[發明專利]一種高電壓大功率全釩液流電池儲能模塊及制造控制方法

在審

• 申請號: 202210910224.0
• 申請日: 2022-07-29
• 公開（公告）號: CN115312822A
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 陳繼軍;趙永貴;梁先升;伍林;唐鋼
• 申請（專利權）人: 四川偉力得能源股份有限公司
• 主分類號: H01M8/2455
• 分類號: H01M8/2455;H01M8/2404;H01M8/18;H01M8/249;H01M8/04992;H01M8/04
• 代理公司: 成都市集智匯華知識產權代理事務所(普通合伙) 51237
• 代理人: 李華

1.一種高電壓大功率全釩液流電池儲能模塊，包括用于存戶電流的儲能模塊本體、用于管理儲能模塊充放電并進行交直流轉換的儲能變流器以及電池管理系統；其特征在于：所述儲能模塊本體由若干電堆模塊串聯而成；所述電堆模塊由若干電堆先串聯后再并聯而成。

2.根據權利要求1所述的一種高電壓大功率全釩液流電池儲能模塊，其特征在于：所述儲能模塊本體由3個電堆模塊串聯而成；所述電堆模塊由8個電堆四四一組串聯后再進行并聯而成。

3.根據權利要求2所述的一種高電壓大功率全釩液流電池儲能模塊，其特征在于：所述單個電堆的功率≥47KW，電壓≥108.5V，使得全釩液流電池儲能模塊的功率≥1125KW，電壓≥1300V。

4.根據權利要求1所述的一種高電壓大功率全釩液流電池儲能模塊，其特征在于：所述電堆由若干電堆單元堆疊而成；所述電堆單元包括離子交換膜，所述離子交換膜兩側對稱設置有碳氈、導流框和雙極板；所述導流框和雙極板在離子交換膜兩側拼合成容納電解液的空腔；所述流道口設置在導流框上。

5.根據權利要求4所述的一種高電壓大功率全釩液流電池儲能模塊，其特征在于：所述雙極板由熱塑性高分子材料與導電碳材料均勻混合后的復合材料制作；所述復合材料中以熱塑性高分子材料為基體材料，其含量為20～50％，所述復合材料中以碳粉、石墨粉、碳納米管為導電材料，其含量為50～80％。

6.根據權利要求5所述的一種高電壓大功率全釩液流電池儲能模塊，其特征在于所述雙極板的制造方法為：

將熱塑性高分子材料以及碳粉、石墨粉、碳納米管在150～250℃的溫度下均勻混合；

將混合后的材料破碎成直徑1～10mm的顆粒料；

將顆粒料在150～250℃的溫度下擠壓成板材并裁剪成雙極板。

7.根據權利要求1所述的一種高電壓大功率全釩液流電池儲能模塊，其特征在于：所述電堆的電極為石墨氈電極；所述石墨氈電極表面附著有金屬陽離子。

8.一種高電壓大功率全釩液流電池儲能模塊的制造方法，其特征在于包括：

制造電堆，包括：制造電堆單元；將若干電堆單元焊接堆疊；將電堆單元端面鏜銑平整；對電堆進行封裝；進行氣密性檢測；進行整體封裝；進行性能檢測；

將電堆組裝成電堆模塊；

將電堆模塊串聯成電池模塊本體

將電池模塊本體、儲能變流器、電池管理系統組裝成電堆模塊。

9.根據權利要求8所述的一種高電壓大功率全釩液流電池儲能模塊的制造方法，其特征在于所述將電堆組裝成電堆模塊包括：

對電堆模塊進行三維建模，并劃分網格模型，設定input、output及wall；

設定入口壓力、溫度、流速，選擇求解模型方程，進行求解，并將得到的結果應用到電堆模塊中。

10.一種高電壓大功率全釩液流電池儲能模塊的控制方法，其特征在于包括：

根據電解液在電堆內部的流場數據，計算電池儲能模塊本體所需的目標流量值；

根據電池儲能模塊本體所需的目標流量值控制調節泵運行；

調節泵運行時，采用恒壓力閉環控制，通過控制進入電堆的電解液壓力以保證電堆運行在目標流量值下。