CN202523800U - 一种钒液流电池全工况控制*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种钒液流电池全工况控制***,是变频调速控制***和/或定速控制***,包括有电流传感器、信号转换模块、变频器组和/或接触器组,信号转换模块包括电源端子、测量信号输入端子以及变频指令输出端子和/或线圈电源输出端子,电源端子与24V直流电源连接,测量信号输入端子与电流传感器连接,变频指令输出端子与变频器组连接,线圈电源输出端子与接触器组连接;且电流传感器和变频器组与接触器组分别与电池***中的电堆、循环泵组连接,实现变频调速运行和/或定速运行。不需要使用通用或专用控制器,降低了整个***的复杂性和生产、维护成本,运行可靠性和维护性高,尤其适合小规模钒液流储能电池***,具有广泛的应用前景。
Description
【技术领域】
本实用新型属于钒液流电池技术领域,尤其涉及一种钒液流电池全工况控制***。
【背景技术】
目前,典型钒液流储能电池***依靠泵组运行,其运行方式分为两种:变频调速运行和定速运行;并存在四种状态:充电状态、放电状态、待机状态、停止状态。为了实现钒液流储能电池***不同工况下的变频调速运行或定速运行,常规方法均需要设计一套控制装置,采用通用或专用控制器,导致结构非常复杂,***运行的可靠性和可维护性较差,不利于钒液流储能电池***的小型化,并且大大增加了***的生产成本和维护成本。
【实用新型内容】
为了解决现有技术中存在的上述不足,本实用新型提供了一种结构简单、生产和维护成本低、运行可靠性和可维护性高的钒液流电池全工况控制***。
本实用新型解决常规控制的不足所采用的技术方案为:
一种钒液流电池全工况控制***,是一变频调速控制***,所述变频调速控制***包括有通过信号线依次导通连接的电流传感器、信号转换模块和变频器组,且所述电流传感器两端通过信号电缆与钒液流储能电池***中的电堆导通连接,所述变频器组与所述钒液流储能电池***中的循环泵组导通连接;其中,所述电流传感器用于检测钒液流储能电池***处于不同状态时钒液流储能电池的电流;所述信号转换模块用于将所述电流传感器输出的检测电流信号转换成特定输出范围的电流信号,并输出给所述变频器组;所述变频器组用于将信号转换模块输入的电流信号转换成频率指令信号,并根据该频率指令信号对钒液流储能电池***中的循环泵组进行控制,实现变频调速运行。
作为本实用新型优选的技术方案,所述信号转换模块包括有一电源端子、一测量信号输入端子和一变频指令输出端子,且所述电源端子与24V直流电源连接,输入工作电源,所述测量信号输入端子通过信号线与所述电流传感器的输出端子导通连接,所述变频指令输出端子通过信号线与所述变频器组的信号输入端子导通连接。
作为本实用新型优选的技术方案,所述信号转换模块输出的电流信号下限对应钒液流储能电池***运行频率下限或略大于其下限,所述信号转换模块输出的电流信号上限对应钒液流储能电池***运行频率上限。
作为本实用新型优选的技术方案,所述信号转换模块的输入范围与电流传感器的输出范围一致。
作为本实用新型优选的技术方案,所述电流传感器是分流器。
作为本实用新型优选的技术方案,所述电流传感器、信号转换模块和变频器组集成一体。
一种钒液流电池全工况控制***,是一定速控制***,所述定速控制***包括有通过信号线依次导通连接的电流传感器、信号转换模块和接触器组,且所述电流传感器两端通过信号电缆与钒液流储能电池***中的电堆导通连接,所述接触器组与所述钒液流储能电池***中的循环泵组导通连接;其中,所述电流传感器用于检测钒液流储能电池***处于不同状态时钒液流储能电池的电流;所述信号转换模块用于根据电流传感器输出的检测电流信号所达到的特定量程后,向所述接触器组输出线圈控制电源,作为接触器组控制指令;所述接触器组用于使输入的控制电源流经接触器组的线圈时产生磁场,进而带动触头动作,以对钒液流储能电池***中的循环泵组进行控制,实现定速运行。
