CN106463754A - 氧化还原液流电池系统及操作氧化还原液流电池系统的方法 - Google Patents

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Abstract

一种氧化还原液流电池系统，其包括：多个分支电路，并联地电连接多个电池单元部件；切换单元，被配置为切换其中将分支电路连接在一起的闭合环路的导通状态；循环机构，包括被配置为储存电解液的罐以及被配置为将电解液从罐循环给电池单元部件的泵；检测单元，被配置为检测与电池单元部件的开路电压关联的物理量；判定单元，被配置为基于检测单元检测的物理量判定电池单元部件的开路电压之间的电压差是否等于或大于预定值；以及控制单元，被配置为控制切换单元的切换操作，使得当判定单元判定电压差大于预定值时，使闭合环路进入非导通状态，以及当判定单元判定电压差等于或小于预定值时，使闭合环路进入导通状态。

Description

氧化还原液流电池系统及操作氧化还原液流电池系统的方法
技术领域
本发明涉及包括氧化还原液流电池的氧化还原液流电池系统及操作氧化还原液流电池系统的方法，氧化还原液流电池是蓄电池的其中一种。特别地，本发明涉及在向并联连接的电池单元部件供应电解液期间能够抑制问题发生的氧化还原液流电池系统及操作氧化还原液流电池系统的方法。
背景技术
近年来，随着电功率短缺问题日益严重，带来的挑战是全球性自然能的快速采用(例如风力发电和太阳能光伏发电的采用)以及电力系统的稳定(例如保持频率和电压)。有一种应对挑战的技术已经引起注意，这种技术是安装大容量蓄电池，例如以实现输出变化的平滑、多余电力的储存、以及负载平衡。
这种大容量蓄电池的其中一种是氧化还原液流电池(下面有时候称为RF电池)。RF电池通过利用正电极电解液中包含的离子与负电极电解液中包含的离子之间的氧化还原电势差来充电和放电。图6示出将钒离子用作正负活性物质的RF电池100的操作的原理。如图6所示，RF电池100包括电池单元100C，电池单元100C被隔膜101分隔为正电极单元102和负电极单元103，隔膜101对于氢离子(质子)而言是可渗透的。正电极单元102包含正电极104，且通过管道108和110连接到储存正电极电解液的正电极电解液罐106。类似地，负电极单元103包含负电极105，且通过管道109和111连接到储存负电极电解液的负电极电解液罐107。在充电放电期间，罐106和107中储存的电解液通过泵112和113循环通过单元102和103。
如图7下部所示，一般而言，在称为单元堆200的结构中形成电池单元100C。如图7上部所示，单元堆200具有这样的配置，其中将这些包括正电极104、隔膜101和负电极105的电池单元100C堆叠，从而插入单元框架120之间，单元框架120包括与框架122集成的双极板121。在这种配置中，每个电池单元100C形成在相邻单元框架120的双极板121之间。单元框架120之间的间隙用密封结构127密封。
在单元堆200中，经由在框架122中形成的供液岐管123和124以及排液岐管125和126将电解液传递通过电池单元100C。正电极电解液通过供液岐管123，然后通过框架122的一个表面(在附图中被示出为暴露的表面)中形成的沟槽供应给双极板121的一个表面上设置的正电极104。该正电极电解液通过框架122上部形成的沟槽排出到排液岐管125。类似地，负电极电解液通过供液岐管124，然后通过框架122的另一个表面(在附图中被示出为隐藏的表面)中形成的沟槽供应给双极板121的另一个表面上设置的负电极105。该负电极电解液通过框架122上部形成的沟槽排出到排液岐管126。
RF电池例如通过经由交流/直流转换器从电厂提供的电力来充电；并且被放电，例如经由交流/直流转换器将充入的电力供应给负载。为了从电力系统获得更多电力或者将更多电力供应给负载，可将包括电池单元作为主要组件的电池单元部件(例如上述单元堆)并联地电连接。专利文献1公开了一种RF电池，其中单个单元堆包括多个分隔的单元(下面有时候称为电池单元部件)。这种RF电池包括切换单元，切换单元实现期望的电池单元部件的选择、所选择的电池单元部件并联电连接、以及所选择的电池单元部件的充电和放电。这种RF电池可以响应于充电或放电的量以高能效操作。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本未审专利申请No.2006-040591
发明内容
技术问题
当多个电池单元部件并联连接时，在RF电池的操作启动之前向电池单元部件供应正电极电解液和负电极电解液期间，有些电池单元部件可能变为过充，尽管没有经由交流/直流转换器通过电力系统对电池单元部件的充电或放电。
在上述情况下构思了本发明。本发明的目的是提供一种RF电池系统，能够在向并联连接的电池单元部件供应电解液期间抑制这种问题的发生。本发明的另一个目的是提供一种RF电池系统操作方法，能够在向并联连接的电池单元部件供应电解液期间抑制问题的发生。
问题的解决方案
根据本发明的方面的氧化还原液流电池系统包括多个分支电路、切换单元、循环机构、检测单元、判定单元以及控制单元。多个分支电路并联地电连接多个电池单元部件。切换单元被配置为切换其中将分支电路连接在一起的闭合环路的导通状态。循环机构包括被配置为储存电解液的罐以及被配置为将电解液从罐循环给电池单元部件的泵。检测单元被配置为检测与电池单元部件的开路电压关联的物理量。判定单元被配置为基于检测单元检测的物理量判定电池单元部件的开路电压之间的电压差是否大于预定值。控制单元被配置为控制切换单元的切换操作，使得当判定单元判定电压差大于预定值时，使闭合环路进入非导通状态，以及当判定单元判定电压差等于或小于预定值时，使闭合环路进入导通状态。
根据本发明方的方面的用于操作氧化还原液流电池系统的方法是一种用于操作氧化还原液流电池系统的方法，其中电解液被循环通过多个电池单元部件，多个电池单元部件经由多个分支电路并联地电连接，所述方法包括以下步骤：
检测步骤，检测与电池单元部件的开路电压关联的物理量；
判定步骤，基于物理量判定电池单元部件的开路电压之间的电压差是否大于预定值；以及
切换控制步骤，基于判定结果，当电压差大于预定值时，使其中将分支电路连接在一起的闭合环路进入非导通状态，当电压差等于或小于预定值时，使闭合环路进入导通状态。
本发明的有益效果
上述氧化还原液流电池系统在向并联连接的电池单元部件供应电解液期间能够抑制问题的发生。上述用于操作氧化还原液流电池系统的方法在向并联连接的电池单元部件供应电解液期间有助于抑制问题的发生。
