CN114583206A - 一种低温保护系统、全钒液流电池系统及其低温保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低温保护系统、全钒液流电池系统及其低温保护方法，该保护系统包括：光纤传感器和电阻加热丝，光纤传感器设置在电池中电堆的内部或电堆的外部，用于实时采集所述电堆的温度；电阻加热丝设置在电池中电堆端板外表面或在生产过程中嵌入端板内部，用于当光纤传感器采集的温度低于预设温度阈值时对电堆加热。通过实施本发明，在电池系统的电堆中设置光纤传感器和电阻加热丝，能够实现对电堆温度的实时监控和调节，可以避免在严寒条件下或环境温度较低的情况下，当厂房内供暖出现故障，或电解液储罐上的外接恒温装置发生控温故障，亦或电池系统需停机检修时，电堆内部电解液因温度过低而出现结晶析出的现象，确保电池系统正常运行。
Description
技术领域
本发明涉及全钒液流电池储能应用领域，具体涉及一种低温保护系统、全钒液流电池系统及其低温保护方法。
背景技术
在“碳达峰碳中和”目标驱动下，储能是推动能源绿色转型发展的重要装备基础和关键核心技术，其规模化发展已成为必然趋势。随着能源转型和新能源技术创新持续推进，对电力系统也提出了更高的要求。储能技术在可再生能源并网及微电网、电网调峰提效、区域供能等应用中发挥着关键作用，是保障能源安全，落实节能减排，推动绿色低碳发展的重要路径。
液流电池是一类较独特的电化学储能技术，该电池系统主要由电堆、电解液、电解液储罐、循环泵和管路系统等构成。通常，电解液由循环泵从储罐运送到电堆内部，流经电极发生氧化还原反应，化学能被转换成电能。液流电池的输出功率由电堆的大小和数量决定，而储能能量由电解质溶液的浓度和体积决定。因此，液流电池可实现输出功率和储能能量的独立设计，使其具有丰富的应用场景。在众多液流电池技术中，全钒液流电池技术最为成熟，该电池具备循环寿命长、安全性好、可模块化设计等特性，成为大规模高效储能技术的首选技术之一。
全钒液流电池使用含有不同价态钒离子的硫酸水溶液作为电解液，导致工作温度区间窄，在实际应用过程中，全钒液流电池的最佳工作温度为 10℃～40℃之间。因此，全钒液流电池储能系统需在适宜的温度下才能正常运行。在高温情况下，全钒液流电池储能系统可以通过制冷系统进行散热降温，使其达到正常工作温度。低温情况下，当温度低于最低工作温度时，电解液的粘度会增大，电极反应速率会变慢，导致电极极化现象严重，进而影响到全钒液流电池的能量效率和系统正常运行。当温度低于0℃时，负极电解液中的钒离子易发生结晶从溶液中析出，将严重影响全钒液流电池储能系统的安全运行。
在我国南方地区全钒液流电池储能系统可以建设在室外，但在北方地区，天气较为寒冷，北京以南的华北地区最冷月均温在-8℃左右，而内蒙古和东北地区最冷月均温在-12℃以下，纬度最高的黑龙江冬季最冷月均温在-20℃以下，需将整个电池储能系统建设在含有供暖的厂房内，通过设定厂房温度来间接保障电池系统正常运行温度。尽管这种方式有效，但如果厂房在寒冷季节因供暖出现故障而中断，电池储能系统仍面临无法正常运行或损坏的风险。因此，解决全钒液流电池储能系统在超出工作温度范围的低温环境下能够安全稳定运行的难题是实现全钒液流电池储能技术可不受地域影响在新型电力系统中大规模应用的前提之一。
目前，对于控制全钒液流电池的运行温度来保障全钒液流电池安全稳定运行所使用的技术主要是依靠恒温循环水间接的控制电解液的温度，这种方法更大的作用是对电解液降温，而对于低温环境下，无法有效的解决全钒液流电池系统运行所面临的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种低温保护系统、全钒液流电池系统及其低温保护方法，以解决现有技术中低温环境下，全钒液流电池系统电堆内部的电解液中钒离子结晶析出的技术问题。
