一种液流电池系统公共管路的管道平衡结构的制作方法

1.本实用新型属于液流储能系统领域，尤其涉及一种液流电池系统公共管路的管道平衡结构。


背景技术：

2.液流电池的阴极和阳极电解液分别装在两个储罐中，利用送液泵使电解液通过电池进行循环。在电堆内部，阴阳极电解液用离子交换膜(或离子隔膜)分隔开，电池外接负载和电源。液流电池技术作为一种新型的大规模高效电化学储能(电)技术，通过反应活性物质的价态变化实现电能与化学能相互转换与能量存储。在液流电池中，活性物质储存于电解液中，具有流动性，可以实现电化学反应场所(电极)与储能活性物质在空间上的分离，电池功率与容量设计相对独立，适合大规模蓄电储能需求。一般来说，在多电堆系统模块中，各电堆通过一定串联和并联的方式进行电气连接，来实现共同充放电的目的。电堆内电解液流体的均配已成为液流电池储能系统均衡充放电性能发展的主要技术瓶颈。
3.电堆是液流储能系统中的核心部件，在使用中经常将两个或多个相同的电堆进行串联、并联或串、并联结合，从而组成大型的液流储能系统中多电堆组装体。液流系统中各串并联的电堆通过相应的公共管路(配管)进行连接。通常由于配管结构问题，无法保证流入每个电堆入口的阴、阳极电解液的流量相等，从而造成液流储能系统中的多电堆由于空间位置与配管的关系不同，而造成流入电堆的阴、阳极电解液流量不等，降低了整个多电堆系统充放电能力和充放电效率。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例的目的在于提供一种液流电池系统公共管路的管道平衡结构，旨在解决目前由于配管结构问题，无法保证流入每个电堆入口的阴、阳极电解液的流量相等，从而造成液流储能系统中的多电堆由于空间位置与配管的关系不同，而造成流入电堆的阴、阳极电解液流量的不等，降低了整个多电堆系统的充放电能力和充放电效率的问题。本实用新型实施例是这样实现的：
5.一种液流电池系统公共管路的管道平衡结构，包括总管、分配管和支路汇合管，所述总管为t形管，总管与分配管连接，在分配管上设置n个支路汇合管，n＞1；支路汇合管为t形管；所述支路汇合管的直径约为总管直径的1/3-1/2；
6.所述总管与分配管之间通过安装结构进行连接；
7.所述安装结构包括连接套筒，所述连接套筒的中段内腔中定位设置有橡胶圈；所述连接套筒沿其径向的两侧均设置有限位弹片，其中一个限位弹片用于对伸入到连接套筒一侧内腔的总管进行限位固定，另一个限位弹片用于对伸入到连接套筒另一侧内腔的分配管进行限位固定；两个限位弹片之间通过连接件进行固定。
8.在本实用新型的一个优选实施方式中，所述总管的连接端一体成型设置有第一支撑斜面，所述第一支撑斜面上具有第一定位槽。
9.在本实用新型的一个优选实施方式中，所述分配管的连接端一体成型设置有第二支撑斜面，所述第二支撑斜面上具有第二定位槽。
10.在本实用新型的一个优选实施方式中，所述连接套筒沿其径向的两侧均开设有通道和导向腔；所述限位弹片包括竖片、斜片和横片，其中，所述横片与所述竖片之间相互垂直，所述竖片的一端与所述斜片之间一体成型连接。
11.在本实用新型的一个优选实施方式中，所述斜片的另一端与所述横片的一端一体成型连接，且所述斜片与所述横片的连接处形成定位凸片，所述定位凸片与所述第一定位槽、所述第二定位槽相配合。
12.在本实用新型的一个优选实施方式中，所述竖片的另一端固定安装有导向块，所述导向块支撑滑动设于所述导向腔内；所述斜片和所述横片穿过通道设置。
13.在本实用新型的一个优选实施方式中，为实现两个限位弹片之间的连接，所述连接套筒的中段外圈一体成型具有连接块，连接块贯穿滑动设置有连接螺杆,连接螺杆的一端穿过其中一个限位弹片上开设的连接通孔内，连接螺杆的另一端穿过另一限位弹片上开设的连接通孔内，穿过连接通孔的连接螺杆端部通过连接螺母进行旋紧固定。
14.在本实用新型的一个优选实施方式中，所述橡胶圈外圈具有橡胶槽，所述连接套筒中段内圈具有与所述橡胶槽相配合的凸起，通过凸起与橡胶槽的相互配合，方便对橡胶圈进行定位。
