[发明专利]一种用于全钒液流电池热量管理的控制模块

说明书

本发明公开了一种用于全钒液流电池热量管理的控制模块，其包括以下步骤：将不同于所述全钒液流电池的电解液的换热液用来间接获取和/或散发全钒液流电池的电解液热量，以便将源自电解液的热量提供给热量利用机构，在所述热量利用机构中将该热量作为一次能源直接用于加热相应生产对象；将所述全钒液流电池产生的电力提供给热量利用机构，使得所述电力能够以非换能的方式直接用于所述热量利用机构的其他至少一项功能。

本分案申请的原始基础是申请号为202110116551.4，申请日为2021年01月27日，发明名称为“一种全钒液流电池储能功率优化分配控制方法”的专利申请，其要求了申请号为202011524339.3的专利申请的优先权，优先权日为2020年12月21日。

技术领域

本发明涉及电池控制管理技术领域，特别涉及一种用于全钒液流电池热量管理的控制模块。

背景技术

目前工业上或者风电、水电等大型发电设施所使用的储能电池有许多选择，液流电池如全钒液流电池就是属于液流电池中较为热门的一种电池。其放电的基本原理是利用钒离子的几个价态(二价、三价、四价和五价)之间的氧化还原反应形成电子的流动从而放电，因其主要电能来源物质为电解液，所以全钒液流电池所能提供或储存的能量多少取决于电解液储存容积的大小。在钒液流电池放电过程中，正负极电解液分别从各自的电解液储存罐流入反应电极室，反应电极室由正极集流体和负极集流体外加设置在两者中间作为隔离作用的隔膜组成，在反应电极式发生氧化还原反应放电后，正负极电解液各自返回储罐，如此不断循环，实现持续放电。

钒液流电池在发生氧化还原反应放电时，会产生一定的热量，这些热量一般会被流动的电解液带回到储罐中，在钒液流电池长时间循环放电的过程中储罐内的电解液温度会逐渐上升。钒电解液的最佳使用温度范围为0℃～45℃，当温度高于45℃时，正极电解液内含有的五价钒离子将会形成大量沉淀影响钒液流电池的放电效率；当温度低于0℃时(例如钒液流电池被使用于严寒地区时)，正负极电解液中的钒离子也会因为溶解度随温度下降之原因析出晶体。因此保证钒电解液温度稳定在最佳使用温度范围内对钒液流电池的良性使用大有裨益。

CN 205828544 U实用新型专利提供了一种利用导热板、散热风扇的风冷式电解液温度控制器，但使用风冷方式的缺点在于：风冷的传热系数较低，且冷却的时间较长，另外受环境温度的影响，经常性的需要引入例如像冷干机或制冷剂一类的辅助降温设备，增加能耗的同时占据了更多的空间。CN202651271U实用新型专利介绍了一种利用导热管道、冷却水的水冷式电解液温度控制器，此种采用水冷方式的缺陷在于：为达到水冷的要求，需要设置冷却塔等较为大型的设备，且存在环境温度过高时水冷效果大大下降的问题。现有技术还也能够解决在严寒地区使用钒液流电池时电解液温度过低而导致溶质析出的问题，另外现有技术没有提出将换热液换出的热量适应性地利用于同时需要热量与电量的孵化或育种装置的思路。

CN102354764B公开了一种供能系统及其控制方法。该供能系统包括：燃料电池子系统，包括燃料电池堆；液流电池子系统，包括液流电池堆；以及电源管理单元，与燃料电池堆和液流电池堆分别相连接，用于对燃料电池堆和液流电池堆产生的电能进行管理以控制燃料电池子系统和液流电池子系统混合供电，通过该发明，能够降低供能系统的能耗，提高系统的能量利用率。但是该发明没有考虑到热点联用时，如何基于全钒液流电池的热量与电量在产电与充电两种阶段下的特殊产生关系来调控用电或者用热能机构的输出或者输入功率的方案，使得很多时候，全钒液流电池产生的热量没有被很好地转移利用，产生的电量也没有在盈余、正常、亏电的情况下被均衡，造成大量浪费。

发明内容

为解决现有技术中未能解决的全钒液流电池热电联用的操作与控制问题，本发明公开了一种用于全钒液流电池热量管理的控制模块，其包括以下步骤。