本发明实施例提供的技术方案如下：
本发明实施例第一方面提供一种低温保护系统，包括：光纤传感器和电阻加热丝，所述光纤传感器设置在电池中电堆的内部或电堆的外部，用于实时采集所述电堆的温度；所述电阻加热丝设置在电池中电堆端板外表面或在生产过程中嵌入端板内部，用于当所述光纤传感器采集的温度低于预设温度阈值时对所述电堆加热。
可选地，该低温保护系统还包括：温度传感器，所述温度传感器和所述电阻加热丝的设置位置相同，用于反馈所述电阻加热丝加热后相应位置处的温度。
可选地，所述光纤传感器为光纤光栅传感器或分布式光纤传感器，所述低温保护系统还包括：解调仪、数据转换系统以及中央控制系统，所述解调仪用于采集所述光纤传感器的参数，将所述参数传输至所述数据转换系统；所述数据转换系统用于根据所述参数转换得到所述电堆的温度；所述中央控制系统用于根据所述电堆的温度和预设温度阈值的比较结果控制所述电阻加热丝工作。
本发明实施例第二方面提供一种全钒液流电池系统，包括：电池以及本发明实施例第一方面及第一方面任一项所述的低温保护系统。
可选地，该全钒液流电池系统还包括：供电电源、第一开关、第二开关以及功率采集系统，所述供电电源通过第一开关连接在所述电阻加热丝的两端；所述电池的电能输出端通过第二开关连接在所述电阻加热丝的两端；所述功率采集系统用于采集电池功率、电池负载功率以及电阻加热丝功率，将采集结果输入至所述中央控制系统；所述中央控制系统还用于根据电池功率、电池负载功率以及电阻加热丝功率的关系，控制第一开关关断或者第二开关关断。
本发明实施例第三方面提供一种全钒液流电池系统的低温保护方法，所述方法包括：采用光纤传感器实时获取电堆温度；判断电堆温度和预设温度阈值的大小；当所述电堆温度小于预设温度阈值时，控制电阻加热丝对所述电堆加热。
可选地，在采用光纤传感器实时获取电堆温度之前，还包括：根据电堆结构、环境温度、控温需求及温度传播规律，确定电堆内的多个温度监测点；计算所述温度监测点的温度分布；根据所述温度监测点的温度分布，确定光纤传感器的类型、测温精度以及铺设位置；根据电堆内部的控温目标及所述温度监测点的温度分布，确定电阻加热丝的电压、电流、功率、尺寸和形状。
可选地，所述预设温度阈值包括最大温度阈值和最小温度阈值，判断电堆温度和预设温度阈值的大小，包括：根据电堆温度确定电堆温度中的最大值和最小值；判断最大值和最大温度阈值的大小以及最小值和最小温度阈值的大小；当所述电堆温度小于预设温度阈值时，控制电阻加热丝对所述电堆加热，包括：当所述最小值大于所述最小温度阈值时，控制电阻加热丝不工作；当所述最小值小于所述最小温度阈值时，控制电阻加热丝对所述电堆加热，直至所述最大值和所述最大温度阈值的差值小于预设值。
可选地，全钒液流电池系统的低温保护方法还包括：获取电池功率、电池负载功率以及电阻加热丝功率；判断电池负载功率和电阻加热丝功率的和与电池功率的大小；当电池负载功率和电阻加热丝功率的和小于等于电池功率时，控制电池为所述电阻加热丝供电；当电池负载功率和电阻加热丝功率的和大于电池功率时，控制供电电源为所述电阻加热丝供电。
本发明实施例第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如本发明实施例第三方面及第三方面任一项所述的全钒液流电池系统的低温保护方法。
本发明技术方案，具有如下优点：
本发明实施例提供的低温保护系统、全钒液流电池系统及其低温保护方法，通过该在电池系统的电堆中设置光纤传感器和电阻加热丝，能够实现对电堆温度的实时监控和调节，可以避免在严寒条件下或环境温度较低的情况下，当厂房内供暖出现故障，或电解液储罐上的外接恒温装置发生控温故障，亦或电池系统需停机检修时，电堆内部电解液因温度过低而出现结晶析出的现象，确保电池系统正常运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中低温保护系统的结构框图；
