一种电解液快速匀流稳定出液装置的制作方法

本技术专利申请涉及一种电解液快速匀流稳定出液装置，属于新能源电池储能领域。

背景技术：

1、随着我国新能源技术的快速发展，新能源储能技术也得到了充分发展。目前，我国液流储能新能源电池（简称液流电池）储能技术占比越来越高。因其充放电寿命长、储能时间长、安全无火灾隐患等优点逐步成为新能源储能技术的发展重点。

2、液流电池工作时，电解液在其功率单元和储能单元间循环云循行。电解液循环时，回流储液箱的新电解液与储液箱内原有的旧电解液间混合得越均匀，能量转换效率越高，液流电池性能越好。

3、目前，使电解液混合均匀的方案有两种：

4、方案一：在储液箱顶部加装搅拌装置，储液箱内新旧电解液经搅拌很容易混合均匀。

5、方案一的缺点：1）增加专用搅拌机及相关附件的费用；2）搅拌机增加损耗，每台搅拌机约500w，每mw至少需要4台，增加2kw的损耗；3）搅拌机的安装、运行等难以保证储液箱密封性（储液箱内电解液不能与空气接触）；4）搅拌机难以承受电解液的强腐蚀性，导致寿命、维护、成本受限。

6、方案二：电解液进液管伸入电解液三分之一的深度，进液管在液面以下均布直径35mm的圆孔作为分流孔，强力促使电解液均匀混合。

7、方案二的缺点： 1）电解液混合均匀程度受进液管内新电解液回流压力、回流流量影响，压力、流量越高，混合效果越好；而新电解液的回流压力和流量受能量转换效率限制，因此回流压力、流量不会很高，混合效果有限；2）分流孔越多，压力越低、流量越小，混合效果越差。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是，提供一种结构合理，具有多种匀流模式或方式，能够利用现有回流压力和流量对新旧电解液进行均匀混合，只需消耗少量额外电能，不需要增加储液箱内外传动部件，能保证储液箱密封性，成本低廉，使用寿命长，操作简单、手动控制自动控制都能实现、匀流效果好的一种电解液快速匀流稳定出液装置。

2、为解决上述技术问题，本专利申请包括盛装电解液的储液箱，储液箱顶部安装有进液管，储液箱底部安装有出液管，其结构特点是：储液箱为上部比下部稍细的圆锥筒，进液管下端通过弯管连接有左喷头，左喷头的位置和朝向使储液箱内的电解液在俯视角度下顺时针旋转或逆时针旋转；储液箱内设置有若干漂浮在电解液中的浮球，浮球为体积相近但大小不同的圆球，每个浮球通过对应的不同长度的连接绳连接储液箱内底面。

3、作为改进，左喷头的横向位置位于储液箱内腔的中心纵剖面的左半面的外半区域，左喷头的竖向位置位于储液箱内腔的中心纵剖面的左半面的外半区域的上中下三个分区的中分区；左喷头的朝向范围为以前述储液箱内腔的中心纵剖面的垂直方向为中心线上下左右各偏移45°的角度范围。

4、作为进一步改进，所述进液管的数量为两根，第二根进液管通过弯管连接有右喷头，右喷头和左喷头分别位于储液箱内腔纵向中心线的两侧，而且右喷头和左喷头相对于通过储液箱内腔纵向中心线的中间面对称设置。

5、作为一种实现方式，所述浮球包括空心的球壳，球壳的内腔中心区域设有中心连接部，中心连接部的前后左右上下侧以及与之对应的球壳的内壁上分别对应设有凸连部，中心连接部和球壳的对应凸连部之间卡装有对应的磁铁，磁铁的s极都朝向球壳的内腔中心且磁铁的n极都朝向球壳，或者磁铁的n极都朝向球壳的内腔中心且磁铁的s极都朝向球壳。

6、作为另一种实现方式，所述浮球为具有浮力的实心球，浮球内包裹有六块磁铁，磁铁从浮球中心按照上下左右前后方向向浮球外壁辐射延伸设置，磁铁的s极都朝向浮球中心且磁铁的n极都朝向浮球外壁，或者磁铁的n极都朝向浮球中心且磁铁的s极都朝向浮球外壁。