附图说明
图1是示出根据实施例1的氧化还原液流电池系统的配置的示意图。
图2是示出根据实施例2的氧化还原液流电池系统的配置的示意图。
图3是示出根据实施例3的氧化还原液流电池系统的配置的示意图。
图4是示出根据实施例4的氧化还原液流电池系统的配置的示意图。
图5是示出根据实施例5的氧化还原液流电池系统的配置的示意图。
图6是示出氧化还原液流电池的原理的示意图。
图7是示出氧化还原液流电池的单元堆的配置的示意图。
具体实施方式
[本发明实施例的描述]
本发明的发明人检查过充电池单元部件并发现这些电池单元部件和并联连接的其他电池单元部件在电解液的量上不同。因此，使用单个共用循环机构(用于正电极电解液的罐和泵，以及用于负电极电解液的罐和泵)将正电极电解液和负电极电解液供应给电解液不满的电池单元部件和空的电池单元部件，并观察供应给电池单元部件的电解液的量。结果发现以下情况：电池单元部件到泵的距离越大，或者设置电池单元部件的位置越高，那么电池单元部件中电解液的量越少。换言之，电池单元部件中电解液的量不一致。在并联地电连接的多个电池单元部件中，当电池单元部件中电解液的量不一致时，这些电解液的量导致电池单元部件的开路电压中的不一致。具体而言，电池单元部件中电解液的量越多，电池单元部件的电压越高。因此，根据电解液的量的不同，在电池单元部件之间生成电压差。这个电压差导致电流从高压电池单元部件传递给低压电池单元部件。结果，具有较少电解液的量的电池单元部件可能变为过充。因此，发明人考虑RF电池系统的一种配置，其中并联地电连接多个电池单元部件，该配置能够控制在向电池单元部件供应电解液期间抑制问题的发生。结果，发明人完成本发明。下面列出并描述本发明实施例的特征。
(1)根据实施例的氧化还原液流电池系统包括多个分支电路、切换单元、循环机构、检测单元、判定单元、以及控制单元。多个分支电路将多个电池单元部件并联地电连接。切换单元被配置为切换闭合环路(在其中将分支电路连接在一起)的导通状态。循环机构包括罐和泵，罐被配置为储存电解液，泵被配置为将电解液从罐循环给电池单元部件。检测单元被配置为检测与电池单元部件的开路电压关联的物理量。判定单元被配置为基于检测单元检测的物理量判定电池单元部件的开路电压之间的电压差是否大于预定值。控制单元被配置为控制切换单元的切换操作，使得当判定单元判定电压差大于预定值时，使闭合环路进入非导通状态，当判定单元判定电压差等于或小于预定值时，使闭合环路进入导通状态。
作为主要组件，本文的这种电池单元部件包括电池单元和隔膜，电池单元包括正电极单元和负电极单元，正电极单元包含正电极，负电极单元包含负电极，隔膜将这些单元相互分隔，并且对于预定离子而言是可渗透的。电池单元部件例如是单个单元，包括这种单个电池单元，或者是单元堆，包括多个电池单元的堆。或者，当在每个单元框架中形成多个开口并且为每个开口提供电池单元(分隔的单元)时，电池单元部件可以是为每个开口形成的这种分隔的单元。
并联连接的一部分电池单元部件变为过充的原因如下：当电解液供应给电解液不满的电池单元部件和空的电池单元部件时，如上所述，电池单元部件中电解液的量变为不一致；结果，在电池单元部件之间生成电压差，尽管在一些电池单元部件中有少量电解液，电流从其他电池单元部件传递给这些电池单元部件。电池单元部件中电解液的量变为不一致并生成电压差的时间主要是RF电池的操作启动之前用电解液填充电池单元部件的时间。例如，在RF电池的初始状态下(其中电池单元部件没有用电解液填充并且是空的)，在将电解液供应给电池单元部件时，电解液的量在电池单元部件之间变得不一致，并且电解液的这些量将会导致电压差的生成。此外，在RF电池处于待机(其中泵停止)并且电解液从电池单元部件暂时排出以抑制自放电之后，启动RF电池的操作要求重新引入电解液；在电解液的这个引入期间，电解液的上述不一致出现并且电解液的量将会导致电压差的生成。此外，当RF电池长期停留在待机(其中泵停止)并且电池单元部件被电解液充满时，与罐中电解液相比，自放电导致电池单元部件中电解液的电压的下降；在这种状态下，为了启动RF电池的操作重新引入电解液导致电压进一步变化，这将会导致电压差的生成。此外，当各自停留在电池单元部件中的电解液经历不同程度的自放电时，在重新引入电解液之前在电池单元部件之间会生成电压差。
根据上述配置，检测与电池单元部件的开路电压关联的物理量，当基于所述物理量判定电池单元部件之间的电压差大于预定值时，进行控制使得闭合环路进入非导通状态。因此，即使在电池单元部件之间生成电压差时，在闭合环路中也没有电流流动。这样能够抑制问题的发生，其中一些电池单元部件变为过充，尽管没有经由交流/直流转换器通过电力系统对电池单元部件的充电或放电。当判定电池单元部件之间的电压差等于或小于预定值时，可以进行控制使得闭合环路进入导通状态。
(2)在根据实施例的氧化还原液流电池系统中，可以在每个分支电路的两个端部设置切换单元。
当在每个分支电路的两个端部设置切换单元时，可以肯定地控制闭合环路的导通状态。
(3)在根据实施例的氧化还原液流电池系统中，检测单元可包括被配置为检测开路电压的电压计。判定单元被配置为基于开路电压判定电压差是否被生成。
根据该配置，检测出电池单元部件的开路电压，因此可以肯定地判定电池单元部件之间的电压差。
(4)在根据实施例的氧化还原液流电池系统中，检测单元可包括电解液检测单元，电解液检测单元被配置为检测与电池单元部件中电解液的流动状态关联的非电学量。判定单元被配置为基于非电学量判定电压差是否被生成。
只要电池单元部件包含相同成分和相同充电状态的电解液，电池单元部件的开路电压就取决于电池单元部件中电解液的量。因此，作为与电池单元部件的开路电压关联的物理量，可以检测与电解液的流动状态关联的非电学量。通过检测电池单元部件的非电学量，可以判定电池单元部件中有相同成分和相同充电状态的电解液的量，并且可以判定电池单元部件之间的电压差。下面描述非电学量的具体示例。
充电状态(SOC，也称为充电深度)表示正电极电解液和负电极电解液的每个电解液中活性物质的浓度。例如，当正电极电解液是包含五价和四价钒离子(V5+/V4+)的溶液，并且负电极电解液是包含二价和三价钒离子(V2+/V3+)的溶液时，用以下公式来表示SOC。
V(五价)/{V(五价)+V(四价)}，其中V(五价)表示五价钒离子的浓度(mol/L)，V(四价)表示四价钒离子的浓度(mol/L)。
V(二价)/{V(三价)+V(二价)}，其中V(二价)表示二价钒离子的浓度(mol/L)，V(三价)表示三价钒离子的浓度(mol/L)。