作为本实用新型优选的技术方案,所述信号转换模块包括有一电源端子、一测量信号输入端子和一线圈电源输出端子,且所述电源端子与24V直流电源连接,输入工作电源,所述测量信号输入端子通过信号线与所述电流传感器的输出端子导通连接,所述线圈电源输出端子通过信号线与所述接触器组的控制线圈端子导通连接。
作为本实用新型优选的技术方案,所述特定量程为所述信号转换模块量程的5%。
作为本实用新型优选的技术方案,所述信号转换模块输出的电流信号下限对应钒液流储能电池***运行频率下限或略大于其下限,所述信号转换模块输出的电流信号上限对应钒液流储能电池***运行频率上限。
作为本实用新型优选的技术方案,所述信号转换模块的输入范围与电流传感器的输出范围一致。
作为本实用新型优选的技术方案,所述电流传感器是分流器。
作为本实用新型优选的技术方案,所述电流传感器、信号转换模块与接触器组集成一体。
一种钒液流电池全工况控制***,包括有电流传感器、信号转换模块、变频器组和接触器组,其中,所述信号转换模块包括有一电源端子、一测量信号输入端子、一变频指令输出端子和一线圈电源输出端子,所述电源端子与24V直流电源连接,输入工作电源,所述测量信号输入端子通过信号线与所述电流传感器的输出端子导通连接,所述变频指令输出端子通过信号线与所述变频器组的信号输入端子导通连接,所述线圈电源输出端子通过信号线与所述接触器组的控制线圈端子导通连接;且所述电流传感器和所述变频器组与接触器组分别通过信号电缆和动力电缆与钒液流储能电池***中的电堆、循环泵组导通连接,实现变频调速运行或定速运行。
作为本实用新型优选的技术方案,所述电流传感器、信号转换模块、变频器组和接触器组集成一体。
本实用新型的通过上述技术方案,不需要使用通用或专用控制器就能实现钒液流电池***各种工况下的变频调速运行和/或定速运行,体现了钒液流电池***的一种最简单控制方式,从而降低了整个钒液流储能电池***的复杂性,运行更稳定、更可靠,也降低了钒液流储能电池***生产和维护成本,并在一定程度上提高了钒液流储能电池***运行的可靠性和可维护性,无须具备专业知识,无须面对复杂***,便能正常使用和维护该***,使用操作简单、方便,尤其适合小规模钒液流储能电池***,具有广泛的应用前景。
【附图说明】
图1是本实用新型所述一种钒液流电池***全工况控制***实施例的结构原理框图;
图2是图1实施例中的信号转换模块的结构示意图;
图3是本实用新型所述一种钒液流电池***全工况控制***另一实施例的结构原理框图;
图4是图3另一实施例中的信号转换模块的结构示意图;
图5是本实用新型所述一种钒液流电池***全工况控制***再一实施例的结构原理框图;
图6是图5实施例中的信号转换模块的结构示意图。
【具体实施方式】
以下结合附图对本实用新型技术方案进行详细说明。
实施例一:
如图1和图2中所示:
本实用新型实施例一提供了一种钒液流电池全工况控制***,该控制***是变频调速控制***1,所述变频调速控制***1包括有通过信号线14依次导通连接的电流传感器11、信号转换模块12和变频器组13。其中,电流传感器11是分流器,其两端通过信号电缆15与钒液流储能电池***中的电堆3导通连接,而且由于钒液流储能电池充放电电流均不超过200A,因此所述电流传感器11选择量程为200A和输出信号为0mV~75mV的分流器,该电流传感器11主要用于检测钒液流储能电池***处于不同状态时钒液流储能电池的电流。所述信号转换模块12包括有一电源端子121、一测量信号输入端子122和一变频指令输出端子123,且所述电源端子121与24V直流电源连接,输入工作电源,其输入为0mV~75mV电压信号,测量信号输入端子122通过信号线14与电流传感器11的输出端子导通连接,变频指令输出端子123通过信号线14与变频器组13的信号输入端子导通连接,该信号转换模块12主要用于将电流传感器11输出的检测电流信号转换成特定输出范围的电流信号,并输出给变频器组13,而且该特定输出范围的电流信号与其输入的电压信号成正比。所述变频器组13内设有信号转换模块(图中未表示出来),其频率指令输入端子与信号转换模块12的变频指令输出端子123导通连接,输出端子通过动力电缆16与钒液流储能电池***中的循环泵组4导通连接,主要用于将信号转换模块12输入的电流信号转换成频率指令信号,并根据该频率指令信号对钒液流储能电池***中的循环泵组4进行控制,实现变频调速运行。
