[发明专利]液流电池的控制方法、装置和系统

说明书

技术领域

本发明涉及液流电池领域，具体而言，涉及一种液流电池的控制方法、装置和系统。

背景技术

液流电池的使用寿命长，能量转化效率高，安全性高，环境友好，能用于风能发电和光伏发电配套的大规模储能系统，是电网削峰填谷、平衡负载的主要选择之一。

以全钒氧化还原液流电池为例，分别以不同价态的钒离子电对V²⁺/V³⁺和V⁴⁺/V⁵⁺作为电池的正负两极氧化还原电对，将正负极电解液分别存储于两个储液罐中，由耐酸液体泵驱动活性电解液至提供反应场所的电池堆再回至储液罐中形成循环液流回路，以实现充放电过程。在整个全钒氧化还原液流电池中，电池堆性能的好坏决定着电池的充放电性能，尤其是充放电功率。电池堆是由多片单电池依次叠放压紧串联而成。如图1所示，单片电池5′通常的组成包括液流框1′，集流板2′，电极3′和隔膜4′，通过N个单片电池5的堆叠组成电池堆6′。

如图2，传统的液流电池包括电池堆6′，正极储液罐9′，负极储液罐10′，正极循环液路液体泵11′，负极循环液路液体泵12′以及液体管路，其中，电池堆6′包括正极半电池7′和负极半电池8′，正极电解液由正极循环液路液体泵11′运送至正极半电池7′，而负极电解液由负极循环液路液体泵12′运送至负极半电池8′。

电解液是液流电池能量存储和释放的关键材料，其性质很大程度上决定了电池的运行性能和稳定性。在液流电池的充电过程中，电解液处于高电荷状态，其电解质浓度较高，如果此时电池系统的充电终止状态，也即电解液SOC目标值与电池系统的温度不匹配时，电池的电解液容易出现沉淀物，产生结晶现象，进而导致石墨毡、管道及液体泵等堵塞，降低电池的充放电效率和使用寿命。此外，沉淀物析出后，电池组正负电解液往往出现不匹配，从而可能引起过充，进一步造成电池系统的能效降低。

针对相关技术中由于液流电池在充电时容易出现沉淀物，导致液流电池能效低的问题，目前尚未提出简单有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种液流电池的控制方法、装置和系统，以解决液流电池在充电时容易出现沉淀物，导致液流电池能效低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种液流电池的控制方法。

根据本发明的液流电池的控制方法包括：在液流电池充电时，通过电位检测器检测液流电池的电解液的充电电位；根据充电电位获取液流电池的电解液SOC值；判断电解液SOC值是否大于预设电解液SOC极限值；当电解液SOC值大于预设电解液SOC极限值时，控制液流电池停止充电；以及当电解液SOC值小于或等于预设电解液SOC极限值时，控制液流电池继续充电，并通过温度检测器检测液流电池的温度，以及根据检测到的温度和预设对应关系调节电解液SOC目标值，其中，该预设对应关系为温度与电解液SOC值的预设对应关系。

进一步地，检测液流电池的温度后，该方法还包括：判断液流电池的温度是否大于预设温度值；以及当液流电池的温度大于预设温度值时，控制液流电池停止充电，其中，根据检测到的温度和预设对应关系调节电解液SOC目标值包括：当液流电池的温度小于或等于预设温度值时，根据检测到的温度和预设对应关系调节电解液SOC目标值。

进一步地，检测液流电池的温度包括：检测液流电池的环境温度，其中，环境温度为液流电池的电池堆入口处管道内或液流电池的储液罐内电解液的温度。

进一步地，检测液流电池的温度还包括：检测液流电池的工作温度，其中，工作温度为液流电池的电池堆出口处管道内电解液或电池堆的温度，在检测工作温度后，该方法还包括：计算第一差值，其中，第一差值为工作温度与环境温度的差；以及判断第一差值是否大于第一预设值，根据检测到的温度和预设对应关系调节电解液SOC目标值包括：当第一差值小于或等于第一预设值时，根据检测到的环境温度和第一预设对应关系调节电解液SOC目标值，其中，第一预设对应关系为环境温度与电解液SOC值的预设对应关系；以及当第一差值大于第一预设值时，根据检测到的工作温度和第二预设对应关系调节电解液SOC目标值，其中，第二预设对应关系为工作温度与电解液SOC值的预设对应关系。