15.与现有技术相比，本实用新型实施例提供的管道平衡结构的优势在于，一定程度上解决了多电堆系统充放电性能和效率不均衡和下降的问题，通过在多电堆系统公共管路中设置对称的流路结构，并在最后的出口处对对称流路的支路进行汇合来平衡多支路的流体流量，从而减少了进入各电堆的阴、阳极电解液流体的流量不均匀性，改善了多电堆系统的综合性能；且本实用新型实施例提供的管道平衡结构的总管与分配管之间方便进行安装和拆卸，方便了管道之间的组装以及维护，使用方便。
附图说明
16.图1为本实用新型实施例提供的一种液流电池系统公共管路的管道平衡结构的结构示意图；
17.图2为本实用新型实施例提供的一种液流电池系统公共管路的管道平衡结构的安装结构的示意图；
18.图3为本实用新型实施例提供的一种液流电池系统公共管路的管道平衡结构的安装件的结构示意图；
19.图4为本实用新型实施例提供的连接结构中限位弹片的结构示意图；
20.图5为本实用新型实施例提供的一种液流电池系统公共管路的管道平衡结构的总管的局部结构示意图；
21.图6为本实用新型实施例提供的一种液流电池系统公共管路的管道平衡结构的分配管的局部结构示意图；
22.附图中：100、总管；101、第一支撑斜面；102、第一定位槽；200、分配管；201、第二支撑斜面；202、第二定位槽；300、支路汇合管；400、连接套筒；401、通道；402、导向腔；403、凸起；404、连接块；500、限位弹片；501、导向块；502、连接通孔；503、竖片；504、斜片；505、横
片；506、定位凸片；600、连接螺杆；601、连接螺母；700、橡胶圈；701、橡胶槽。
具体实施方式
23.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
24.本实用新型涉及大型液流储能系统的一种公共管路结构。本实用新型涉及大型液流储能系统中多电堆公共充放电的系统模块(一组堆栈系统)，通过特殊的公共管路结构设计达到系统模块中各电堆输入的阴极液和阳极液流量各自保持均分的技术，在物理上保证该系统中各电堆充放电的初始条件相当，为该系统充放电性能的均衡提供结构上的保证。针对大型液流储能系统中多电堆系统的配管分流不均造成的电堆充放电性能和充放电效率下降的不足之处，本实用新型提出了一种液流电池系统公共管路的管道平衡结构。
25.以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行详细描述。
26.实施例1
27.如图1所示，在本实用新型提供的一个优选实施方式中，一种液流电池系统公共管路的管道平衡结构，所述的管道平衡结构包括总管100、分配管200和支路汇合管300，所述总管100为t形管，总管100与分配管200连接；同时可以根据液流储能系统中的多电堆系统的规格，在分配管200上设置n个支路汇合管300，n＞1；支路汇合管300为t形管，根据分配管200的数量来均匀安排支路汇合管300的数量。
28.进一步的，在本实用新型提供的优选实施方式中，所述支路汇合管300的直径约为总管100直径的1/3-1/2。
29.在本实用新型的优选实施例中，所述总管100与分配管200以焊接方式连接，分配管200与支路汇合管300以焊接方式连接。
30.本实用新型中一般为工程塑料管道，并具有防腐功能的管道，如pvc管、pp管等。
31.在本实用新型提供的有优选实施方式中，所述总管100、分配管200、支路汇合管300的材料与液流储能系统中其他管道材质保持一致。由于要保证各电堆配管中阴、阳极电解液压力的最大值约15psi，在各段管路的壁厚选择上要根据实际流体压力来决定。
32.在本实用新型的具体实施实现中，在图1中，箭头表示电解液流体方向；以最初进入配管的电解液流体为100％，百分数值表示电解液流体的量占最初进入配管的流体的百分含量。