图2为本发明实施例中电堆的结构示意图；
图3为本发明实施例中全钒液流电池系统的结构框图；
图4为本发明实施例中全钒液流电池系统的低温保护方法的流程图；
图5为本发明另一实施例中全钒液流电池系统的低温保护方法的流程图；
图6是根据本发明实施例提供的计算机可读存储介质的结构示意图；
图7是根据本发明实施例提供的中央控制系统的结构示意图。
具体实施方式
正如在背景技术中所述，现有技术中主要采用恒温循环水控制电解液的温度，无法解决全钒液流电池系统运行所面临的问题。并且，在现有技术中大多是对电解液的温度进行控制的技术方案，没有考虑到环境温度过低时对电堆的控温保护。
当液流电池储能系统工作时，电解液需经由外接循环泵在电堆内部循环，导致电堆内部会有大量的电解液残留，当电池系统置于寒冷的低温环境下，若厂房内供暖出现故障，或电解液储罐上的外接恒温装置发生控温故障，亦或电池系统出现故障需要停机检修时，电堆内部的温度无法被监测和控制，残留在电堆内的电解液同样存在结晶析出的风险，进而刺穿隔膜，毁坏电堆系统，影响电池系统运行，造成不可挽回的损失。因此，面对低温环境，对全钒液流电池系统中电堆的温度进行监测和控制是十分有必要的，进而保证电池系统稳定、高效、长寿命、安全运行。
有鉴于此，本发明实施例提供一种低温保护系统，通过在电堆中设置光纤传感器和电阻加热丝，通过对电堆温度的实时监控，可以在电堆温度较低时进行加热，实现了对电堆温度的实时监控和调节。
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本发明实施例提供一种低温保护系统，如图1所示，系统包括：光纤传感器10和电阻加热丝20，所述光纤传感器10设置在电池中电堆的内部或电堆的外部，用于实时采集所述电堆的温度；所述电阻加热丝20设置在电池中电堆端板外表面或在生产过程中嵌入端板内部，用于当所述光纤传感器10采集的温度低于预设温度阈值时对所述电堆加热。
其中，传统的铂电阻和热电偶等电学传感器由于其具有体积大、易受电磁干扰、布线复杂等特点，由于液流电池电堆内部采用密封结构，电堆端板要求具有较好的平整度及较小的变形量，否则端板变形会影响电堆的性能，所以传统的铂电阻和热电偶等电学传感器不适用于对电堆温度的监测。而光纤传感器具有体积小(直径125m)、质量轻、耐腐蚀、易于与被测物质结合、抗电磁干扰、适用于极端环境的温度、应变检测等特点，本发明实施例采用光纤传感器设置在电池中电堆的内部或电堆的外部进行电堆温度的监测，由于光纤传感器体积小，易于与被测物质结合，并不会对被测物质的固有性能造成影响，由此可以减少对端板变形以及电堆性能等的影响。
本发明实施例提供的低温保护系统，通过该在电堆中设置光纤传感器和电阻加热丝，能够实现对电堆温度的实时监控和调节，可以避免在严寒条件下或环境温度较低的情况下，当厂房内供暖出现故障，或电解液储罐上的外接恒温装置发生控温故障，亦或电池系统需停机检修时，电堆内部电解液因温度过低而出现结晶析出的现象，确保电池系统正常运行。
在一实施方式中，光纤传感器采用光纤光栅传感器或分布式光纤传感器。其中，光纤光栅传感器是一种利用布拉格光栅的反射波长实现温度、应变等参数测量的点式传感器，其优点是测量可靠、稳定，缺点是一根光纤的不同布拉格光栅之间具有一定的物理间距，存在温度的漏测点；分布式光纤传感器是一种利用拉曼、瑞利、布里渊等散射光实现温度、应变等参数测量的连续式传感器。其优点是光纤上全部是连续的测量点，能够实现温度的连续测量，缺点是其实现连续测量时要涉及到大量的数据运算，响应速度慢，而且其空间分辨率比较低。在实际应用中，可以根据应用需求选择合理的光纤传感器。