(5)在根据实施例的氧化还原液流电池系统中，检测单元可包括定时器，该定时器被配置为检测从泵的操作的启动开始经过的时间作为非电学量。判定单元被配置为基于时间是否达到预定时间判定电压差是否被生成。
作为非电学量，可以检测与电池单元部件中电解液的量关联的时间。从泵的操作的启动开始经过的时间与所供应的填充电池单元部件的电解液的量之间的相关性被事先测量。基于这些相关性，可以判定电池单元部件中电解液的量。因此，将填充电池单元部件的电解液的量实际上变为一致的时间限定为预定时间，因此在经过预定时间时，可以容易地进行切换单元的切换。因此，基于时间判定电解液的量，这样消除了安装附加装置来测量电解液的量的必要。
(6)在根据实施例的氧化还原液流电池系统中，控制单元可包括第一截止控制单元，第一截止控制单元被配置为切换所述切换单元，使得在泵停止期间闭合环路处于非导通状态。
在泵停止以及为了抑制自放电将电解液从电池单元部件暂时排出期间，即使排出量在电池单元部件之间不同，闭合环路也处于非导通状态，因此可以抑制电流的流动。
(7)根据实施例的氧化还原液流电池系统可包括电连接到电池单元部件的交流/直流转换器，其中控制单元可包括第二截止控制单元，第二截止控制单元被配置为切换所述切换单元，使得在交流/直流转换器停止期间闭合环路处于非导通状态。
当交流/直流转换器停止时，不经由交流/直流转换器通过电力系统将电池单元部件充电或放电。因此，需要有效地抑制闭合环路中由于电池单元部件之间的电压差所致的过充。为此，在交流/直流转换器停止期间使闭合环路进入非导通状态，从而可以有效地抑制电池单元部件之间的过充。
(8)根据实施例的用于操作氧化还原液流电池系统的方法是一种用于操作氧化还原液流电池系统的方法，其中电解液被循环通过多个电池单元部件，多个电池单元部件经由多个分支电路并联地电连接，所述方法包括以下步骤：
检测步骤，检测与电池单元部件的开路电压关联的物理量；
判定步骤，基于物理量判定电池单元部件的开路电压之间的电压差是否大于预定值；以及
切换控制步骤，基于判定结果，当电压差大于预定值时，使其中将分支电路连接在一起的闭合环路进入非导通状态，当电压差等于或小于预定值时，使闭合环路进入导通状态。
根据上述配置，当基于物理量判定电池单元部件之间的电压差大于预定值时使闭合环路进入非导通状态，从而没有电流流动。这样能够抑制一些电池单元部件变为过充的问题的发生，尽管没有经由交流/直流转换器通过电力系统对电池单元部件的充电或放电。当电池单元部件之间的电压差等于或小于预定值时，可以使闭合环路进入导通状态。
[本发明实施例的细节]
下面描述本发明实施例的细节。但是，本发明的范围不限于这些示例，而是由权利要求书指定。本发明的范围旨在涵盖权利要求书等同物的含义和范围内的所有改变。在附图中，相同的标记表示名称相同的组件。
<实施例1>
[RF电池系统]
下面参照图1描述实施例1的RF电池系统1。通常，将RF电池系统1操作为被充电和放电，同时经由例如电连接到交流/直流转换器(AC/DC)300的变压器设备(未示出)连接到发电单元(例如太阳能光伏发电机、风力发电机或其他普通电厂，未示出)和负载(例如电力系统或消费者，未示出)。RF电池系统1被应用为具有现有RF电池。
RF电池系统1包括：两个分支电路10A和10B，其中两个电池单元部件12A和12B并联地电连接；切换单元14，设置在每个分支电路10A和10B的两个端部；以及循环机构20A，被配置为将电解液供应给电池单元部件12A和12B。电池单元部件12A和12B电连接到交流/直流转换器300。切换单元14切换电连接的闭合环路的导通状态，闭合环路由分支电路10A和10B形成。实施例1的RF电池系统1的主要特征是它包括：检测单元30，其检测与电池单元部件12A和12B的开路电压关联的物理量；判定单元40，其基于所检测的物理量判定在电池单元部件12A和12B之间是否生成电压差；以及控制单元50，其基于判定结果控制切换单元14的切换操作。
[电池单元部件]
电池单元部件12A和12B每个都包括电池单元100C作为主要组件(参见图6和图7)，电池单元100C包括正电极单元102、负电极单元103以及隔膜101，正电极单元102包含正电极104，负电极单元103包含负电极105，隔膜101将单元102和单元103相互分隔，并且对于预定离子而言是可渗透的。电池单元部件12A和12B例如每个都可以是包括单个电池单元100C的单个单元或者包括多个电池单元100C的堆的单元堆200(参见图7)。或者，当在每个单元框架中形成多个开口并且为每个开口提供电池单元(分隔的单元)时，电池单元部件12A和12B可以是为开口各自形成的这种分隔的单元。通过并联地电连接多个单元堆200，容易使得电池单元部件12A和12B提供高电力输出。这种包括单元堆的RF电池可以采用与参照图6和图7所述的现有RF电池100相同的配置。因此省略该配置的详细描述。
电池单元部件12A和12B与分支电路10A和10B并联地电连接。这种并联连接的配置例如可以是其中将多个电池单元并联连接的配置、其中将多个单元堆并联连接的配置、或者其中将多个分隔的单元并联连接的配置。在本实施例中，两个分支电路10A和10B形成电连接的闭合环路。或者，三个或多个分支电路可形成多个闭合环路。
[切换单元]
切换单元14切换由分支电路10A和10B形成的电连接的闭合环路的导通状态。被配置为至少电截止闭合环路的这个切换单元14至少设置在出于分支电路10A和10B的一个分支电路的端部。显然，可将切换单元14设置在每个分支电路10A和10B单独的一个端部。在本实施例中，将切换单元14设置在每个分支电路10A和10B的两个端部。作为切换单元14，实现电截止的装置的示例包括断路器、电磁接触器和继电器。切换单元14的切换操作由下面描述的控制单元50来控制。
[循环机构]
循环机构20A使正电极电解液和负电极电解液通过电池单元部件12A和12B循环，由此使得电池单元部件12A和12B被充电或放电。循环机构20A包括：正电极电解液罐21，用于储存正电极电解液；负电极电解液罐22，用于储存负电极电解液；泵23和24，用于将罐21和罐22中储存的电解液循环通过电池单元部件12A和12B；以及管道25至28，用于将罐21和罐22以及泵23和泵24连接到电池单元部件12A和12B。在图1中，管道25至28中的箭头表示电解液流动方向的示例。这也适用于图2至图5。这种循环机构可由并联连接的多个电池单元部件共同使用。在本实施例中，单个循环机构20A由电池单元部件12A和12B共同使用。
