[发明专利]液流电池的SOC的测试方法、系统及电池储能系统

说明书

本发明提供了一种液流电池的SOC的测试方法、系统及电池储能系统，测试方法包括：首先通过测试建立液流电池的电解液黏度与液流电池的荷电状态的函数关系式，其次分别测量液流电池的电解液在第一时刻对应的第一黏度值和当前时刻对应的第二黏度值，最后基于函数关系式计算得到第二黏度值对应的液流电池的当前时刻下的SOC值；本发明采用易于获取的液流电池的电解液黏度来进行电池SOC值的测量，易于实现、操作简便且成本低。本发明能够实现液流电池的荷电状态的实时获取，并且获取的SOC值的准确度高，具有计算准确、成本低和易更换的特点，进一步地能够支持电池储能系统更精准地控制电池运行状态，并进行整体调度工作。

技术领域

本发明涉及液流电池电源管理领域，尤其涉及一种液流电池的SOC的测试方法、系统及电池储能系统。

背景技术

液流电池具有长寿命、功率和容量独立、充放电响应迅速、安全可靠等突出优势，成为规模储能的首选技术之一。SOC(state of charge)表示液流电池储能系统的荷电状态，是全钒液流电池充放电状态的重要参数，对于电解液更换、电池维护和电池性能评估均具有重要意义。

现有的电池荷电状态常用采集方法包括电量累积法、电位滴定法、分光光度法以及开路电压法等。上述方法具有各自的优缺点。如，电量累积法通过积分累积进出电堆的电量来间接估算电池的SOC，此方法操作简单，运行方便，受电堆限制小。同时由于充放电效率的不稳定性，使得电流测量的精确度不高；电位滴定法通过定量分析正负极电解液各价态钒离子的浓度，得出电解液所处荷电状态，能够了解化学反应进程，直观监测电堆运行状态。然而，滴定剂大多具有毒性，对环境和人员造成危害；分光光度法通过不同价态钒离子颜色的不同来测定SOC的变化，但操作繁琐，误差较大；开路电压法为在电池系统外部增加一个小型单电池，通过能斯特方程和电解液浓度来计算SOC状态，该方法需要增设管路和电池，增加了成本和系统复杂程度。

因此，亟需一种液流电池的SOC的测试方法、系统及电池储能系统以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种液流电池的SOC的测试方法、系统及电池储能系统，用于改善现有技术中液流电池的SOC的测试方式繁琐复杂且误差较大的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种液流电池的SOC的测试方法，包括以下步骤：

通过测试建立液流电池的电解液黏度与液流电池的荷电状态的函数关系式；

分别测量液流电池的电解液在第一时刻对应的第一黏度值和当前时刻对应的第二黏度值；

基于函数关系式计算得到第二黏度值对应的液流电池的当前时刻下的SOC值。

在本发明实施例提供的液流电池的SOC的测试方法中，通过测试建立液流电池的电解液黏度与液流电池的荷电状态的函数关系式的步骤包括：

通过实验测量液流电池的电解液中不同离子浓度对应的黏度值，并建立电解液的离子浓度和电解液黏度的函数关系；

通过数学方程推导构建电解液黏度与液流电池的荷电状态的函数关系。

在本发明实施例提供的液流电池的SOC的测试方法中，通过实验测量液流电池的电解液中不同离子浓度对应的黏度值，并建立电解液的离子浓度和电解液黏度的函数关系的步骤中，通过数值分析方法或者线性合归法建立电解液的离子浓度和电解液黏度的函数关系。

在本发明实施例提供的液流电池的SOC的测试方法中，分别测量液流电池的电解液在第一时刻对应的第一黏度值和当前时刻对应的第二黏度值的步骤包括：

在液流电池的至少一个电极侧设置黏度测试仪；

使用黏度测试仪实时测量液流电池的电解液在第一时刻对应的第一黏度值和当前时刻对应的第二黏度值，当前时刻与第一时刻的时间间隔为t。