另外,针对变频器13频率指令输入端子接收到信号转换模块12的变频指令输出端子123传送过来的电流信号为4mA~20mA的情形,变频器13的频率指令下限为FL赫兹,频率指令上限为FH赫兹,电流传感器11测量范围为0~CH安培,且信号转换模块12的输入范围与电流传感器11的输出范围一致,变频器13的频率指令电信号范围为VL~VH,变频器13的频率指令电信号到达上限时输出频率也达到设定的上限值FH,则:
信号转换模块12输出的电流信号下限=(FL÷FH)×(VH-VL)+VL;
信号转换模块12输出的电流信号上限=VH。
而且,信号转换模块12输出的电流信号与变频器13的频率指令电信号电气兼容,信号转换模块12输出的电流信号下限对应钒液流储能电池***运行频率下限或略大于其下限,输出的电流信号上限对应钒液流储能电池***运行频率上限。
例如:对于最低工作频率为25HZ、最高工作频率为50HZ的钒液流储能电池***,可将变频器13最高工作频率设定为50HZ,则当变频器13的频率指令输入端子接收到的特定输出范围的电流信号为4+(20-4)×(25÷50)=12mA时,变频器13的工作频率即为25HZ,对应钒液流储能电池***中的循环泵组4的最低工作频率;当变频器13的频率指令输入端子接收到的特定输出范围的电流信号为20mA时,变频器13的工作频率即为50HZ,对应钒液流储能电池***中的循环泵组4的最高工作频率。当充放电电流为中位数即100A时,信号转换模块12输出中位数即16mA电流信号,此时变频器13的频率指令为:(16÷20)×50=40(HZ),完全满足钒液流储能电池***中的钒液电池工艺***5的运行要求。
本实用新型所述钒液流电池全工况的变频调速控制***1的工作原理:首先,当钒液流储能电池***处于充电状态、放电状态、待机状态或停止状态时,电流传感器11通过信号电缆15检测钒液流储能电池的电流,并通过信号线14传送至信号转换模块12的测量信号输入端子122,同时所述信号转换模块12的电源端子121接收到24V直流工作电源;接着,信号转换模块12将电流传感器11输出的检测信号转换成特定输出范围的电流信号,并经变频指令输出端子123传送给变频器组13;最后,变频器组13将从其频率指令输入端子输入的电流信号转换成频率指令信号,并根据该频率指令信号对钒液流储能电池***中的循环泵组4进行控制,实现变频调速运行。
这样,钒液流储能电池***通过本实用新型所述的变频调速控制***1即可直接进行变频调速运行控制,不需要像传统控制***那样使用通用或专用控制器,结构简单,从而降低了整个钒液流储能电池***的复杂性,运行更稳定、可靠,也降低了钒液流储能电池***生产和维护成本,并在一定程度上提高了钒液流储能电池***运行的可靠性和可维护性,尤其适合小规模钒液流储能电池***,具有广泛的应用前景。
实施例二:
如图3和图4中所示:
本实用新型实施例二提供了一种钒液流电池全工况控制***,该控制***是定速控制***2,所述定速控制***2包括有通过信号线24依次导通连接的电流传感器21、信号转换模块22和接触器组23。其中,所述电流传感器21的结构、连接关系和功能与前述实施例一揭露的相同,在此不再赘述。所述信号转换模块22包括有一电源端子221、一测量信号输入端子222和一线圈电源输出端子223,且所述电源端子221与24V直流电源连接,输入工作电源,其输入为0mV~75mV电压信号,测量信号输入端子222通过信号线24与电流传感器21的输出端子导通连接,线圈电源输出端子223通过信号线24与接触器组23的控制线圈端子导通连接,该信号转换模块22主要用于根据电流传感器21输出的检测电流信号所达到特定量程(如达到量程的5%)后,向接触器组23输出线圈控制电源,作为接触器组23控制指令,对接触器组23的触头进行闭合、断开控制。所述接触器组23的控制线圈端子与信号转换模块22的线圈电源输出端子223导通连接,其输出端子通过动力电缆26与钒液流储能电池***中的循环泵组4导通连接,主要用于使输入的控制电源流经接触器组23的线圈时产生磁场,进而带动触头动作,以对钒液流储能电池***中的循环泵组4进行控制,实现定速运行。