正电极电解液和负电极电解液例如可以采用(1)基于钒的单电解液系统，其中用于两个电极的电解液都包含钒离子；(2)基于钛/锰的双电解液系统，其中正电极电解液包含锰离子，负电极电解液包含钛离子；(3)基于钛/锰的系统，其中正电极电解液包含锰离子和钛离子，负电极电解液包含钛离子；或(4)基于钛/锰的单电解液系统，其中用于两个电极的电解液都包含锰离子和钛离子。用于两个电极的这种电解液可以是已知的电解液。
[检测单元]
检测单元30检测与电池单元部件12A和12B的开路电压关联的物理量。与开路电压关联的物理量可以是开路电压本身或者与电池单元部件中电解液的流动状态关联的非电学量。下面描述这些物理量。
[判定单元]
判定单元40基于检测单元30所检测的物理量判定电池单元部件12A和12B的开路电压之间的电压差是否大于预定值。电池单元部件12A和12B之间的电压差优选为20％或以下，更优选为10％或以下，特别优选为5％，最优选为0％。电池单元部件12A和12B之间的这种电压差基于检测单元30所检测的物理量直接或间接地判定。用于判定的物理量的类型所特有的这种预定值(阈值)可以存储在存储器单元中。判定单元40根据所检测的物理量从存储器单元读取阈值，并将所检测的物理量与阈值比较。
[控制单元]
控制单元50根据来自判定单元40的结果控制切换单元14的切换操作。控制单元50包括导通控制单元51和截止控制单元52。当判定单元40判定电压差大于预定值时，截止控制单元52将切换单元14切换为非导通状态(off)，从而使闭合环路进入非导通状态。当判定单元40判定电压差等于或小于预定值时，导通控制单元51将切换单元14切换为导通状态(on)，从而使闭合环路进入导通状态。
与电池单元部件12A和12B的开路电压关联的物理量的不同类型涉及不同的检测单元30，也涉及由判定单元40进行的不同判定方法。下面关于根据与开路电压关联的物理量的类型使用的这些检测单元30、判定单元40、以及控制单元50进行描述。
物理量：开路电压
判定和控制是基于电池单元部件12A和12B的开路电压本身进行的。作为检测单元30，例如可以使用监测器单元。监测器单元由电池单元部件12A和12B的一些电池单元构成。电池单元部件12A和12B的一些电池单元被用作监测器单元，因此与除了电池单元部件12A和12B之外还安装监测器单元的情况相比，可以实时准确地判定电池单元部件12A和12B中的开路电压。循环并供应给监测器单元的电解液是与电池单元部件12A和12B中类似循环并供应的相同电解液。构成监测器单元的电池单元不用于充电或放电，而是用于测量电池单元部件12A和12B的开路电压。开路电压通过连接到监测器单元的电压计来测量。当基于电池单元部件12A和12B的监测器单元的值判定电池单元部件12A和12B之间的电压差等于或小于预定值时，将切换单元14切换为导通状态。或者，当判定电池单元部件12A和12B之间的电压差大于预定值时，切换单元14保持非导通状态。当切换单元14处于导通状态且判定单元40判定电池单元部件12A和12B之间的电压差大于预定值时，将切换单元14切换为非导通状态。这种基于开路电压的控制是有效的，不管电池单元部件12A和12B中有没有电解液以及向电池单元部件12A和12B供应电解液时电解液的充电状态如何。
物理量：与电解液的流动状态关联的非电学量
作为与电池单元部件12A和12B的开路电压关联的物理量，选择与电解液的流动状态关联的非电学量；且基于这些非电学量进行判定和控制。在这种情况下，设置电解液检测单元(检测单元30)检测与电池单元部件12A和12B中电解液的流动状态关联的非电学量。只要电池单元部件12A和12B包含相同成分和相同充电状态的电解液，电池单元部件的开路电压就取决于电池单元部件12A和12B中电解液的量。特别地，可以基于下述电解液的流动状态判定用电解液将电池单元部件12A和12B完全充满的事实。因此，检测出与电池单元部件12A和12B中电解液的流动状态关联的非电学量，从而能够判定电池单元部件的开路电压。下面描述非电学量的具体示例。
非电学量可以是从泵23和24的操作启动以后经过的时间。在这种情况下，判定单元30包括被配置为检测经过时间的定时器。在向电池单元部件12A和12B供应电解液时，当电池单元部件12A和12B没有用电解液填充并且是空时，或者当电池单元部件12A和12B用完全自放电的电解液填充时，这种基于时间的控制特别有效。考虑以下条件来决定时间，例如来自泵23和24的电解液的流量、用于将电解液引入电池单元部件12A和12B的管道25和26的体积、以及电池单元部件12A和12B中电解液的体积。具体而言，事先测量考虑上述条件所决定的时间与所供应的填充电池单元部件12A和12B的电解液的量之间的相关性。基于这些相关性，将填充电池单元部件12A和12B的电解液的量变为基本上一致的时间设置为预定时间。在经过预定时间时，判定电池单元部件12A和12B之间的电压差等于或小于预定值，并进行将切换单元14切换为导通状态的控制。
例如当所有电池单元部件12A和12B用电解液填充，因此其量占据每个电池单元部件的电解液容量的90％或以上时，电池单元部件12A和12B之间的电压差达到20％或更低。相对于每个电池单元部件的电解液容量，填入电解液的量优选为95％或以上，更优选为98％或以上，特别优选为100％。例如，优选将时间设置为接近所有电池单元部件12A和12B已经用泵23和24的操作启动之后供应的电解液完全填满或者所有电池单元部件12A和12B中的电解液已经被泵23和24的操作启动之后供应的电解液更换的时间。
其他非电学量可以是在泵23和24的操作启动之后各自向电池单元部件12A和12B供应的电解液的累积的量。在这种情况下，检测单元30包括流量计，流量计被配置为检测向电池单元部件12A和12B供应的电解液的流量。流量计例如设置在电池单元部件12A和12B以及它们的上游或下游管道中；并根据流量计的值以及在这些流量下供应电解液的时间来计算所供应的电解液的累积的量。将获得的累积供应量与电池单元部件12A和12B的电解液容量相比，以判定电池单元部件12A和12B中电解液的量；并关于电池单元部件12A和12B之间是否生成电压差进行判定。具体而言，这个判定是关于累积供应量与电池单元部件12A和12B的电解液容量的比率(填充量(％))是否在90％或以上。当判定电压差等于或小于预定值时，将切换单元14切换为导通状态。换言之，当判定电池单元部件12A和12B之间的电压差大于预定值时，切换单元14保持非导通状态。当切换单元14处于导通状态且判定单元判定电池单元部件12A和12B之间的电压差大于预定值时，将切换单元14切换为非导通状态。可将流量计设置在用于电池单元部件12A和12B的入口管道25和26中。在这种情况下，向电池单元部件12A和12B供应的电解液的量是可以检测的，这有助于相对于电池单元部件12A和12B的电解液容量判定累积供应量。此外，可将流量计设置在用于电池单元部件12A和12B的出口管道27和28中。可将流量计设置在电解液循环管道(管道25至28)的任何位置。
