活、循环寿命长、安全环保等特点，现在广泛应用于风光互补、削峰填谷、智能微网、应急电源等领域。

在全钒液流电池的应用中，大规模储能液流电池体系由多个电堆串并联构成，其中每个电堆又由固定个数的单电池组成，其电解液通过输液总管统一供应，再逐级分配到各支管，这种电解液供应方式会在电堆中引起旁路电流。旁路电流不仅会降低系统的能量效率，也会危及整个电池系统的安全。所以如何减小甚至消除旁路电流对钒电池的应用有着重要的意义。研究表明，减小旁路电流的有效方案有：1.在满足流量前提下，减小管径，延长管长度；2.减小单电池个数；3.调控有效电路通路的电阻与旁路电流管路的电阻比例。

中国专利公开号为CN103354294A公开了一种液流电池系统管道结构，用于电解液进出电堆的管路均由管路分配部和管路延长部组成，管路分配部包括主管路和至少一级分支管路，所述主管路和所述分支管路呈一分二、二分四、四分八的2n型结构。该方案通过管路延长部的长度(1-15m)，提高支路电阻，减小电堆与电堆之间产生的漏电电流。管路的长度越长，管路阻力越大，需要泵的扬程也越大，同时管路电阻越大，产生的漏电电流越小。该方案这种配管适用于进、出液口分布在电堆同一侧面的电堆结构，并且由于该方案通过延长进堆、出堆的支管长度减小旁路电流，增加了配管的复杂性，管道密封可靠性降低，系统的泵功耗增加，降低了系统的能量效率，同时还要额外制作管路支架。

中国专利公开号为CN204011563U公开了一种钒电池用管路系统，该管路系统在主路管上设有多个支路管，通过调整管路的分布位置使整个管路系统在结构简单的情况下尽可能延长支管路长度，增加管路电阻，减小钒电池系统的旁路电流。该方案存在以下缺点1.电堆进堆管路、出堆管路延长部分分布在电堆的正上方和正下方，延长管需要等电堆固定在电池架上才能进行安装，对于具有多个电堆、多层布置的系统，电堆固定后，上下空间都比较小，延长管的安装十分不方便，假设电堆出现故障，需要维护，电堆也不方便移出来；2.延长管的固定需要在电池架上设计管支架，会增加系统的整体尺寸；3.不适于模块化生产。

中国专利公开号为CN208849011U公开了液流电池系统，该系统的各液流电池进液板其上成型有位于进液口与出液口间的进液管，进液管被曲折和/或分支设置而使得电解液于进液板其上的流程，由距离固定的进液口与出液口间被曲折的进液管所延长。该系统加工方式复杂，成本较高，密封可靠性低；又由于该系统的进液板安装在电堆内部，一旦进液板上内嵌的管道密封出现问题，从外面不易发现，对电池会造成很大损害，维修需要将整个电堆拆开，十分不便。

因此，亟需开发一种既能减小旁路电流、结构简单、拆装维修方便、可靠性高的电堆与延长支管的组合模块。

实用新型内容