与实施例一一样,所述信号转换模块22的输入范围与电流传感器21的输出范围一致,而且所述信号转换模块22输出的电流信号下限对应钒液流储能电池***运行频率下限或略大于其下限,所述信号转换模块22输出的电流信号上限对应钒液流储能电池***运行频率上限。
本实用新型所述钒液流电池全工况的定速控制***2的工作原理:首先,当钒液流储能电池***处于充电状态、放电状态、待机状态或停止状态时,电流传感器21通过信号电缆25检测钒液流储能电池的电流,并通过信号线24传送至信号转换模块22的测量信号输入端子222,同时所述信号转换模块22的电源端子221接收到24V直流工作电源;接着,信号转换模块22根据电流传感器21输出的检测电流信号所达到特定量程后,向接触器组23输出线圈控制电源,并经线圈电源输出端子223传送至接触器组23;最后,输入的控制电源流经接触器组23的线圈时产生磁场,进而带动触头进行闭合、断开动作,对钒液流储能电池***中的循环泵组4进行控制,实现定速运行。
这样,钒液流储能电池***通过本实用新型所述的定速控制***2即可直接进行定速运行控制,与实施例一一样,不需要像传统控制***那样使用通用或专用控制器,结构简单,从而降低了整个钒液流储能电池***的复杂性,运行更稳定、可靠,也降低了钒液流储能电池***生产和维护成本,并在一定程度上提高了钒液流储能电池***运行的可靠性和可维护性,尤其适合小规模钒液流储能电池***,具有广泛的应用前景。
当然,本实用新型所述电流传感器11、信号转换模块12与变频器组13,以及所述电流传感器21、信号转换模块22与接触器组23均可集成一体。
实施例三:
如图5和图6中所示:
本实用新型所述的控制***可以包括有电流传感器51、信号转换模块52、变频器组53和接触器组54,其中,电流传感器51、变频器组53和接触器组54的结构与功能均分别与前述实施例一和实施例二揭示的相同,在此不再赘述。区别仅在于,所述信号转换模块52包括有一电源端子521、一测量信号输入端子522、一变频指令输出端子523和一线圈电源输出端子524,且所述电源端子521与24V直流电源连接,输入工作电源,其输入为0mV~75mV电压信号,测量信号输入端子522通过信号线55与电流传感器51的输出端子导通连接,变频指令输出端子523通过信号线55与变频器组53的信号输入端子导通连接,线圈电源输出端子524通过信号线55与接触器组53的控制线圈端子导通连接;信号转换模块52主要用于将电流传感器51输出的检测电流信号转换成特定输出范围的电流信号,并输出给变频器组53,实现变频调速运行,或者,根据电流传感器51输出的检测电流信号所达到特定量程后,向接触器组53输出线圈控制电源,作为接触器组53控制指令,实现定速运行。
以上内容是结合具体的优选技术方案对本实用新型所作的进一步详细说明,不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种钒液流电池全工况控制***,是一变频调速控制***(1),其特征在于:所述变频调速控制***(1)包括有通过信号线(14)依次导通连接的电流传感器(11)、信号转换模块(12)和变频器组(13),且所述电流传感器(11)两端通过信号电缆(111)与钒液流储能电池***中的电堆(3)导通连接,所述变频器组(13)与所述钒液流储能电池***中的循环泵组(4)导通连接;其中,
所述电流传感器(11)用于检测钒液流储能电池***处于不同状态时钒液流储能电池的电流;
所述信号转换模块(12)用于将所述电流传感器(11)输出的检测电流信号转换成特定输出范围的电流信号,并输出给所述变频器组(13);
所述变频器组(13)用于将信号转换模块(12)输入的电流信号转换成频率指令信号,并根据该频率指令信号对钒液流储能电池***中的循环泵组(4)进行控制,实现变频调速运行。