在一实施方式中，该低温保护系统还包括：温度传感器，所述温度传感器和所述电阻加热丝的设置位置相同，用于反馈所述电阻加热丝加热后相应位置处的温度。具体地，为了使系统的控温更可靠准确，除了设置光纤传感器外，还可以在铺设电阻加热丝的地方同时铺设温度传感器用于提供温度反馈，由于铺设加热电阻丝的位置为光滑的表面，对传感器的体积、布线等没有特殊的要求，因此，为了节约成本，该温度传感器可以采用传统的电学传感器。
在一实施方式中，如图1所示，该低温保护系统还包括：解调仪30、数据转换系统40以及中央控制系统50，所述解调仪30用于采集所述光纤传感器10的参数，将所述参数传输至所述数据转换系统40；所述数据转换系统40用于根据所述参数转换得到所述电堆的温度；所述中央控制系统50 用于根据所述电堆的温度和预设温度阈值的比较结果控制所述电阻加热丝工作。其中，光纤传感器10主要通过波长、强度等参数反映温度的变化，由此，解调仪30可以实时采集显示光纤传感器10的波长和强度等参数，数据转换系统40根据光纤传感器10的类型和种类，将相应的参数转换为温度参数。
本发明实施例还提供一种全钒液流电池系统，该电池系统包括：电池以及上述实施例所述的低温保护系统。此外，该电池系统还包括电堆、电解液、电解液储罐、循环泵和管路系统等。其中，如图2所示，电堆包括用于紧固电堆内部部件的端板1和端板1内测的电堆内部组成部件两大部分，端板1通过由铝合金板或不锈钢板材料制成；内部组成部件包括绝缘板、集流板、双极板、电极框、隔膜以及单电池单元等。
具体地，绝缘板2采用橡胶类绝缘材料制成，用于隔离带电部件；集流板3采用经防腐处理的铜板构成，用于传导电流；双极板4采用石墨板或碳塑导电复合材料制成，用于分隔正、负极电解质溶液、汇集电流和支撑电极；电极框包括嵌有正极电极材料的电极框5和嵌有负极电极材料的电极框7，电极框采用HDPE或UPVC材料，正、负极电极材料一般采用碳毡或石墨毡；有正极电极材料的电极框和嵌有负极电极材料的电极框分别用于固定正极电极和分配电解质溶液以及固定负极电极和分配电解质溶液。隔膜6采用全氟磺酸膜用于分割正、负极电解质溶液，单电池单元8由隔膜和电极框叠合而成。由于电解液主要经管路在端板内侧的电堆内部流动和分布，因此，实时监测端板内侧的电堆内部组件的温度具有实际意义。
本发明实施例提供的全钒液流电池系统，通过该在电池系统的电堆中设置光纤传感器和电阻加热丝，能够实现对电堆温度的实时监控和调节，可以避免在严寒条件下或环境温度较低的情况下，当厂房内供暖出现故障，或电解液储罐上的外接恒温装置发生控温故障，亦或电池系统需停机检修时，电堆内部电解液因温度过低而出现结晶析出的现象，确保电池系统正常运行。
具体地，电池系统的电堆由多节单电池单元叠合而成，端板的内表面需具有较好的平整度和较小的变形量，进而保证端板被紧固后电堆内部部件不会变形、电解液分布均匀，电堆的性能不受影响，由此将电阻加热丝铺设在端板的外表面或在生产过程中嵌入进端板内部中；而不是将电阻加热丝铺设在端板的内表面和端板内侧的电堆内部组成部件中。同时，光纤传感器也可以粘贴在电堆端板的外表面、端板内表面或端板内部的电堆内部组件中进行温度的测量。
在一实施方式中，如图3所示，全钒液流电池系统还包括：供电电源 70、第一开关S1、第二开关S2以及功率采集系统60，所述供电电源70通过第一开关S1连接在所述电阻加热丝20的两端；所述电池的电能输出端通过第二开关S2连接在所述电阻加热丝20的两端；所述功率采集系统60 用于采集电池功率、电池负载功率以及电阻加热丝功率，将采集结果输入至所述中央控制系统60；所述中央控制系统60还用于根据电池功率、电池负载功率以及电阻加热丝功率的关系，控制第一开关S1关断或者第二开关 S2关断。其中，中央控制系统50判断电池负载功率和电阻加热丝功率的和与电池功率的大小；当电池负载功率和电阻加热丝功率的和小于等于电池功率时，控制电池为所述电阻加热丝20供电；当电池负载功率和电阻加热丝功率的和大于电池功率时，控制供电电源70为所述电阻加热丝20供电。
