JP2005322447A - Operation method of redox flow battery system - Google Patents

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直浩 乾
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浩一 木下
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康充 筒井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an operation method of a redox flow battery system capable of improving battery efficiency by controlling the temperature of an electrolytic solution. <P>SOLUTION: The temperature of the electrolytic solution is controlled by making a computer carry out the following steps: 1 a step of measuring the temperature of the electrolytic solution by a temperature sensor; 2 a step of comparing the measured temperature and a set temperature; and 3 in the case the measured temperature is less than the set temperature, 3a a step of measuring a voltage of a cell by a voltage sensor, 3b a step of obtaining a mixable amount based on the measured voltage so that the set lowest limit voltage can be maintained when mixing the electrolytic solution of both electrodes, 3c a step of obtaining the scheduled mixing amount based on the measured voltage and the measured temperature, 3d a step of obtaining the mixing amount from the mixable amount and the scheduled mixing amount, and 3e a step of elevating the temperature of the electrolytic solution by mixing the electrolytic solutions of the both electrodes based on the mixing amount are carried out. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、セルに正極電解液及び負極電解液を供給して充放電を行うレドックスフロー電池システムの運転方法に関するものである。特に、電解液の温度を制御して、電池効率を高めることができるレドックスフロー電池システムの運転方法に関するものである。   The present invention relates to a method for operating a redox flow battery system in which charge and discharge are performed by supplying a positive electrode electrolyte and a negative electrode electrolyte to a cell. In particular, the present invention relates to an operating method of a redox flow battery system that can increase the battery efficiency by controlling the temperature of the electrolytic solution.

レドックスフロー電池は、従来、負荷平準化や瞬低対策などとして利用されている。図8はレドックスフロー電池の動作原理を示す説明図である。この電池は、イオン交換膜からなる隔膜101で正極セル100Aと負極セル100Bとに分離されたセル100を具える。正極セル100A、負極セル100Bにはそれぞれ、正極電極102、負極電極103を内蔵している。正極セル100Aには、正極電極102に供給されると共に、正極電極102から排出される正極電解液を貯留する正極電解液タンク104Aが電解液の輸送路となる導管106Aを介して接続されている。負極セル100Bには、負極電極103に供給されると共に、負極電極103から排出される負極電解液を貯留する負極電解液タンク104Bが電解液の輸送路となる導管106Bを介して接続されている。各極電解液にはバナジウムイオンなど原子価が変化するイオンの水溶液を用い、ポンプ105A、105Bで循環させ、正極電極102、負極電極103におけるイオンの価数変化反応に伴って充放電を行う。例えば、バナジウムイオンを含む電解液を用いた場合、セル内で充放電時に生じる反応は次の通りである。
正極：V4+→V5+＋e-（充電） V4+←V5+＋e-（放電）
負極：V3+＋e-→V2+（充電） V3+＋e-←V2+（放電） The redox flow battery is conventionally used as a load leveling or a voltage drop countermeasure. FIG. 8 is an explanatory diagram showing the operating principle of the redox flow battery. This battery includes a cell 100 separated into a positive electrode cell 100A and a negative electrode cell 100B by a diaphragm 101 made of an ion exchange membrane. The positive electrode cell 100A and the negative electrode cell 100B each incorporate a positive electrode 102 and a negative electrode 103. Connected to the positive electrode cell 100A is a positive electrode electrolyte tank 104A that stores the positive electrode electrolyte that is supplied to the positive electrode 102 and discharged from the positive electrode 102 via a conduit 106A that serves as a transport path for the electrolyte. . The negative electrode cell 100B is connected to a negative electrode electrolyte tank 104B that stores the negative electrode electrolyte that is supplied to the negative electrode 103 and discharged from the negative electrode 103 via a conduit 106B that serves as an electrolyte transport path. . An aqueous solution of ions such as vanadium ions whose valence changes is used for each electrode electrolyte, and is circulated by pumps 105A and 105B, and charging and discharging are performed in accordance with the valence change reaction of the positive electrode 102 and the negative electrode 103. For example, when an electrolytic solution containing vanadium ions is used, the reaction that occurs during charging and discharging in the cell is as follows.
The positive electrode: V 4+ → V 5+ + e - ( charging) V 4+ ← V 5+ + e - ( discharge)
The negative electrode: V 3+ + e - → V 2+ ( charging) V 3+ + e - ← V 2+ ( discharge)