其他非电学量可以是电池单元部件12A和12B中的压力。在这种情况下，检测单元30包括压力计，压力计设置在电池单元部件12A和12B中并且被配置为测量电池单元部件12A和12B的内部压力。在向电池单元部件12A和12B供应电解液时，当电池单元部件12A和12B没有用电解液填充并且是空时，这种基于压力的控制特别有效。随着用电解液填充电池单元部件12A和12B继续，压力增加。因此，与电池单元部件中的压力相关地判定电解液的量。基于电池单元部件12A和12B中的压力计来判定填充电池单元部件12A和12B的电解液的量，并关于是否生成电压差进行判定。具体而言，将电池单元部件的电解液填充量(％)例如为90％或以上时每个电池单元部件中的压力作为预定值(阈值)存储在存储器单元中；并关于所检测的压力是否大于阈值进行判定。控制单元基于判定结果进行控制，如同上述使用流量计的情况。
其他非电学量可以与电池单元部件12A和12B中进行电解液的流动状态的图像处理的图像识别关联。在这种情况下，检测单元30在连接电池单元部件12A和12B的管道中包括透明窗口以及例如被配置为通过透明窗口捕获电解液的图像的相机。如图1所示，当循环机构20A的配置是电解液从电池单元部件12A和12B下面供应并且从上面排出时，出于连接电池单元部件12A和12B的管道的出口管道27和28的一部分可以有透明窗口。当用电解液填充电池单元部件12A和12B时，电解液流动通过出口管道27和28。因此，通过检测流动通过出口管道27和28的电解液的出现，可以判定电池单元部件12A和12B中电解液的量。在向电池单元部件12A和12B供应电解液时，当电池单元部件12A和12B没有用电解液填充并且是空时，这种基于图像识别的电解液的量的判定特别有效。这是因为，在向空的电池单元部件12A和12B供应电解液并且在出口管道27和28中检测到电解液的出现时，判定电池单元部件12A和12B被电解液完全填满。此外，可以采用电解液的充电状态色彩的图像识别。根据充电状态的不同，一些电解液具有不同的色彩。因此，当电池单元部件的色彩之间的差异等于或小于预定值(阈值)时，可以判定电池单元部件的开路电压之间的电压差是适当的。在向电池单元部件12A和12B供应电解液时，这是有效的，不管电池单元部件12A和12B中有没有电解液，也不管电解液的充电状态如何。当发现特定电解液流动通过出口管道27和28时，这表明电池单元部件12A和12B被电解液完全填满，或者电池单元部件12A和12B中的电解液被完全更换，这间接告知了电池单元部件12A和12B之间的电压差。因此，当通过用于电池单元部件12A和12B两者的图像识别检测到特定电解液时，判定电池单元部件12A和12B之间的电压差等于或小于预定值，并控制切换单元14以切换为导通状态。除了通过图像识别检测的色彩之外，可以使用通过透明窗口的光线的透光率来判定有没有电解液或电解液的色彩。例如，从出口管道的透明窗口区域的其中一个径向相对侧到透明窗口应用检测光束(例如激光)，并通过光电检测器在其他侧检测从出口管道传输的光线；可以利用所检测的强度来检测有没有电解液或电解液的色彩。
当判定单元40判定电压差大于预定值时，截止控制单元52使切换单元14进入非导通状态(off)，使得闭合环路处于非导通状态。此外，截止控制单元52是在RF电池的操作被终止并变换为待机状态时也使用的控制单元。截止控制单元52包括第一截止控制单元52α和第二截止控制单元52β的至少其中一个，它们采用使切换单元14进入非导通状态的不同的触发器。
第一截止控制单元
其中选择泵23和24作为提供非导通状态的触发器的第一截止控制单元52α在泵23和24停止时将切换单元14切换为非导通状态。
第二截止控制单元
其中选择交流/直流转换器300作为提供非导通状态的触发器的第二截止控制单元52β在交流/直流转换器300停止时将切换单元14切换为非导通状态。
[用于操作RF电池系统的方法]
根据实施例1的包括上述控制单元50的RF电池系统1被配置为在启动并联连接的RF电池的操作之前向电池单元部件供应电解液期间控制由并联连接的分支电路10A和10B形成的电连接的闭合环路的导通状态。
在RF电池的初始状态下，在向电池单元部件12A和12B供应电解液时，控制单元50首先将切换单元14切换为非导通状态(off)，使得闭合环路处于非导通状态。在这种状态下，通过共同使用的循环机构20A将正电极电解液和负电极电解液供应给电池单元部件12A和12B。此时，通过检测单元30检测与电池单元部件12A和12B的开路电压关联的物理量。该检测单元30是根据物理量的类型来选择的。通过检测单元30检测的数据(信号)经由电线或通过无线电被判定单元40接收。判定单元40基于所接收的数据判定电池单元部件12A和12B的开路电压之间的电压差是否大于预定值。作为判定结果，当电压差大于预定值时，控制单元50将切换单元14停留在非导通状态，使得闭合环路处于非导通状态。只要闭合环路处于非导通状态，即使在电池单元部件12A和12B之间出现这种电压差，也没有电流流动。当判定单元40提供电压差等于或小于预定值的结果时，控制单元50将切换单元14切换为导通状态(on)，使得闭合环路处于导通状态。
随后，在使RF电池进入待机状态时，泵23和24停止。控制单元50接收用于泵23和24的停止信号，并且这些停止信号触发切换单元14向非导通状态(off)的切换，使得闭合环路处于非导通状态。将切换单元14切换为非导通状态的这种控制可以采用用于交流/直流转换器300的停止信号作为触发器，代替用于泵23和24的停止信号。
当处于待机的RF电池重新工作时，如上所述，当通过检测单元30检测到与电池单元部件12A和12B的开路电压关联的物理量时，向电池单元部件12A和12B供应电解液。基于所接收的数据，控制单元50判定电池单元部件12A和12B的开路电压之间的电压差是否大于预定值。作为判定结果，当电压差大于预定值时，控制单元50将切换单元14停留在非导通状态，使得闭合环路处于非导通状态。当电压差等于或小于预定值时，控制单元50将切换单元14切换为导通状态(on)，使得闭合环路处于导通状态。
