一种液流电池电堆寿命和加速老化试验装置和方法与流程

本发明涉及液流电池电堆寿命和加速老化试验，具体为一种液流电池电堆寿命和加速老化试验装置和方法。

背景技术：

1、液流电池因为其功率和容量/电量可以解耦灵活配置，且本质安全，又具有极长的循环寿命，而受到广发的研究和应用；

2、影响其寿命和容量的主要部分是电解液和电堆，电解液在使用过程中可以在线检测或者取样检测其真实的衰减状态；

3、但是电堆确在使用过程中因为封装和串并联使用的原因而很难准确的表征其衰减状态。又因为液流电池多用于长时储能场合，一个完整的循环下来就得10多个小时，考虑到电价的经济性，一般一天最多一个充放循环，且电解液的量巨大，成本很高，真实应用场景下测试其寿命和老化衰减的时间和金钱成本巨大。但是规模化推广有必要对液流电池的单体电堆部件进行有效的加速老化和寿命的试验，否则风险巨大。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种液流电池电堆寿命和加速老化试验装置和方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种液流电池电堆寿命和加速老化试验装置，包括：

3、隔离变压器t1，隔离变压器t1电性连接着交直流双向换流器v0；

4、正极电解质液储罐bp，正极电解质液储罐bp电性连接着正极电解质液循环泵mp；

5、负极电解质液储罐bn，负极电解质液储罐bn电性连接着负极电解质液循环泵mn。

6、优选的，所述交直流双向换流器v0电性连接着直流双向变换器v1，交直流双向换流器v0电性连接着直流双向变换器v2，直流双向变换器v1和直流双向变换器v2处于并联关系，交直流双向换流器v0电性连接着直流双向变换器v1和直流双向变换器v2分别对电堆进行充放电。

7、优选的，所述直流双向变换器v1可更换为交直流双向换流器pcs，直流双向变换器v2可更换为交直流双向换流器pcs，交直流双向换流器v0电性连接两组交直流双向换流器pcs，分别对电堆进行充放电。

8、优选的，所述直流双向变换器v1电性连接着电堆g1，直流双向变换器v2电性连接着电堆g2，电堆g1电性连接着正极电解质液储罐bp，电堆g2电性连接着负极电解质液储罐bn。

9、优选的，所述电堆g1电性连接着正极电解质液储罐bp，电堆g2电性连接着负极电解质液循环泵mn。

10、优选的，所述隔离变压器的顶部安装有延伸架，延伸架的底部通过导线与隔离变压器的内部结构相连接，延伸架的顶部开设有固定槽，固定槽的顶部开设有螺纹孔，螺纹孔中螺接有螺杆。

11、优选的，所述螺杆与延伸架内部的导线电性相连，螺杆表面套设有连接环，螺杆旋拧在螺纹孔中，将连接环固定在固定槽中，连接环的端部连接有连接导线，连接导线呈圆柱状。

12、优选的，所述延伸架的顶部开设有顶槽，顶槽中插接有防护罩，防护罩的内部为空，且防护罩的端部设置有插接板，插接板的表面开设有卡合槽，卡合槽呈半圆形，卡合槽的内壁开设有槽，槽中插接有顶推板，槽中设置有弹簧，弹簧的一端连接着槽的内壁，另一端连接着顶推板，顶推板可在槽中移动，且不会脱离出槽中。

13、优选的，所述防护罩的顶部安装有提拉杆，防护罩的表面设置有橡胶垫，防护罩插接在顶槽中时可将防护罩固定在顶槽中，延伸架的顶部开设有插接槽，防护罩在插接进顶槽中时，插接板插接在插接槽中。

14、一种液流电池电堆寿命和加速老化试验方法，包含以下步骤：

15、步骤一：连接，将连接环使用螺杆固定在固定槽中后，将防护罩插接在顶槽中，使得卡合槽卡在连接导线的外部，防护罩在下降过程中，插接板插接进插接槽中，卡合槽顶持在连接导线的顶部，连接导线的两侧收到顶推板的顶推，防止连接导线进行晃动；

16、步骤二：测试，首先启动正负极电解液循环系统，使得电堆单体g1,g2里具备足够的阴阳极电解液进行反应；启动pcs-v0,dcdc1-v1,dcdc2-v2，对液流电池进行充电到合适的容量水平/soc水平，50％左右；停止pcs-v0,或者设置在其恒直流母线电压模式，如果停止pcs-vo,则设置dcdc1-v1为恒直流母线电压模式，dcdc2工作在充放电状态,或者dcdc2-v2为恒直流母线电压模式,dcdc1-v1工作在充放电模式；若pcs-v0设置在恒直流母线电压模式，则dcdc1-v1,dcdc2-v2分别设置一个充电模式，一个放电模式；保持液路循环正常状态，依据上面的设置进行单体电堆额定功率充放电测试，时间设置1-4个小时，根据加速倍数1-4或更大倍数，倍数越大，时间越短；设置的时间到达后，变换dcdc1-v1,dcdc2-v2的充放电设置，充电的变为放电，放电的变为充电；继续测试；交替变换充放模式进行测试，直至容量soc接近为0；

17、步骤三：重复测试。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

19、首先启动正负极电解液循环系统，使得电堆单体g1,g2里具备足够的阴阳极电解液进行反应；

20、启动pcs-v0,dcdc1-v1,dcdc2-v2，对液流电池进行充电到合适的容量水平/soc水平，50％左右；

21、停止pcs-v0,或者设置在其恒直流母线电压模式，如果停止pcs-vo,则设置dcdc1-v1为恒直流母线电压模式，dcdc2工作在充放电状态,或者dcdc2-v2为恒直流母线电压模式,dcdc1-v1工作在充放电模式；若pcs-v0设置在恒直流母线电压模式，则dcdc1-v1,dcdc2-v2分别设置一个充电模式，一个放电模式；