2.根据权利要求1所述的钒液流电池全工况控制***,其特征在于:所述信号转换模块(12)包括有一电源端子(121)、一测量信号输入端子(122)和一变频指令输出端子(123),且所述电源端子(121)与24V直流电源连接,输入工作电源,所述测量信号输入端子(122)通过信号线(14)与所述电流传感器(11)的输出端子导通连接,所述变频指令输出端子(123)通过信号线(14)与所述变频器组(13)的信号输入端子导通连接。
3.根据权利要求2所述的钒液流电池全工况控制***,其特征在于:所述信号转换模块(12)输出的电流信号下限对应钒液流储能电池***运行频率下限或略大于其下限,所述信号转换模块(12)输出的电流信号上限对应钒液流储能电池***运行频率上限。
4.一种钒液流电池全工况控制***,是一定速控制***(2),其特征在于:所述定速控制***(2)包括有通过信号线(24)依次导通连接的电流传感器(21)、信号转换模块(22)和接触器组(23),且所述电流传感器(21)两端通过信号电缆(211)与钒液流储能电池***中的电堆(3)导通连接,所述接触器组(23)与所述钒液流储能电池***中的循环泵组(4)导通连接;其中,
所述电流传感器(21)用于检测钒液流储能电池***处于不同状态时钒液流储能电池的电流;
所述信号转换模块(22)用于根据电流传感器(21)输出的检测电流信号所达到的特定量程后,向所述接触器组(23)输出线圈控制电源,作为接触器组(23)控制指令;
所述接触器组(23)用于使输入的控制电源流经接触器组(23)的线圈时产生磁场,进而带动触头动作,以对钒液流储能电池***中的循环泵组(4)进行控制,实现定速运行。
5.根据权利要求4所述的钒液流电池全工况控制***,其特征在于:所述信号转换模块(22)包括有一电源端子(221)、一测量信号输入端子(222)和一线圈电源输出端子(223),且所述电源端子(221)与24V直流电源连接,输入工作电源,所述测量信号输入端子(222)通过信号线(24)与所述电流传感器(21)的输出端子导通连接,所述线圈电源输出端子(223)通过信号线(24)与所述接触器组(23)的控制线圈端子导通连接。
6.根据权利要求5所述的钒液流电池全工况控制***,其特征在于:所述信号转换模块(22)输出的电流信号下限对应钒液流储能电池***运行频率下限或略大于其下限,所述信号转换模块(22)输出的电流信号上限对应钒液流储能电池***运行频率上限。
7.根据权利要求4所述的钒液流电池全工况控制***,其特征在于:所述信号转换模块(22)的输入范围与电流传感器(21)的输出范围一致,所述电流传感器(21)是分流器。
8.根据权利要求4至7中任何一项所述的钒液流电池全工况控制***,其特征在于:所述电流传感器(21)、信号转换模块(22)与接触器组(23)集成一体。
9.一种钒液流电池全工况控制***,其特征在于:包括有电流传感器(51)、信号转换模块(52)、变频器组(53)和接触器组(54),其中,所述信号转换模块(52)包括有一电源端子(521)、一测量信号输入端子(522)、一变频指令输出端子(523)和一线圈电源输出端子(524),所述电源端子(521)与24V直流电源连接,输入工作电源,所述测量信号输入端子(522)通过信号线(55)与所述电流传感器(51)的输出端子导通连接,所述变频指令输出端子(523)通过信号线(55)与所述变频器组(53)的信号输入端子导通连接,所述线圈电源输出端子(524)通过信号线(55)与所述接触器组(53)的控制线圈端子导通连接;且所述电流传感器(51)和所述变频器组(53)与接触器组(54)分别通过信号电缆和动力电缆与钒液流储能电池***中的电堆(3)、循环泵组(4)导通连接,实现变频调速运行或定速运行。
10.根据权利要求9所述的钒液流电池全工况控制***,其特征在于:所述电流传感器(51)、信号转换模块(52)、变频器组(53)和接触器组(54)集成一体。
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C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20121107 Effective date of abandoning: 20150429 |