[發明專利]一種分布式熱平衡儲電充電裝置及其充電方法

在審

• 申請號: 201810445345.6
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN108630974A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 吳隆輝;李印實
• 申請（專利權）人: 江蘇漢瓦特電力科技有限公司
• 主分類號: H01M8/18
• 分類號: H01M8/18;H02J3/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種分布式熱平衡儲電充電裝置及其充電方法，包括液流電池堆、換流器及流經換流器內變壓器線圈的液流電池電解液循環管路的結構。通過液流電池中電解液的循環過程流經換流器內變壓器線圈內部流道，保證熱阻最低的情況下直接對產熱最嚴重的部件進行直接冷卻，在無需額外做功的情況下對換流器進行高效低阻的冷卻，而換流器運行中產生的廢熱能夠對電解液預熱提高電池運行效率，在無需額外做功的前提下實現換流器及液流電池的協同互補運行。同時充電裝置整體可以在通過電網在夜間或閑時充電起到電網調峰的作用，降低充電成本；還可以通過太陽能、風能等具有間歇性、波動性問題的可再生能源直接充電，降低可再生能源并網的難度。

技術領域

本發明涉及一種充電裝置及充電方法，具體涉及一種分布式熱平衡儲電充電裝置及其充電方法。

背景技術

隨著新能源利用技術的不斷發展，新能源汽車在世界范圍內尤其是中國迎來了大發展。在技術和政策的雙重支持下，我國新能源汽車尤其是純電動汽車每年以近30萬輛的增速持續增長。大量純電動汽車的出現意味著我國對充電樁及充換電站的需求越來越大，目前國內充電設施與新能源汽車保有量的比例維持在1:4左右，與標準化的1:1相差甚遠。根據“十三五”規劃，預計到2020年，集中式充換電站將增長到1.2萬座，分布式充電樁數量將增長100倍達到450萬個。2015年9月23日，國務院常務會議部署加快電動汽車充電基礎設施和城市停車場的建設，研究通過了《加快電動汽車充電基礎設施建設的指導意見》。該指導性文件提出了充電設施要“適度超前”的指導要求，充電樁等配套設施和產業鏈迎來了大的發展機遇。

目前市場上充電樁主要作為電力轉換裝置出現，其結構相對簡單，主要由輸入、輸出和控制三個部分組成，按照充電方式可分為直流充電樁、交流充電樁和交直流一體充電樁三種。這三種充電樁都需要依賴于電網提供即時的電力，這在對電網帶來很大的用電壓力的同時，也會因電網“限電”“停電”等問題影響其穩定運行。同時，充電樁在運行過程中其內部換流器尤其是變壓裝置在運行過程中會產生大量的熱量，廢熱的產生在造成能源浪費的同時也在很大程度上影響著充電樁的工作效率和使用壽命。另外，由于充電樁依托于固定的電力網絡，其使用范圍局限于某一固定區域，針對一些電網未能達到的區域諸如邊疆、荒島等，充電樁也都得不到穩定便捷的使用。

液流電池技術是一種新型儲能技術，其通過溶解在循環的電解液中活性物質電子的得失（價態變化）進行“電能-化學能-電能”的轉化，進而實現電能的儲存與釋放。相對于其他儲能技術，液流電池具有輸出功率與容量相互獨立、系統設計靈活、響應速度快、自放電速率低、充放電過程相互獨立及使用壽命長等優點，在儲能領域得到了越來越多的應用。

但是，液流電池循環過程中能量效率相對較低，實驗證明溫度的適當提升能夠提升電池的工作效率，同時充電樁的散熱技術一直影響著充電裝置的高效穩定長久的運行。因此，一種更加節能環保高效穩定的充電裝置亟待出現。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種運行過程自冷卻、充放電過程相獨立、高效節能、持續穩定、環境友好的分布式熱平衡儲電充電裝置及充電方法。其通過液流電池中電解液的循環過程流經換流器內部變壓器線圈對換流器進行高效冷卻，而換流器運行中產生的廢熱能夠對電解液預熱提高電池運行效率。

裝置整體可以在通過電網在夜間或閑時充電起到電網調峰的作用，降低充電成本；還可以通過太陽能、風能等具有間歇性、波動性問題的可再生能源直接充電，降低可再生能源并網的難度；同時還能夠直接更換充電后的電解液完成快速充電的過程。