33.本实施例中配管可以基本上均分电解液流体，如图1所示。从总管总管100进入的电解液流体(含量100％)在其t形管的形态下均分为两股，分别进入两根分配管200，每根分配管200得到50％的电解液流体，这50％的电解液流体通过第一支路开口、第二支路开口、第三支路开口的电解液流体百分比含量分别为12.5％、15％和22.5％。当两根分配管200上的第一支路开口、第二支路开口和第三支路开口通过支路汇合管300逆序对应连接后，则从支路汇合管300的t形汇合处流出的流体的百分比含量大体上均分为3股，分别为35％、30％和35％，使得电解液流体的分配更加均匀，从而解决了多电堆系统中各电堆充放电性能和充放点效率下降的问题。
34.实施例2
35.与实施例1不同的是，在本实用新型提供的优选实施方式中，所述总管100与分配管200之间通过安装结构进行连接，所述分配管200与支路汇合管300之间通过安装结构进行连接。
36.为便于说明，以下对总管100与分配管200之间通过安装结构进行连接的具体方式进行详细说明。
37.其中，如图2-6所示，在本实用新型实施例中，所述安装结构包括连接套筒400，所述连接套筒400的中段内腔中定位设置有橡胶圈700；所述连接套筒400沿其径向的两侧均设置有限位弹片500，其中一个限位弹片500用于对伸入到连接套筒400一侧内腔的总管100进行限位固定，另一个限位弹片500用于对伸入到连接套筒400另一侧内腔的分配管200进行限位固定；两个限位弹片500之间通过连接件进行固定。
38.请继续参阅图5，在本实用新型实施例中，所述总管100的连接端一体成型设置有第一支撑斜面101，所述第一支撑斜面101上具有第一定位槽102。
39.请继续参阅图6，在本实用新型实施例中，所述分配管200的连接端一体成型设置有第二支撑斜面201，所述第二支撑斜面201上具有第二定位槽202。
40.如图2-4所示，在本实用新型提供的优选实施方式中，所述连接套筒400沿其径向的两侧均开设有通道401和导向腔402；所述限位弹片500包括竖片503、斜片504和横片505，其中，所述横片505与所述竖片503之间相互垂直，所述竖片503的一端与所述斜片504之间一体成型连接，所述斜片504的另一端与所述横片505的一端一体成型连接，且所述斜片504与所述横片505的连接处形成定位凸片506，所述定位凸片506与所述第一定位槽102、所述第二定位槽202相配合。
41.进一步的，在本实用新型提供的优选实施方式中，所述竖片503的另一端固定安装有导向块501，所述导向块501支撑滑动设于所述导向腔402内；所述斜片504和所述横片505穿过通道401设置。
42.为实现两个限位弹片500之间的连接，所述连接套筒400的中段外圈一体成型具有连接块404，所述连接块404贯穿滑动设置有连接螺杆600,连接螺杆600的一端穿过其中一个限位弹片500上开设的连接通孔502内，连接螺杆600的另一端穿过另一限位弹片500上开设的连接通孔502内，且穿过连接通孔502的连接螺杆600端部通过连接螺母601进行旋紧固定。
43.请继续参阅图2-3，在本实用新型实施例中，所述橡胶圈700外圈具有橡胶槽701，所述连接套筒400中段内圈具有与所述橡胶槽701相配合的凸起403，通过凸起403与橡胶槽701的相互配合，方便对橡胶圈700进行定位。
44.在本实用新型实施例提供的安装结构的具体实现过程中，将总管100端部伸入连接套筒400一侧内，此时第一支撑斜面101端部抵在斜片504的倾斜面上，随着总管100继续伸入到连接套筒400内，直至定位凸片506嵌入对应的第一定位槽102内，此时，完成总管100在连接套筒400内的预固定，同理，将分配管200的端部伸入连接套筒400的另一侧内腔，完成预固定；然后将连接螺杆600的两端分别穿过两个限位弹片500的连接通孔502上，然后利用连接螺母601进行旋紧，随着旋紧的尽心，能够使得两个限位弹片500之间相互靠近，进而两个总管100和分配管200之间相互靠近，并使得总管100端部和分配管200端部分别挤压在橡胶圈700的两侧，在保证密封连接的同时，可以实现总管100与分配管200之间的连接固
定。
45.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
46.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。