全钒液流电池储能系统电堆电解液防漏检测系统及方法与流程

本发明属于电池检测领域，具体是全钒液流电池储能系统电堆电解液防漏检测系统及方法。

背景技术：

1、全钒液流电池电堆是一种新型的电池技术，它采用了液流电池的设计，将钒电解液作为电池的储能介质。这种电池技术具有很多优点，比如高效、可靠、长寿命等，因此在能源储存领域得到了广泛的应用。全钒液流电池电堆的工作原理是将钒电解液分别注入两个储液罐中，然后通过电堆中的电解质膜进行电化学反应，将电能转化为化学能。当需要释放电能时，电解液会从储液罐中流出，经过电堆中的电解质膜，释放出电能。而当需要储存电能时，电解液则会被输送回储液罐中，等待下一次使用。

2、全钒液流电池电堆是由几个单电池串联构成，利用螺栓将几个单电池固定在一起，目前主要以碳材料为电极，高密度石墨板作为双极板，中间由离子交换膜隔开；电解液通过导流板均匀流过电极表面并发生电化学反应，通过电极板收集和传导电流。全钒液流电池的隔膜材料在钒电池的工作过程中起着非常重要的作用，而隔膜材料性能的好坏不但影响着电池性能的稳定输出，而且还会直接关系到钒电池寿命的长短。

3、全钒液流电池电堆在材料选择及结构设计上对电池电极进行了保护与固定，以保证钒电池电极在长时间工作中与电解液接触面积保持一致，从而稳定电堆的工作性能。然而全钒液流电池储能系统在长距离运输及长时间运行后，正负极电解液在通过电堆的流动过程中存在混液及漏液风险，避免出现电堆物理结构损坏后存在的漏液风险。为此，现有设备中，利用第一气动三通调节阀、第二气动三通调节阀、第一电子阀门、第二电子阀门、第三电子阀门、第四电子阀门、第一气体压力传感器、第二气体压力传感器、送风系统、漏液自检控制及信息处理终端进行全钒液流电池储能系统上电运行前电堆电解液防漏自动检测，通过检测装置与全钒液流电池储能系统电堆管路进行连接，测试电堆电解液通路的压力及气密性，实现全钒液流电池储能系统上电运行前电堆电解液防漏自动检测。

4、然而，由于电解液具有一定的腐蚀性，电解液在通过阀门时可能会对阀门的材料造成腐蚀，受到电解液腐蚀的影响，阀门的材料会逐渐失去其原有的强度和韧性，导致阀门提前老化、损坏，从而缩短其使用寿命，如果阀门被腐蚀导致泄漏，电解液将会流失，这会影响到整个储能系统的正常运行。而如果泄漏检测系统依赖于阀门的状态来进行检测，其可靠性也会因此降低。因此，本方案提出了全钒液流电池储能系统电堆电解液防漏检测系统及方法。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供全钒液流电池储能系统电堆电解液防漏检测系统及方法，以在一定程度上保证电解液的正常储存和使用，提高检测系统的可靠性。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：全钒液流电池储能系统电堆电解液防漏检测系统：包括电堆、正极电解液罐、负极电解液罐、送风组件和检测组件，送风组件通过输送管道与电堆、正极电解液罐和负极电解液罐连通，输送管道上连通有两个三通阀，其中一个三通阀连通电堆、正极电解液罐和送风组件，另一个三通阀连通电堆、负极电解液罐和送风组件；

3、输送管道上连通有阀体组件和压力传感器组件，阀体组件和压力传感器组件均与检测组件连接；

4、三通阀包括壳体，壳体上设有若干通口，通口一侧转动连接有阀瓣，阀瓣固定连接有震动传感器，震动传感器与检测组件连接；当送风组件对输送管道进行输气，气体经过三通阀时，对三通阀进行清洁；

5、当气体经过三通阀时，阀瓣产生振动，震动传感器用于获取阀瓣上的振动信息，振动信息包括但不限于振动时间、振动频率和振动幅度，当振动时间超过预设时间值时，代表三通阀还有气体通过，则判断电堆电解液出现泄露。

