[發(fā)明專利]一種鋰電池與鋅溴液流電池的混合儲(chǔ)能管理系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610310737.2
• 申請(qǐng)日: 2016-05-12
• 公開（公告）號(hào): CN105762787A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊波;張紅瑾;殷俊;秦小州;馮先進(jìn);史培森;吳慶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽美能儲(chǔ)能系統(tǒng)有限公司
• 主分類號(hào): H02J1/10
• 分類號(hào): H02J1/10;H02J13/00
• 代理公司: 蕪湖安匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34107
• 代理人: 朱順利

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰電池與鋅溴液流電池的綜合利用領(lǐng)域，特別涉及一種鋰電池與鋅溴液流電池的混合儲(chǔ)能管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

鋰電池是一款優(yōu)秀的動(dòng)力電池，充放電效率高，能倍率放電等，但在大容量電力儲(chǔ)能應(yīng)用時(shí)由于大容量的鋰電池是由多個(gè)單電池組成的，當(dāng)容量大到一定程度，單電池的數(shù)量達(dá)到一定數(shù)量后，電池間的一致性問題就突出出來。同時(shí)鋰電池對(duì)充放電有著嚴(yán)格的要求，過充或過放都會(huì)造成電池起火爆炸，特別是大容量應(yīng)用時(shí)，電池串并聯(lián)數(shù)量很多時(shí)，安全性問題就猶為突出。

溴化鋅電解液是一種弱酸性鹽溶液，在化學(xué)反應(yīng)過程中無毒、無害、無任何有毒物質(zhì)產(chǎn)生,無任何可燃?xì)怏w析出整體系統(tǒng)安全環(huán)保；充放電深度可達(dá)100％，即使在SOC在10％以下仍可按額定功率放電；鋅溴電池的能量密度在100Wh/L以上，利用其液流特性可做為大容量電池，最小模塊為50kWh，最大為1MWh，多臺(tái)模塊并聯(lián)可組成百兆瓦級(jí)系統(tǒng)。適用與太陽能、風(fēng)能等大規(guī)模再生能源配套，作為能量型儲(chǔ)能電池。同時(shí)鋅溴電池的運(yùn)行溫度范圍為-30～50℃間，可適應(yīng)我國北方在區(qū)寒冷的冬季和南方酷熱的夏季。電池系統(tǒng)的使用壽命可超過20年，電解液在運(yùn)行過程中無損耗，可長(zhǎng)期可無限次循環(huán)使用；電堆壽命在深度充放電的情況下可充放5000次；在淺充淺放的情況下可超過10000次，電堆失效后只需更換電堆，其它部件仍可繼續(xù)使用，更換電堆的費(fèi)用僅占系統(tǒng)費(fèi)用的10％左右。但是鋅溴液流儲(chǔ)能電池的能量效率只有70％，低于鈉硫電池和鋰電池；鋅溴電池系統(tǒng)在首次啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)需要有十五分鐘的啟動(dòng)時(shí)間，用于對(duì)電解液循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)運(yùn)行。鋅溴電池系統(tǒng)是能量型電池，最大放電倍率為0.5C，沒有動(dòng)力電池能倍率放電的優(yōu)勢(shì)。

綜上所示，如何將鋰電池與鋅溴電池按一定的配比組合為一體，充分發(fā)揮鋰電池和鋅溴電池的優(yōu)勢(shì)，形成不同電池間優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的一種技術(shù)策略是現(xiàn)有技術(shù)需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種鋰電池與鋅溴液流電池的混合儲(chǔ)能管理系統(tǒng)，將鋰電池與鋅溴電池按一定的配比組合為一體，充分發(fā)揮鋰電池和鋅溴電池的優(yōu)勢(shì)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種鋰電池與鋅溴液流電池的混合儲(chǔ)能管理系統(tǒng)，其特征在于：所述的管理系統(tǒng)包括鋅溴液流電池的五個(gè)電堆串聯(lián)后，接入DC/DC變流器的低壓端，DC/DC變流器隔離升壓后分為16路并聯(lián)輸出到DCBus直流總線上；鋰電池分為4路變流器接入DC/DC變流器的低壓端，與鋅溴液流電池在DCBus直流總線上匯流統(tǒng)一輸出，構(gòu)成直流輸出端口，直接與PCS的直流端連接。

所述的DC/DC變流器輸出端20路變流器的通訊端同時(shí)接進(jìn)入主控制器，主控制器對(duì)管理系統(tǒng)的每個(gè)變流器下發(fā)充放電指令。

所述的主控制器設(shè)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)通訊接口，主控制器通過太網(wǎng)通訊接口連接至SCADA上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸交換。

一種鋰電池與鋅溴液流電池的混合儲(chǔ)能管理系統(tǒng)，由于采用上述的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)解決了傳統(tǒng)微網(wǎng)系統(tǒng)中單一電池應(yīng)用的缺陷，即克服了鋰電池的不能長(zhǎng)時(shí)間深度放電種種技術(shù)問題及液流電池不能快速倍率放電等等問題，大大擴(kuò)展了未來微網(wǎng)和智能電網(wǎng)中儲(chǔ)能的應(yīng)用規(guī)模和應(yīng)用前景，具有極高的推廣價(jià)值。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明；

圖1為本發(fā)明一種鋰電池與鋅溴液流電池的混合儲(chǔ)能管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在的微網(wǎng)或智能電網(wǎng)系統(tǒng)中對(duì)儲(chǔ)能電池的要求即有瞬時(shí)的調(diào)頻調(diào)峰的要求，又有長(zhǎng)時(shí)間充放電的削峰填谷的要求，而現(xiàn)有的微網(wǎng)配置只采用單一的鋰電池，或液流電池，不能完全響應(yīng)微網(wǎng)的需求，導(dǎo)致儲(chǔ)能電池的應(yīng)用無法快速發(fā)展。

要滿足微網(wǎng)的不同應(yīng)用需求，就必須結(jié)合動(dòng)力電池和能量型電池，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，全面響應(yīng)微網(wǎng)系統(tǒng)的各種需求，這才是儲(chǔ)能電池發(fā)展的主導(dǎo)方向。

本發(fā)明在上述應(yīng)用需求和原設(shè)計(jì)弊端的基礎(chǔ)上，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)顯得尤為重要，如圖1所示，本發(fā)明包括鋅溴液流電池的五個(gè)電堆串聯(lián)后，接入DC/DC變流器的低壓端，DC/DC變流器隔離升壓后分為16路并聯(lián)輸出到DCBus直流總線上；鋰電池分為4路變流器接入DC/DC變流器的低壓端，與鋅溴液流電池在DCBus直流總線上匯流統(tǒng)一輸出，構(gòu)成直流輸出端口，直接與PCS的直流端連接。