[發明專利]全釩液流電池荷電狀態的實時監測方法及系統

有效

• 申請號: 201710894041.3
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN109585883B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 張宇;張華民;鄒毅;陳偉;王曉麗;李春來;郭樹峰;李正曦
• 申請（專利權）人: 大連融科儲能技術發展有限公司;國網青海省電力公司電力科學研究院;國網青海省電力公司
• 主分類號: H01M8/04537
• 分類號: H01M8/04537;H01M8/18
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 劉斌

1.一種全釩液流電池荷電狀態的實時監測方法，其特征在于：在全釩液流電池系統的正、負極主管路的電堆入口處，正、負極主管路的電堆出口處以及正、負極儲罐內分別設置含有同樣參比電極的電壓監測電極以對正、負極主管路的電堆入口處，正、負極主管路的電堆出口處以及正、負極儲罐的開路電壓監測，并由各位置的開路電壓計算對應位置的荷電狀態，分別將電堆內電解液體積、循環管路電解液體積、儲罐內電解液體積在總電解液體積中的占比作為各對應位置的荷電狀態權重系數以計算全釩液流電池荷電狀態；

根據下式計算全釩液流電池荷電狀態：

SOC＝SOC_罐×V_罐/V_和+1/2(SOC_出+SOC_進)×V_堆/V_和+SOC_出×V_出管/V_和+SOC_進×V_進管/V_和

其中：

V_堆：電堆內電解液體積；

V_進管：電堆進液管的電解液體積；

V_出管：電堆出液管的電解液體積；

V_罐：儲罐內電解液體積；

V_和＝V_堆+V_進管+V_出管+V_罐；

SOC_罐:儲罐的荷電狀態；

SOC_出:主管路的電堆出口處的荷電狀態；

SOC_進:主管路的電堆入口處的荷電狀態。

2.如權利要求1所述的全釩液流電池荷電狀態的實時監測方法，其特征在于：對開路電壓監測的方法如下：由各電壓監測電極實時獲取：

正極主管路的電堆入口處電壓E_正進；

正極主管路的電堆出口處電壓E_正出；

負極主管路的電堆入口處電壓E_負進；

負極主管路的電堆出口處電壓E_負出；

正極儲罐內垂直方向的平均電壓E_正罐；

負極儲罐內垂直方向的平均電壓E_負罐；

并由此計算：

正、負極主管路的電堆入口處的電壓差E_正進-E_負進；

正、負極主管路的電堆出口處的電壓差E_正出-E_負出；

正、負極儲罐的垂直方向的平均電壓差E_正罐-E_負罐；

將上述各電壓差作為各對應位置的開路電壓。

3.如權利要求2所述的全釩液流電池荷電狀態的實時監測方法，其特征在于：由各開路電壓得到對應的荷電狀態的方法是：根據下式畫出開路電壓OCV對應的荷電狀態SOC的經驗曲線，通過OCV-SOC經驗曲線得到各OCV對應的SOC值；

其中：E_cell：電極電勢；

E⁰_cell：標準電極電勢；

R：氣體常數；

T：溫度；

n：電極反應中的電子轉移數；

F：法拉第常數；

H⁺：氫離子濃度。