6、进一步，送风组件包括两个风扇，用于分别向输送管道提供气源，送风组件还包括过滤器，过滤器用于过滤气体。

7、进一步，检测组件用于接收阀体信息、压力传感器信息和振动信息，并进行数据分析和判断。

8、进一步，检测组件信号连接有交互界面和终端设备。

9、进一步，阀体组件包括第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门，压力传感器组件包括第一压力传感器和第二压力传感器；第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第一压力传感器和第二压力传感器均连通于输送管道上；

10、第一阀门位于负极电解液罐与电堆之间，第二阀门位于正极电解液罐与电堆之间，第三阀门位于正极电解液罐与三通阀之间，第四阀门位于负极电解液罐与另一三通阀之间，第一压力传感器位于负极电解液罐与电堆之间，第二压力传感器位于正极电解液罐与电堆之间。

11、进一步，还包括控制器，第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第一压力传感器和第二压力传感器均与控制器信号连接，控制器与终端设备信号连接。

12、采用上述方案的原理及有益效果：

13、送风组件通过输送管道与电堆、正极电解液罐和负极电解液罐连通。当送风组件对输送管道进行输气时，气体经过三通阀，对三通阀进行清洁。当气体经过三通阀时，阀瓣产生振动，震动传感器用于获取阀瓣上的振动信息，包括振动时间、振动频率和振动幅度。当振动时间超过预设时间值时，代表三通阀还有气体通过，则判断电堆电解液出现泄露。

14、通过送风组件对输送管道进行输气，可以清洁三通阀，确保检测的准确性。通过震动传感器获取阀瓣的振动信息，可以实时监测三通阀的状态，及时发现电解液的泄露。检测组件可以接收阀体信息、压力传感器信息和振动信息，并进行数据分析和判断，提高了检测的准确性和效率。检测组件信号连接有交互界面和终端设备，方便用户实时查看检测结果和进行远程控制。由此，该全钒液流电池储能系统电堆电解液防漏检测系统通过送风组件、震动传感器、检测组件等多方面的协同工作，实现了对电解液泄露的实时监测和报警，提高了系统的安全性和稳定性。包括控制器，使得各个阀门和传感器能够协同工作，实现自动化检测和控制。在一定程度上保证了电解液的正常储存和使用，提高了检测系统的可靠性。

15、进一步，全钒液流电池储能系统电堆电解液防漏检测方法，包括如下步骤：

16、步骤一，关闭阀门：将阀体组件内的阀体关闭；

17、步骤二，送风：利用送风组件将气体输送至输送管道中，控制阀体组件和压力传感器组件运行，使气体经过输送管道和三通阀输送至电堆中，气体经过电堆后输出；

18、步骤三，压力检测：通过压力传感器进行压力检测，并将获取的压力信息传送至检测组件中，检测组件获取压力传感器的压力信息并进行数据的分析和判断；

19、步骤四，振动检测：通过阀瓣上的震动传感器获取阀瓣上的振动信息，振动信息包括但不限于振动时间、振动频率和振动幅度，当振动时间超过预设时间值时，代表三通阀还有气体通过，则判断电堆电解液出现泄露；

20、步骤五，结论与输出：将检测组件所获得的判断进行整理，得出检测结论，并将检测结论输出。

21、进一步，利用送风组件进行气体输送时，两个风扇分别向输送管道输送气体。

22、有益效果：两个风扇分别独立控制，可以实现对输送管道的气体流量的精确控制。通过压力检测和振动检测两种方式同时进行检测，可以更准确地判断电堆电解液是否出现泄露。检测组件可以实时接收压力传感器和震动传感器的信息，并进行数据的分析和判断，及时发现电解液的泄露。整个检测过程可以通过控制器进行自动控制，减少了人工操作和干预，提高了检测的自动化程度。通过及时发现电解液的泄露，可以避免对电池和系统造成更大的损害，提高了系统的安全性和稳定性。