[發明專利]一種測量液流電池旁路電流的方法

在審

• 申請號: 201910236860.8
• 申請日: 2019-03-27
• 公開（公告）號: CN109946619A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 李明華;于永進;張宗盛
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01R31/385
• 分類號: G01R31/385;G01R31/367
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明公開了一種測量液流電池旁路電流的方法，具體涉及液流電池領域，包括液流電池的雙極板，所述液流電池的雙極板引出的兩個端子可用于測量端子間流過的電流，具體測量步驟為：步驟一：液流電池正極和負極電解液存儲在不同的存儲罐內，由液泵送入電堆進行充放電。本發明也可通過將輸液管道內充滿的電解液看作旁路電流流過的電阻，建立一個等效電路模型，并將總電流I通過終端正極進入第一個單電池的電解液，電流依次向右通過，直到從終端負極流出形成一個整體電路回路，建立模型后便于用模型電路進行測量和計算，并且能夠根據不同的電解液存儲罐容量進行調整，計算靈活且可以通過不同的方式進行驗證，數據更加準確。

技術領域

本發明涉及液流電池技術領域，更具體地說，本發明涉及一種測量液流電池旁路電流的方法。

背景技術

太陽能、風能等可再生能源，波動性、間歇性和分散性的特點嚴重制約可再生能源市場的發展。開發安全高效的大規模儲能技術，是解決可再生能源發電非穩態特性的重要手段。液流電池技術是一種新型的大規模高效電化學儲能技術，通過電解液內活性物質的價態變化實現電能與化學能相互轉換與能量存儲。具有功率與容量設計相互獨立的特點，適合于大規模儲能。

為了提高電池的輸出功率，液流電池的電堆一般由幾十個單體電池串聯而成。電解液通過輸液總管并列分配到每個單體電池中。由于電解液是離子導體，在有電勢差時會存在電流，引起電荷的損失。另外，對于有隔膜的液流電池，由于通過隔膜的交叉反應，也將引起電荷損失。這將不利于電池的安全運行和控制。

在實際生產和運用中，為了能夠精確控制液流電池的正常運行，需要實時對液流電池旁路電流進行測量，但是目前并沒有較為簡單完善的方法進行測量，并且旁路電流的實際測量數據較少。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺陷，本發明的實施例提供一種測量液流電池旁路電流的方法，通過電堆內雙極板引出的端子測量流過雙極板的電流，電堆的外部充放電電流與雙極板電流的差值為旁路電流，也可通過將輸液管道內充滿的電解液看作旁路電流流過的電阻，建立一個等效電路模型，并將總電流I通過終端正極進入第一個單電池的電解液到電流依次向右通過，直到從終端負極流出形成一個整體電路回路，可以對模型中不同的節點采用基爾霍夫和歐姆定律列出一系列線性或者非線性方程計算得出旁路電流I2的大小，建立模型后便于模型電路進行測量和計算，并且能夠根據不同的電解液存儲罐容量進行調整，計算靈活且可以通過不同的方式進行驗證，數據更加準確。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種測量液流電池旁路電流的方法，包括液流電池的雙極板，所述液流電池的雙極板引出的兩個端子可用于測量端子間流過的電流，具體測量步驟為：

步驟一：液流電池正極和負極電解液存儲在不同的存儲罐內，由液泵送入電堆進行充放電，將充滿電解液的輸液管道看作旁路電流流過的通道，即電阻，建立一個等效電路模型；

步驟二：在等效電路模型中，充電時總電流I通過終端正極進入第一個單電池的正極，其中一部分穿越隔膜，另一部分進入正極輸液管內的電解液形成旁路電流，正極的旁路電流在正極電解液液路中形成閉合回路；

步驟三：穿越隔膜的電流到達負極后，一部分進入雙極板到達第二個單電池，另一部分進入負極輸液管內的電解液形成旁路電流，負極的旁路電流在負極的電解液液路中形成閉合回路；

步驟四：通過雙極板引出的端子可以測量雙極板中流過的電流I1，總電流I與I1的差值就是旁路電流值；

步驟五：電流依次向右通過，直到從終端負極流出，單電池開路電壓為V，單電池與總管聯接部分是并聯關系，由于電堆的進出電解液管道結構對稱，進口總管和出口總管部分也是并聯關系；

步驟六：總管各部分的電阻根據電解液的電導率，管徑的面積和管道的長短進行計算；