[發(fā)明專利]一種液流電池的流量采集和控制的專用電路設(shè)計(jì)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610353215.0
• 申請(qǐng)日: 2016-05-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107464943A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津迪艾信息科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/04
• 分類號(hào): H01M8/04;H01M8/18
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及釩電池領(lǐng)域，尤其是涉及一種液流電池的流量采集和控制的專用電路設(shè)計(jì)。

背景技術(shù)

液流電池一種新的蓄電池，液流電池是利用正負(fù)極電解液分開(kāi)，各自尋歡的一種高性能蓄電池，全釩液流電池是一種新型蓄電儲(chǔ)能設(shè)備，具有功率大、容量大、效率高、壽命長(zhǎng)(充放電可達(dá)十萬(wàn)次以上)、綠色環(huán)保等一系列獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，可以在風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、電動(dòng)汽車供電、電網(wǎng)調(diào)峰等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

釩電池(VRB)是一種可以流動(dòng)的電池，目前正在逐步進(jìn)入商用化階段。VRB作為一種化學(xué)的能源存儲(chǔ)技術(shù)，和傳統(tǒng)的鉛酸電池、鎳鎘電池相比，它在設(shè)計(jì)上有許多獨(dú)特之處，性能上也適用于多種工業(yè)場(chǎng)合，比如：可以替代油機(jī)、備用電源等。釩電池將存儲(chǔ)在電解液中的能量轉(zhuǎn)換為電能，這是通過(guò)兩個(gè)不同類型的、被一層隔膜隔開(kāi)的釩離子之間交換電子來(lái)實(shí)現(xiàn)的。電解液是由硫酸和釩混合而成的，酸性和傳統(tǒng)的鉛酸電池一樣。由于這個(gè)電化學(xué)反應(yīng)是可逆的，所以VRB電池既可以充電，也可以放電。充放電時(shí)，隨著兩種釩離子濃度的變化，電能和化學(xué)能相互轉(zhuǎn)換。VRB電池由兩個(gè)電解液池和一層層的電池單元組成。電解液池用于盛兩種不同的電解液，每個(gè)電池單元由兩個(gè)“半單元”組成，中間夾著隔膜和用于收集電流的電極。兩個(gè)不同的“半單元”中盛放著不同離子形態(tài)的釩的電解液。每個(gè)電解液池配有一個(gè)泵，用于在封閉的管道中為每一個(gè)“半單元”輸送電解液。當(dāng)帶電的電解液在一層層的電池單元中流動(dòng)時(shí)，電子就流動(dòng)到外部電路，這就是放電過(guò)程。當(dāng)從外部將電子輸送到電池內(nèi)部時(shí)，相反的過(guò)程就發(fā)生了，這就是給電池單元中的電解液充電，然后再由泵輸送回電解液池。

釩電池系統(tǒng)的電化學(xué)性能受多因素影響，比如釩電池正極液中的五價(jià)釩在溫度高于45攝氏度的情況下易析出五氧化二釩沉淀，析出的沉淀堵塞流道，包覆碳?xì)掷w維，惡化電堆性能，直至電堆報(bào)廢，而電堆在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過(guò)程中電解液溫度很容易超過(guò)45攝氏度,所以當(dāng)釩電池工作時(shí)，需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)液流電池的流量，當(dāng)檢測(cè)出流量異常時(shí)發(fā)出報(bào)警以通知工作人員。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問(wèn)題是提供一種液流電池的流量采集和控制的專用電路設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集全釩液流電池的流量參數(shù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)流量異常時(shí)可以控制液流電池停止工作并發(fā)出警報(bào)，及時(shí)通知工作人員。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種液流電池的流量采集和控制的專用電路設(shè)計(jì)，其特征在于：包括正極流量傳感器、負(fù)極流量傳感器、正極差分放大器、負(fù)極差分放大器、正極濾波放大器、負(fù)極濾波放大器、A/D轉(zhuǎn)換單元、微處理器，所述正極流量傳感器、正極差分放大器、正極濾波放大器依次連接，所述負(fù)極流量傳感器、負(fù)極差分放大器、負(fù)極濾波放大器依次連接，所述正極濾波放大器、負(fù)極濾波放大器與所述A/D轉(zhuǎn)換單元相連接，所述A/D轉(zhuǎn)換單元與所述微處理器相連接，所述正極流量傳感器置于正極儲(chǔ)液罐管道內(nèi)，所述負(fù)極流量傳感器置于負(fù)極儲(chǔ)液罐管道內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述正極差分放大器包括第一放大器、第二放大器、第三放大器。

進(jìn)一步地，所述正極差分放大器還包括第一基準(zhǔn)。

進(jìn)一步地，所述負(fù)極差分放大器包括第四放大器、第五放大器、第六放大器。

進(jìn)一步地，所述負(fù)極差分放大器還包括第二基準(zhǔn)。

進(jìn)一步地，所述全釩液流電池的流量采集和控制的專用電路還包括正極磁力泵、負(fù)極磁力泵、第一變頻器、第二變頻器，所述正極磁力泵與第一變頻器相連接，所述負(fù)極磁力泵與第二變頻器相連接，所述第一變頻器、第二變頻器分別與所述微處理器相連接。

進(jìn)一步地，所述全釩液流電池的流量采集和控制的專用電路還包括存儲(chǔ)單元，所述存儲(chǔ)單元與所述微處理器相連接。

進(jìn)一步地，所述全釩液流電池的流量采集和控制的專用電路還包括報(bào)警單元，所述報(bào)警單元與所述微處理器相連接。

進(jìn)一步地，所述全釩液流電池的流量采集和控制的專用電路還包括通信單元，所述通信單元與所述微處理器相連接。

進(jìn)一步地，所述全釩液流電池的流量采集和控制的專用電路還包括顯示單元和鍵盤，所述顯示單元和鍵盤分別與所述微處理器相連接。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果為：本發(fā)明一種液流電池的流量采集和控制的專用電路設(shè)計(jì),可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集全釩液流電池的流量參數(shù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)流量異常時(shí)可以控制液流電池停止工作并發(fā)出警報(bào)，及時(shí)通知工作人員；設(shè)計(jì)合理，操作方便，檢測(cè)精確，誤差較小，可以為長(zhǎng)期運(yùn)行的釩電堆電解液的維護(hù)管理工作提供指導(dǎo)作用；用戶可以通過(guò)外接的移動(dòng)終端設(shè)備控制液流電池的啟動(dòng)與關(guān)閉。

附圖說(shuō)明