7、作为改进，储液箱的外周套装有槽环，槽环内间隔安装有至少两对电磁铁对，电磁铁对包含两个单电磁铁，两个单电磁铁位于储液箱内腔纵向中心线两侧，两个单电磁铁的n极和s极连线位于同一直线，并且两个单电磁铁的内端极性相反设置；还包括控制各电磁铁对工作的控制器，控制器使各单电磁铁的内端按照顺时针或逆时针方向依次为n极或依次为s极。

8、作为进一步改进，出液管的入口连接有三根集液管，三根集液管分别位于储液箱内腔的左侧、中间、右侧，三根集液管的口径相同、长度相同、入口高度相同。

9、作为改进，所述进液管上安装有控制进液管流速或通断的控制件，控制件可以是手动控制的控制阀也可以是由控制器自动控制的调节阀。

10、作为进一步改进，所述控制器包括单片机，单片机的至少两个磁场输出端分别通过对应的磁场继电器控制对应的电磁铁对工作；单片机的调节输出端通过调节继电器控制控制件工作。

11、作为再进一步改进，所述浮球的表面均匀设置有若干凸球，各浮球的高度和在储液箱内底面投影位置各不相同。

12、本专利申请采用了六级匀流模式，其中一级匀流模式包括将第一根进液管通过弯管延伸入电解液中并连接左喷头，左喷头喷出的新的电解液使储液箱内的旧的电解液在俯视角度下顺时针旋转或逆时针旋转，从而达到新旧电解液均匀混合并输出，也就实现了新旧电解液一级匀流效果；

13、二级匀流模式包括将第二根进液管通过弯管延伸入电解液中并连接右喷头，右喷头喷出的新的电解液使储液箱内的旧的电解液在俯视角度下按与一级匀流模式反向的逆时针旋转或顺时针旋转，进而达到新旧电解液二级匀流效果；

14、三级匀流模式包括通过若干连接绳对应连接的浮球，每个浮球在一级或二级匀流模式下会起到先分流、再合流电解液的作用，这样，若干浮球会进行若干次分流、合流，进而达到新旧电解液的三级匀流效果；

15、四级匀流模式包括设置在浮球内的六块磁铁，六块磁铁因为向外的磁极极性相同使得浮球变成磁球，而且各磁球外表面的极性相同，因而使得各浮球在浮力、牵拉力和排斥力等作用下无规则地相互排斥、不断移动，进而达到新旧电解液四级匀流效果；

16、五级匀流模式包括设置在储液箱外周的至少两对电磁铁对，控制器控制电磁铁对内端之间形成匀流磁场，从而驱动磁球移动，进而对电解液进行匀流；控制器控制各电磁铁对按照顺时针或逆时针方式依次工作，匀流磁场的位置和方向也会按照顺时针或逆时针方向依次切换从而形成旋转磁场；各磁球在旋转磁场、浮力和连接绳的多重作用下在储液箱内做环形旋转，从而实现电解液的五级匀流效果；

17、六级匀流模式包括设置在出液管入口的三根集液管，三根集液管分别将储液箱内腔的中心纵剖面的左部、中部、右部的电解液以相同吸力、相同流量吸入出液管均匀混合，从而实现电解液的六级匀流效果。

18、在本专利申请中，六级匀流模式也即包含了六个级别的匀流模式或六种匀流模式。六种匀流模式可以同时工作，以达到最佳匀流效果；也可以部分组合工作，以达到较好匀流效果；部分匀流模式还可以单独工作，达到一般匀流效果，但结构简单、成本低，无需消耗额外人力、物力或财力。

19、综上所述，采用这种结构的电解液快速匀流稳定出液装置结构合理，具有多种匀流模式或方式，能够利用现有回流压力和流量对新旧电解液进行均匀混合，只需消耗少量额外电能，不需要增加储液箱内外传动部件，能保证储液箱密封性，成本低廉，使用寿命长，操作简单、手动控制自动控制都能实现、匀流效果好。