[发明专利]一种液流电池和锂电池混合的储能系统及其工作方法

说明书

本发明公开的一种液流电池和锂电池混合的储能系统及其工作方法，属于储能技术领域。包括DC‑AC模块、混合电池管理系统、DC‑DC模块、锂电池模块和液流电池模块。每个锂电池模块和液流电池模块均分别对应连接一个DC‑DC模块，所有DC‑DC模块并联后与混合电池管理系统连接，混合电池管理系统与DC‑AC模块连接，DC‑AC模块与外部电网连接。本发明能够充分发挥锂离子电池快速大倍率放电和液流电池长循环性能、安全性高以及放电深度较大的优势，两者之间优势互补，提高储能系统的安全性和充放电性能。

技术领域

本发明属于储能技术领域，具体涉及一种液流电池和锂电池混合的储能系统及其工作方法。

背景技术

锂离子电池是目前国内装机规模最大、应用最广泛的化学储能电池。锂离子电池主要是通过锂离子经过电解液在正负极之间脱嵌来实现能量转换的储能设备。锂离子电池目前多应用于电动汽车、电网频率控制、系统备用、系统稳定及新能源接入等领域。目前电池储能技术普遍采用电池组串联成组再并联的方式，对电池一致性要求很高，当一个电池模组中出现电芯故障时，会对整个电池簇的运行造成影响。特别是对于大容量储能系统来说，一致性问题尤为突出，一个电芯故障将会导致整个电站容量的大幅衰退。此外，一个串联的电池簇中如果有几个电池出现故障，易导致整组电压不够，可能会对其他电池一直充电，导致正常的电池过充，出现安全事故，引起电路起火。

液流电池主要是将活性材料装在正负极电解液罐中，通过在正负极界面上发生氧化还原反应来实现电能和化学能之间的转换。液流电池目前主要应用于备用电源、电动汽车和规模储能等领域。液流电池的主要优点有功率和容量配置灵活、电池循环寿命长(～10000次)、电池自放电率低、安全稳定、具有深度放电能力(可达100％)、容量大，可作为大容量型电化学储能系统，缺点主要在于放电倍率较低、电池运行的能量效率较低。

发明内容

为了解决上述现有问题，本发明的目的在于提供一种液流电池和锂电池混合的储能系统及其工作方法，能够充分发挥锂离子电池快速大倍率放电和液流电池长循环性能、安全性高以及放电深度较大的优势，两者之间优势互补，提高储能系统的安全性和充放电性能。

本发明通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种液流电池和锂电池混合的储能系统，包括DC-AC模块、混合电池管理系统、DC-DC模块、锂电池模块和液流电池模块；

每个锂电池模块和液流电池模块均分别对应连接一个DC-DC模块，所有DC-DC模块并联后与混合电池管理系统连接，混合电池管理系统与DC-AC模块连接，DC-AC模块与外部电网连接。

优选地，每个DC-DC模块连接有BMS模块，所有BMS模块分别连接至混合电池管理系统。

优选地，锂电池模块由若干锂离子电池单体串联或并联组成。

进一步优选地，锂离子电池单体为钴酸锂电池、锰酸锂电池、磷酸铁锂电池或三元锂电池。

优选地，液流电池模块由若干液流电池单体串联或并联组成。

优选地，液流电池单体为全矾液流电池、锌溴液流电池、铁铬液流电池、多硫化钠/溴电池或有机液流电池。

优选地，锂电池模块为倍率型输出储能单元，液流电池模块为能量型输出储能单元。

优选地，每个DC-DC模块连接有快速切断开关。

本发明公开的上述液流电池和锂电池混合的储能系统的工作方法，包括：