由此，本发明实施例提供的全钒液流电池系统，对于电阻加热丝的控制电源分别选取供电电源和电池本身，并通过对功率的比较选取合适的电源供电。由此，在保证电阻加热丝正常工作的基础上，实现了对全钒液流电池电能的充分利用，节约了能源。
本发明实施例还提供一种全钒液流电池系统的低温保护方法，如图4所示，所述方法包括如下步骤：
步骤S101：采用光纤传感器实时获取电堆温度。具体地，光纤传感器设置在电池中电堆的内部或电堆的外部，实时获取电堆温度。其中，光纤传感器通过其波长、强度等参数的变化反映温度的变化。由此，通过解调仪实时采集并显示光纤传感器的波长、强度等参数，然后经过数据转换系统根据光纤传感器的类型转换为相应的温度值。并将该温度值发送至中央控制系统中。
步骤S102：判断电堆温度和预设温度阈值的大小。中央控制系统在获取到电堆温度后，将其和预设温度阈值进行比较，判断其和预设温度阈值的大小。
步骤S103：当所述电堆温度小于预设温度阈值时，控制电阻加热丝对所述电堆加热。具体地，当中央控制系统判断电堆温度小于预设温度阈值时，控制设置在电池中电堆端板外表面或在生产过程中嵌入端板内部的电阻加热丝对电堆加热，从而保证电堆的稳定运行。
本发明实施例提供的全钒液流电池系统的低温保护方法，通过该在电池系统的电堆中设置光纤传感器和电阻加热丝，能够实现对电堆温度的实时监控和调节，可以避免在严寒条件下或环境温度较低的情况下，当厂房内供暖出现故障，或电解液储罐上的外接恒温装置发生控温故障，亦或电池系统需停机检修时，电堆内部电解液因温度过低而出现结晶析出的现象，确保电池系统正常运行。
在一实施方式中，如图5所示，在采用光纤传感器实时获取电堆温度之前，还包括如下步骤：
步骤S201：根据电堆结构、环境温度、控温需求及温度传播规律，确定电堆内的多个温度监测点。具体地，当确定在电堆的内部或电堆的外部设置光纤传感器后，需要确定具体的铺设位置。在实际应用中，为了确保电堆内部的电解液不会因环境温度过低而出现钒离子结晶析出的现象，只需要实时监测电堆表面的温度，由此，该温度监测点为电堆端板的外表面、端板内表面或端板内部的电堆内部组件的表面。
步骤S202：计算所述温度监测点的温度分布。在确定温度监测点后，也不一定需要在所有的温度监测点设置光纤传感器，光纤传感器可以只铺设在温度监测点中温度容易过高或过低的位置。由此，采用Comsol等有限元软件，计算电堆内最有意义的温度监测点的温度分布，从而确定温度容易过高或过低的位置。
步骤S203：根据所述温度监测点的温度分布，确定光纤传感器的类型、测温精度以及铺设位置。当确定温度分布后，可以将光纤传感器铺设在温度监测点中温度容易过高或过低的位置，同时，根据该温度分布，还可以确定所需要的光纤传感器的类型以及相应的测温精度。
步骤S204：根据电堆内部的控温目标及所述温度监测点的温度分布，确定电阻加热丝的电压、电流、功率、尺寸和形状。其中控温目标为预设温度阈值，基于该温度分布以控温目标，可以采用Comsol温度仿真计算结果确定电阻加热丝的电压、电流、功率、尺寸和形状等参数。
在一实施方式中，所述预设温度阈值包括最大温度阈值和最小温度阈值，判断电堆温度和预设温度阈值的大小，包括：根据电堆温度确定电堆温度中的最大值和最小值；判断最大值和最大温度阈值的大小以及最小值和最小温度阈值的大小；当所述电堆温度小于预设温度阈值时，控制电阻加热丝对所述电堆加热，包括：当所述最小值大于所述最小温度阈值时，控制电阻加热丝不工作；当所述最小值小于所述最小温度阈值时，控制电阻加热丝对所述电堆加热，直至所述最大值和所述最大温度阈值的差值小于预设值。该预设值可以根据实际需要确定，例如可以设置为0。
