[發明專利]一種液流電池調控方法及其調控系統、液流電池

有效

• 申請號: 201610144811.8
• 申請日: 2016-03-14
• 公開（公告）號: CN107195944B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 叱干婷;張華民;馬相坤;吳靜波;呂善強;陳寧
• 申請（專利權）人: 大連融科儲能技術發展有限公司
• 主分類號: H01M8/18
• 分類號: H01M8/18;H01M8/0438;H01M8/04746
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 楊威;李洪福

本發明公開了一種液流電池調控方法及其調控系統、液流電池，所述調控方法包括如下步驟：在電堆的正極電解液出口和負極電解液出口配置SOC檢測裝置；通過SOC檢測裝置獲得液流電池初始狀態下的電堆的電解液出口的SOC；每隔預設時間，獲知正極電解液儲罐內的電解液體積、負極電解液儲罐內的電解液體積、流入正極電解液儲罐內的電解液體積、流入負極電解液儲罐內的電解液體積，同時SOC檢測裝置獲得電堆的電解液出口的SOC；得出液流電池SOC；本發明對正負極電解液儲罐內一定時間內的SOC檢測結果進行累加和平均，使得SOC檢測結果更加準確。

技術領域

本發明屬于液流電池技術領域，具體為一種液流電池調控方法及其調控系統、液流電池。

背景技術

液流電池具有設計靈活(功率和容量可獨立設計)、使用壽命長、充放電性能好、選址自由、能量效率高、安全環保、維護費用低和易實現規模化蓄電等其它常規電池所不具備的諸多優點。實際應用時，液流電池可以廣泛應用于風能、太陽能等可再生能源發電系統作為儲能系統，使產生的電力能夠連續穩定的輸出；也可以用來對電網進行削峰填谷，將用電低谷的電力儲存起來，在用電高峰時輸出，以此來平衡電力供需；另外，還可以作為應急電源系統和備用電站等，被認為是最具商業化前景的儲能技術之一。目前，多個國家已相繼建成kW～MW級的液流電池示范系統，配套于太陽能、風能等可再生能源發電系統起到平滑輸出、跟蹤計劃發電、平衡負荷和削峰填谷等作用。

現有技術中的液流電池存在如下問題：

1、液流電池在工作過程中，正負極電解液儲罐中的電解液在循環泵的推動下流經液體輸送管路和電堆，在電堆中發生電化學反應，使進入電堆中的電解液的活性物質濃度發生變化，然后電解液返回到正負極電解液儲罐中，與儲罐中的電解液混合，由于正負極電解液儲罐的電解液出口與電解液入口之間有一定距離，因此在液流電池進行充放電時，正負極電解液儲罐內的電解液SOC是呈梯度分布的。現有技術中的液流電池SOC檢測方式僅僅單一的考慮電堆入口或者出口處的電解液SOC，沒有綜合考慮電解液儲罐內所有電解液的SOC情況，導致SOC檢測結果不準確，無法充分體現液流電池的實際荷電狀態。

2、液流電池運行狀態參數較多，目前液流電池的電解液流量控制較為單一，僅僅根據輸出功率的需求對循環泵進行控制，并未考慮不同電解液溫度、SOC、容量衰減率和充放電功率對電解液反應物需求量的不同，導致液流電池無法參考多種運行狀態參數智能調控電解液流量，導致循環泵功耗增大，降低液流電池效率。

3、在液流電池進行充電時，充電截止條件通常通過設置充電電壓上限來實現，現有技術中的充電電壓上限設置為定值，由于在高SOC條件下，液流電池容易發生副反應，長時間的高SOC充電會導致液流電池容量衰減。此外，在低SOC條件下，由于受限于截止電壓，液流電池無法實現更多電量的輸入，導致液流電池的可充電容量和能量效率受到影響。

4、液流電池在充放電運行過程中會產生一定熱量，現有技術未充分考慮液流電池的散熱問題，積聚在液流電池電堆、電解液中的熱量若無法盡快釋放，長期的熱沖擊將對液流電池關鍵材料(電極、雙極板、電解液等)、電解液循環系統部件(管件、閥門等)的性能產生危害，降低液流電池的長期運行穩定性。

發明內容

本發明針對以上問題的提出，而研制一種液流電池調控方法及其調控系統、液流電池。

本發明的技術手段如下：

一種液流電池調控方法，包括如下步驟：

步驟B1：在電堆的正極電解液出口和負極電解液出口配置SOC檢測裝置；

步驟B2：通過SOC檢測裝置獲得液流電池初始狀態下的電堆的電解液出口的SOC；

步驟B3：每隔預設時間，獲知正極電解液儲罐內的電解液體積、負極電解液儲罐內的電解液體積、流入正極電解液儲罐內的電解液體積、流入負極電解液儲罐內的電解液體積，同時SOC檢測裝置獲得電堆的電解液出口的SOC；