<实施例2>
如图2所示，可通过不同的循环机构20A和20B进行电解液向电池单元部件12A和12B的供应。除了电池单元部件12A和12B每个都具有独立的循环机构之外，实施例2与实施例1相同。两个独立的循环机构20A和20B具有与实施例1相同的配置。即使在使用具有相同配置的两个循环机构20A和20B的情况下，例如当循环机构20A的泵23和24与电池单元部件12A之间的距离不同于循环机构20B的泵23和24与电池单元部件12B之间的距离时，也会导致在电池单元部件12A中的电解液的量与电池单元部件12B中的电解液的量之间的不一致。此外，泵23和24的性能(例如由于劣化所致的退化的性能)会导致电池单元部件12A和12B的不同的电解液填充状态。因此，电解液填充量中的差异导致电池单元部件12A和12B的开路电压之间的电压差。为此，如同实施例1，通过检测单元30检测与电池单元部件12A和12B的开路电压关联的物理量；判定单元40基于这些物理量判定电池单元部件12A和12B之间的电压差；且控制单元50响应于判定结果切换闭合环路的导通状态。
<实施例3>
如图3所示，可将电池单元部件并联连接，使得在每个分支电路10A和10B中，多个电池单元部件电串联连接。除了每个都包括两个串联连接的电池单元部件的两个分支电路为并联连接之外，实施例3与实施例1相同。在实施例3中，分支电路10A包括两个电串联连接的电池单元部件12A1和12A2，分支电路10B包括两个电串联连接的电池单元部件12B1和12B2。这两个分支电路10A和10B并联地电连接。切换单元14设置在每个分支电路10A和10B的两个端部。通过共同使用的单个循环机构20A将电解液供应给多个电池单元部件12A1、12A2、12B1和12B2。
如同实施例1，在实施例3中，通过检测单元30检测与电池单元部件12A1、12A2、12B1和12B2的开路电压关联的物理量；判定单元40根据电池单元部件12A1、12A2、12B1和12B2的开路电压之间的电压差，基于这些物理量进行判定；控制单元50响应于判定结果切换闭合环路的导通状态。供应给电池单元部件的电解液的量将会随着与泵的距离的增加而减少。因此，即使在分支电路10A和10B中串联连接的两个电池单元部件12A1和12A2(12B1和12B2)之间，电解液的量也会变为不一致。为此，优选通过检测单元30对于所有的电池单元部件12A1、12A2、12B1和12B2检测电池单元部件的开路电压。例如，当监测器单元用作检测单元30时，优选将监测器单元设置用于电池单元部件12A1、12A2、12B1和12B2，以检测电池单元部件12A1、12A2、12B1和12B2的开路电压。
<实施例4>
如图4所示，可将电池单元部件并联连接，使得在每个分支电路10A和10B中，多个电池单元部件电串联连接，并通过这些电池单元部件共同使用的循环机构将电解液供应给从分支电路10A选择的电池单元部件以及从分支电路10B选择的电池单元部件。换言之，将循环机构设置为对应于每个分支电路10A和10B中串联连接的电池单元部件的数目。除了每个分支电路10A和10B中串联连接的电池单元部件的数目以及将循环机构设置为对应于这数目目之外，实施例4与实施例3相同。在实施例4中，分支电路10A包括电串联连接的多个电池单元部件12A1、12A2…、和12An，分支电路10B包括电串联连接的多个电池单元部件12B1、12B2…、和12Bn。这两个分支电路10A和10B并联地电连接。切换单元14设置在每个分支电路10A和10B的两个端部。电解液通过循环机构20A供应给分支电路10A的电池单元部件12A1以及分支电路10B的电池单元部件12B1；类似地，电解液通过循环机构20n供应给分支电路10A的电池单元部件12An以及分支电路10B的电池单元部件12Bn。如同实施例3，在实施例4中，检测单元30检测与电池单元部件12A1、12A2…、和12An，12B1、12B2…、和12Bn的开路电压关联的物理量；判定单元40根据电池单元部件的开路电压之间的电压差，基于这些物理量进行判定；控制单元50响应于判定结果切换闭合环路的导通状态。
<实施例5>
如图5所示，并联连接的并联单元的群组的配置可以是多个并联单元群组13A和13B电串联连接。并联单元群组13A包括在分支电路10A和10B中电并联连接的电池单元部件12A1和12B1。类似地，并联单元群组13B包括在分支电路10A和10B中电并联连接的电池单元部件12A2和12B2。每个电池单元部件12A1、12B1、12A2和12B2的配置与实施例1中相同。在每个并联单元群组13A和13B中，切换单元14设置在每个分支电路10A和10B的两个端部。在实施例5中，在每个并联单元群组13A和13B中形成闭合环路。因此，切换单元14需要被设置为能够在每个并联单元群组13A和13B中实现闭合环路的导通状态的切换。设置独立的循环机构用于每个并联单元群组13A和13B。通过循环机构20A将电解液供应给并联单元群组13A中的分支电路10A和10B的电池单元部件12A1和12B1；类似地，通过循环机构20B将电解液供应给并联单元群组13B中的分支电路10A和10B的电池单元部件12A2和12B2。
如同实施例1，在实施例5中，检测单元30检测与电池单元部件12A1、12A2、12B1和12B2的开路电压关联的物理量；判定单元40根据电池单元部件12A1、12A2、12B1和12B2的开路电压之间的电压差，基于这些物理量进行判定；控制单元50响应于判定结果切换闭合环路的导通状态。在实施例5中，因为对于每个并联单元群组13A和13B形成闭合环路，所以对于并联单元群组13A的电池单元部件12A1和12B1之间的电压差进行比较，以及对于并联单元群组13B的电池单元部件12A2和12B2之间的电压差进行比较。当并联单元群组13A的电池单元部件12A1和12B1之间的电压差大于预定值时，将切换单元14切换为非导通状态，使得闭合环路处于非导通状态。结果，即使在电池单元部件12A1和12B1之间出现这种电压差，也没有电流流动。类似地，当并联单元群组13B的电池单元部件12A2和12B2之间的电压差大于预定值时，将切换单元14切换为非导通状态，使得闭合环路处于非导通状态。结果，即使在电池单元部件12A2和12B2之间出现这种电压差，也没有电流流动。
工业适用性
根据本发明的氧化还原液流电池系统例如为了采用自然能的发电机的输出变化的平滑、多余电力的储存、以及负载平衡的目的，适合于用作大容量蓄电池。根据本发明用于操作氧化还原液流电池系统的方法可用于包括并联连接的多个电池单元的氧化还原液流电池系统的操作。