其中，最大温度阈值和最小温度阈值的设定与全钒液流电池的工作温度有关，为了保证全钒液流电池工作在安全温度内，最大温度阈值应小于全钒液流电池的最大运行温度，而最小温度阈值应大于全钒液流电池的最小运行温度。通过该设置，可以确保当环境温度过低或外部控温措施失败时，电堆仍能工作在正常温度范围内，从而为维修争取时间。
在一实施方式中，该低温保护方法还包括：获取电池功率、电池负载功率以及电阻加热丝功率；判断电池负载功率和电阻加热丝功率的和与电池功率的大小；当电池负载功率和电阻加热丝功率的和小于等于电池功率时，控制电池为所述电阻加热丝供电；当电池负载功率和电阻加热丝功率的和大于电池功率时，控制供电电源为所述电阻加热丝供电。具体地，对于电阻加热丝的控制电源分别选取供电电源和电池本身，并通过对功率的比较选取合适的电源供电。由此，在保证电阻加热丝正常工作的基础上，实现了对全钒液流电池电能的充分利用，节约了能源。
本发明实施例还提供一种存储介质，如图6所示，其上存储有计算机程序601，该指令被处理器执行时实现上述实施例中全钒液流电池系统的低温保护方法的步骤。该存储介质上还存储有音视频流数据，特征帧数据、交互请求信令、加密数据以及预设数据大小等。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read－Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid－State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read－Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid－State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
本发明实施例提供的低温保护系统中的中央控制系统，如图7所示，该中央控制系统可以包括处理器51和存储器52，其中处理器51和存储器 52可以通过总线或者其他方式连接，图7中以通过总线连接为例。
处理器51可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器51还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array， FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
存储器52作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的对应的程序指令/模块。处理器51通过运行存储在存储器52中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的全钒液流电池系统的低温保护方法。
存储器52可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作装置、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器 51所创建的数据等。此外，存储器52可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器52可选包括相对于处理器51 远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器51。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述一个或者多个模块存储在所述存储器52中，当被所述处理器51 执行时，执行如图4－5所示实施例中的全钒液流电池系统的低温保护方法。