22、保持液路循环正常状态，依据上面的设置进行单体电堆额定功率充放电测试，时间设置1-4个小时，根据加速倍数1-4或更大倍数，倍数越大，时间越短；

23、设置的时间到达后，变换dcdc1-v1,dcdc2-v2的充放电设置，充电的变为放电，放电的变为充电；继续测试；交替变换充放模式进行测试，直至容量soc接近为0；

24、重复上述步骤直至测试的充放循环数到达设定的次数，就可对液流电池的单体电堆部件进行有效的加速老化和寿命的进行试验；

25、将连接环使用螺杆固定在固定槽中后，将防护罩插接在顶槽中，使得卡合槽卡在连接导线的外部，防护罩在下降过程中，插接板插接进插接槽中，卡合槽顶持在连接导线的顶部，连接导线的两侧收到顶推板的顶推，防止连接导线进行晃动，由于隔离变压器需要长期进行实验，防止连接环松动对实验产生影响，且插接板和顶推板将连接导线卡合，防止灰尘进入固定槽中，对隔离变压器和连接环之间的连通产生影响，进而对实验产生影响。

技术特征：

1.一种液流电池电堆寿命和加速老化试验装置，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的一种液流电池电堆寿命和加速老化试验装置，其特征在于：所述交直流双向换流器v0电性连接着直流双向变换器v1，交直流双向换流器v0电性连接着直流双向变换器v2，直流双向变换器v1和直流双向变换器v2处于并联关系，交直流双向换流器v0电性连接着直流双向变换器v1和直流双向变换器v2分别对电堆进行充放电。

3.根据权利要求2所述的一种液流电池电堆寿命和加速老化试验装置，其特征在于：所述直流双向变换器v1可更换为交直流双向换流器pcs，直流双向变换器v2可更换为交直流双向换流器pcs，交直流双向换流器v0电性连接两组交直流双向换流器pcs，分别对电堆进行充放电。

4.根据权利要求3所述的一种液流电池电堆寿命和加速老化试验装置，其特征在于：所述直流双向变换器v1电性连接着电堆g1，直流双向变换器v2电性连接着电堆g2，电堆g1电性连接着正极电解质液储罐bp，电堆g2电性连接着负极电解质液储罐bn。

5.根据权利要求4所述的一种液流电池电堆寿命和加速老化试验装置，其特征在于：所述电堆g1电性连接着正极电解质液储罐bp，电堆g2电性连接着负极电解质液循环泵mn。

6.根据权利要求1所述的一种液流电池电堆寿命和加速老化试验装置，其特征在于：所述隔离变压器(1)的顶部安装有延伸架(4)，延伸架(4)的底部通过导线与隔离变压器(1)的内部结构相连接，延伸架(4)的顶部开设有固定槽(9)，固定槽(9)的顶部开设有螺纹孔，螺纹孔中螺接有螺杆(11)。

7.根据权利要求6所述的一种液流电池电堆寿命和加速老化试验装置，其特征在于：所述螺杆(11)与延伸架(4)内部的导线电性相连，螺杆(11)表面套设有连接环(10)，螺杆(11)旋拧在螺纹孔中，将连接环(10)固定在固定槽(9)中，连接环(10)的端部连接有连接导线(5)，连接导线(5)呈圆柱状。

8.根据权利要求7所述的一种液流电池电堆寿命和加速老化试验装置，其特征在于：所述延伸架(4)的顶部开设有顶槽(12)，顶槽(12)中插接有防护罩(3)，防护罩(3)的内部为空，且防护罩(3)的端部设置有插接板(6)，插接板(6)的表面开设有卡合槽(13)，卡合槽(13)呈半圆形，卡合槽(13)的内壁开设有槽，槽中插接有顶推板(7)，槽中设置有弹簧，弹簧的一端连接着槽的内壁，另一端连接着顶推板(7)，顶推板(7)可在槽中移动，且不会脱离出槽中。

9.根据权利要求8所述的一种液流电池电堆寿命和加速老化试验装置，其特征在于：所述防护罩(3)的顶部安装有提拉杆(2)，防护罩(3)的表面设置有橡胶垫，防护罩(3)插接在顶槽(12)中时可将防护罩(3)固定在顶槽(12)中，延伸架(4)的顶部开设有插接槽(8)，防护罩(3)在插接进顶槽(12)中时，插接板(6)插接在插接槽(8)中。

10.一种如权利要求1-9任意一项所述的一种液流电池电堆寿命和加速老化试验装置的方法，其特征在于：包含以下步骤：

技术总结
本发明涉及液流电池电堆寿命和加速老化试验技术领域，具体为一种液流电池电堆寿命和加速老化试验装置，包括：隔离变压器T1，隔离变压器T1电性连接着交直流双向换流器V0；正极电解质液储罐BP，正极电解质液储罐BP电性连接着正极电解质液循环泵MP；负极电解质液储罐BN，负极电解质液储罐BN电性连接着负极电解质液循环泵MN；本发明还公开了一种液流电池电堆寿命和加速老化试验方法，包含以下步骤：连接、测试、重复测试；有益效果为：首先启动正负极电解液循环系统，使得电堆单体G1,G2里具备足够的阴阳极电解液进行反应；启动PCS‑V0,DCDC1‑V1,DCDC2‑V2，对液流电池进行充电到合适的容量水平/SOC水平，50％左右；停止PCS‑V0,或者设置在其恒直流母线电压模式。

技术研发人员：吴建刚,请求不公布姓名
受保护的技术使用者：常州星辰新能源有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10