参考标记列表
1,2,3,4和5 氧化还原液流电池系统(RF电池系统)
10A和10B 分支电路
12A,12A1,12A2,12An,12B,12B1,12B2和12Bn 电池单元部件
13A和13B 并联单元群组
14 切换单元
20A,20B和20n 循环机构
21 正电极电解液罐
22 负电极电解液罐
23和24 泵
25至28 管道
30 检测单元
40 判定单元
50 控制单元
51 导通控制单元
52 截止控制单元
52α 第一截止控制单元
52β 第二截止控制单元
100 氧化还原液流电池(RF电池)
100C 电池单元
101 隔膜
102 正电极单元
103 负电极单元
104 正电极
105 负电极
106 正电极电解液罐
107 负电极电解液罐
108至111 管道
112和113 泵
200 单元堆
120 单元框架
121 双极板
122 框架
123和124 供液岐管
125和126 排液岐管
127 密封结构
300 交流/直流转换器(AC/DC)

Claims (8)

1.一种氧化还原液流电池系统，包括：
多个分支电路，所述多个分支电路将多个电池单元部件并联地电连接；
切换单元，所述切换单元被配置为对其中所述分支电路被连接在一起的闭合环路的导通状态进行切换；
循环机构，所述循环机构包括罐和泵，所述罐被配置为储存电解液，所述泵被配置为使所述电解液从所述罐循环到所述电池单元部件；
检测单元，所述检测单元被配置为检测与所述电池单元部件的开路电压关联的物理量；
判定单元，所述判定单元被配置为，基于所述检测单元检测的物理量，来对关于所述电池单元部件的所述开路电压之间的电压差是否大于预定值进行判定；以及
控制单元，所述控制单元被配置为，控制所述切换单元的切换操作，使得当所述判定单元判定所述电压差大于所述预定值时，使所述闭合环路进入非导通状态，以及当所述判定单元判定所述电压差等于或小于预定值时，使所述闭合环路进入导通状态。
2.根据权利要求1所述的氧化还原液流电池系统，其中，
在每个分支电路的两个端部中提供所述切换单元。
3.根据权利要求1或2所述的氧化还原液流电池系统，其中，
所述检测单元包括被配置为检测所述开路电压的电压表，以及
所述判定单元被配置为，基于所述开路电压来对关于所述电压差是否被生成进行判定。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的氧化还原液流电池系统，其中，
所述检测单元包括电解液检测单元，所述电解液检测单元被配置为检测与所述电池单元部件中的所述电解液的流动状态关联的非电学量，以及
所述判定单元被配置为，基于所述非电学量来对关于所述电压差是否被生成进行判定。
5.根据权利要求4所述的氧化还原液流电池系统，其中，
所述检测单元包括定时器，所述定时器被配置为检测从所述泵的操作的启动起经过的时间来作为所述非电学量，以及
所述判定单元被配置为，基于所述时间是否达到预定时间来对关于所述电压差是否被生成进行判定。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的氧化还原液流电池系统，其中，
所述控制单元包括第一截止控制单元，所述第一截止控制单元被配置为将所述切换单元切换为使得所述闭合环路在所述泵停止期间处于所述非导通状态。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的氧化还原液流电池系统，其包括被电连接到所述电池单元部件的交流/直流转换器，其中，
所述控制单元包括第二截止控制单元，所述第二截止控制单元被配置为将所述切换单元切换为使得所述闭合环路在所述交流/直流转换器的停止期间处于所述非导通状态。
8.一种用于操作氧化还原液流电池系统的方法，在所述氧化还原液流电池系统中，使电解液循环通过多个电池单元部件，所述多个电池单元部件经由多个分支电路而被并联地电连接，所述方法包括以下各步骤：
检测与所述电池单元部件的开路电压关联的物理量；
基于所述物理量，来对关于所述电池单元部件的所述开路电压之间的电压差是否大于预定值进行判定；以及
基于所述判定的结果，当所述电压差大于所述预定值时，使其中所述分支电路被连接在一起的闭合环路进入非导通状态，以及当所述电压差等于或小于所述预定值时，使所述闭合环路进入导通状态。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109659588A (zh) * 2018-12-10 2019-04-19 合肥沃工电气自动化有限公司 一种钒电池自启动运行控制方法
CN109742434A (zh) * 2019-01-21 2019-05-10 西安交通大学 一种纵向均匀流场液流电池及其工作方法
CN109769399A (zh) * 2017-09-08 2019-05-17 住友电气工业株式会社 氧化还原液流电池单元、氧化还原液流电池单元组和氧化还原液流电池
CN111448694A (zh) * 2017-11-29 2020-07-24 标能有限公司 氧化还原液流电池
CN112470315A (zh) * 2018-07-30 2021-03-09 住友电气工业株式会社 氧化还原液流电池系统

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102357651B1 (ko) * 2017-07-07 2022-02-07 오씨아이 주식회사 레독스 흐름 전지의 모듈 시스템
GB2576182B (en) * 2018-08-08 2022-04-06 Renewable Energy Dynamics Tech Ltd Flow battery
JP7017253B2 (ja) * 2019-07-04 2022-02-08 株式会社岐阜多田精機 レドックスフロー電池
JP2021057944A (ja) * 2019-09-27 2021-04-08 株式会社大原興商 電力供給方法
WO2023034667A1 (en) * 2021-08-31 2023-03-09 Ess Tech, Inc. Systems and methods for circulating electrolyte and electric current in series coupled redox flow battery cells