上述电子设备具体细节可以对应参阅图4至图5所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (10)
1.一种低温保护系统，其特征在于，包括：光纤传感器和电阻加热丝，
所述光纤传感器设置在电池中电堆的内部或电堆的外部，用于实时采集所述电堆的温度；
所述电阻加热丝设置在电池中电堆端板外表面或在生产过程中嵌入端板内部，用于当所述光纤传感器采集的温度低于预设温度阈值时对所述电堆加热。
2.根据权利要求1所述的低温保护系统，其特征在于，还包括：温度传感器，所述温度传感器和所述电阻加热丝的设置位置相同，用于反馈所述电阻加热丝加热后相应位置处的温度。
3.根据权利要求1所述的低温保护系统，其特征在于，所述光纤传感器为光纤光栅传感器或分布式光纤传感器，所述低温保护系统还包括：解调仪、数据转换系统以及中央控制系统，
所述解调仪用于采集所述光纤传感器的参数，将所述参数传输至所述数据转换系统；
所述数据转换系统用于根据所述参数转换得到所述电堆的温度；
所述中央控制系统用于根据所述电堆的温度和预设温度阈值的比较结果控制所述电阻加热丝工作。
4.一种全钒液流电池系统，其特征在于，包括：电池以及权利要求3 所述的低温保护系统。
5.根据权利要求4所述的全钒液流电池系统，其特征在于，还包括：供电电源、第一开关、第二开关以及功率采集系统，
所述供电电源通过第一开关连接在所述电阻加热丝的两端；
所述电池的电能输出端通过第二开关连接在所述电阻加热丝的两端；
所述功率采集系统用于采集电池功率、电池负载功率以及电阻加热丝功率，将采集结果输入至所述中央控制系统；
所述中央控制系统还用于根据电池功率、电池负载功率以及电阻加热丝功率的关系，控制第一开关关断或者第二开关关断。
6.一种全钒液流电池系统的低温保护方法，其特征在于，所述方法包括：
采用光纤传感器实时获取电堆温度；
判断电堆温度和预设温度阈值的大小；
当所述电堆温度小于预设温度阈值时，控制电阻加热丝对所述电堆加热。
7.根据权利要求6所述的全钒液流电池系统的低温保护方法，其特征在于，在采用光纤传感器实时获取电堆温度之前，还包括：
根据电堆结构、环境温度、控温需求及温度传播规律，确定电堆内的多个温度监测点；
计算所述温度监测点的温度分布；
根据所述温度监测点的温度分布，确定光纤传感器的类型、测温精度以及铺设位置；
根据电堆内部的控温目标及所述温度监测点的温度分布，确定电阻加热丝的电压、电流、功率、尺寸和形状。
8.根据权利要求7所述的全钒液流电池系统的低温保护方法，其特征在于，所述预设温度阈值包括最大温度阈值和最小温度阈值，
判断电堆温度和预设温度阈值的大小，包括：
根据电堆温度确定电堆温度中的最大值和最小值；
判断最大值和最大温度阈值的大小以及最小值和最小温度阈值的大小；
当所述电堆温度小于预设温度阈值时，控制电阻加热丝对所述电堆加热，包括：
当所述最小值大于所述最小温度阈值时，控制电阻加热丝不工作；
当所述最小值小于所述最小温度阈值时，控制电阻加热丝对所述电堆加热，直至所述最大值和所述最大温度阈值的差值小于预设值。
9.根据权利要求6所述的全钒液流电池系统的低温保护方法，其特征在于，还包括：
获取电池功率、电池负载功率以及电阻加热丝功率；
判断电池负载功率和电阻加热丝功率的和与电池功率的大小；
当电池负载功率和电阻加热丝功率的和小于等于电池功率时，控制电池为所述电阻加热丝供电；
当电池负载功率和电阻加热丝功率的和大于电池功率时，控制供电电源为所述电阻加热丝供电。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如权利要求6－9任一项所述的全钒液流电池系统的低温保护方法。
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