JP7088587B1 (ja) * 2021-09-30 2022-06-21 Ｌｅシステム株式会社 レドックスフロー電池システム及びレドックスフロー電池システムの運転方法
CN114122536B (zh) * 2021-10-27 2024-02-09 北京和瑞储能科技有限公司 一种电池组性能测试装置
DE102022109193B3 (de) 2022-04-14 2023-07-27 Voith Patent Gmbh Redox-Flow-Batterie-System und Verfahren zum Betrieb
WO2024101018A1 (ja) * 2022-11-07 2024-05-16 住友電気工業株式会社 レドックスフロー電池システム、およびレドックスフロー電池システムの運転方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3540934A (en) * 1967-07-11 1970-11-17 Jan Boeke Multiple cell redox battery
WO2008148148A1 (en) * 2007-06-07 2008-12-11 V-Fuel Pty Ltd Efficient energy storage systems using vanadium redox batteries for electricity trading, fossil fuel reduction and electricity power cost savings for consumers
CN102037601A (zh) * 2007-07-12 2011-04-27 A123系统公司 用于锂离子电池的多功能混合金属橄榄石

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63281362A (ja) 1987-05-12 1988-11-17 Nkk Corp レドックスフロ−型電池
AT410268B8 (de) * 2001-07-02 2003-04-25 Funktionswerkstoffe Forschungs Lade- bzw. entladestation für eine redox-durchflussbatterie
WO2004079849A1 (en) 2003-03-04 2004-09-16 Squirrel Holdings Ltd. Multi voltage tap redox flow battery composed of stacked cell modules of adjustable cell area
JP2004265821A (ja) 2003-03-04 2004-09-24 Sumitomo Electric Ind Ltd レドックスフロー電池の運転方法、電池用電極板及びレドックスフロー電池システム
JP2006040591A (ja) * 2004-07-22 2006-02-09 Kansai Electric Power Co Inc:The レドックスフロー電池
US8808897B2 (en) * 2011-07-19 2014-08-19 Fu Jen Catholic University Electrode structure of vanadium redox flow battery
CN102354761B (zh) 2011-10-10 2013-12-25 中国东方电气集团有限公司 液流电池系统及其停机保护方法和装置
US9893385B1 (en) * 2015-04-23 2018-02-13 Ambri Inc. Battery management systems for energy storage devices

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3540934A (en) * 1967-07-11 1970-11-17 Jan Boeke Multiple cell redox battery
WO2008148148A1 (en) * 2007-06-07 2008-12-11 V-Fuel Pty Ltd Efficient energy storage systems using vanadium redox batteries for electricity trading, fossil fuel reduction and electricity power cost savings for consumers
CN102037601A (zh) * 2007-07-12 2011-04-27 A123系统公司 用于锂离子电池的多功能混合金属橄榄石

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109769399A (zh) * 2017-09-08 2019-05-17 住友电气工业株式会社 氧化还原液流电池单元、氧化还原液流电池单元组和氧化还原液流电池
CN109769399B (zh) * 2017-09-08 2021-12-31 住友电气工业株式会社 氧化还原液流电池单元、氧化还原液流电池单元组和氧化还原液流电池
CN111448694A (zh) * 2017-11-29 2020-07-24 标能有限公司 氧化还原液流电池
CN111448694B (zh) * 2017-11-29 2023-04-21 标能有限公司 氧化还原液流电池
CN112470315A (zh) * 2018-07-30 2021-03-09 住友电气工业株式会社 氧化还原液流电池系统
CN112470315B (zh) * 2018-07-30 2024-01-09 住友电气工业株式会社 氧化还原液流电池系统
CN109659588A (zh) * 2018-12-10 2019-04-19 合肥沃工电气自动化有限公司 一种钒电池自启动运行控制方法
CN109742434A (zh) * 2019-01-21 2019-05-10 西安交通大学 一种纵向均匀流场液流电池及其工作方法
CN109742434B (zh) * 2019-01-21 2020-12-15 西安交通大学 一种纵向均匀流场液流电池及其工作方法

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