上記充放電反応は、電解液の温度の影響を受け、同温度が高いほど大きな出力が得られるため、電池容量が向上する。そこで、特許文献1では、運転開始時や外部から新たに電解液を補充する場合などで電解液の温度が低いとき、正極電解液と負極電解液とを混合して、自己放電反応により発熱させて電解液の温度を上昇させている。   The charge / discharge reaction is affected by the temperature of the electrolytic solution, and the higher the temperature, the larger the output that can be obtained, thereby improving the battery capacity. Therefore, in Patent Document 1, when the temperature of the electrolytic solution is low at the start of operation or when the electrolytic solution is newly replenished from the outside, the positive electrode electrolyte and the negative electrode electrolyte are mixed to generate heat by a self-discharge reaction. The temperature of the electrolyte is increased.

特開2001-43884号公報JP 2001-43884 A

上記のように電解液は、温度が高いほど電池容量を大きくできるため、自己放電反応による発熱量を多くするには、混合量を多くすることが好ましい。しかし、混合量の増加に伴い、電解液の充電深度が低くなるため、混合量を多くしすぎると、電池として機能するのに必要な容量を維持できなく恐れがある。   As described above, the higher the temperature, the larger the battery capacity of the electrolytic solution. Therefore, it is preferable to increase the amount of mixing in order to increase the amount of heat generated by the self-discharge reaction. However, as the amount of mixing increases, the charging depth of the electrolyte solution decreases, and if the amount of mixing is excessively large, the capacity required to function as a battery may not be maintained.

また、電池モジュールを複数具えるレドックスフロー電池システムでは、モジュール間において電解液の温度にばらつきがあると、モジュールごとに電池容量が異なってしまい、システム全体でみると全体を有効に使用できない。例えば、電解液の温度が高いモジュールM1は、電池容量が大きくなることで、充電時、電解液の温度が低いモジュールM2よりも先に充電を終えてしまい、M2にまだ余裕があるにも拘らず、システム全体でみると充電完了となる。逆に、放電時、モジュールM2は、電解液の温度が低いため電池容量が小さいので、モジュールM1よりも先に放電を終えてしまい、M1にまだ余裕があるにも拘わらずシステム全体でみると放電完了となる。従って、電池モジュールを複数具えるレドックスフロー電池システムでは、上記電池として機能するのに必要な容量を維持すると共に、モジュール間での温度のばらつきを抑制することが望まれているが、特許文献1では、この点について検討されていない。   In addition, in a redox flow battery system including a plurality of battery modules, if the temperature of the electrolyte solution varies between modules, the battery capacity varies from module to module, and the entire system cannot be used effectively. For example, module M1, which has a high electrolyte temperature, has a large battery capacity, so when charging it ends charging earlier than module M2, which has a low electrolyte temperature. First, charging is completed when the entire system is viewed. Conversely, during discharge, module M2 has a low battery capacity due to the low electrolyte temperature, so the discharge ends before module M1, and even though M1 still has room, The discharge is complete. Therefore, in a redox flow battery system including a plurality of battery modules, it is desired to maintain the capacity necessary to function as the battery and to suppress temperature variation between modules. Then, this point is not examined.

従って、本発明の主目的は、充電深度の低下を低減しながら電解液の温度を制御し、電池容量を向上させることができるレドックスフロー電池システムの運転方法を提供することにある。   Accordingly, a main object of the present invention is to provide a method for operating a redox flow battery system capable of controlling the temperature of the electrolyte while reducing the decrease in the charging depth and improving the battery capacity.

また、本発明の他の目的は、電池モジュールを複数具えるレドックスフロー電池システムにおいて、モジュール間の電解液の温度のばらつきを低減することができるレドックスフロー電池システムの運転方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a method for operating a redox flow battery system capable of reducing variations in electrolyte temperature between modules in a redox flow battery system including a plurality of battery modules. .

本発明は、セルの電圧と電解液の温度とに基づいて電解液の混合量を決定することで上記目的を達成する。   The present invention achieves the above object by determining the amount of electrolyte mixed based on the cell voltage and the temperature of the electrolyte.

即ち、本発明は、セルに正極電解液及び負極電解液を供給して充放電を行うレドックスフロー電池システムの運転方法であって、コンピュータに以下のステップを行わせて、電解液の温度を制御することを特徴とする。
1. 温度測定手段にて正極電解液及び負極電解液の少なくとも一方の温度を測定するステップ
2. 前記測定温度と設定温度とを比較し、大小関係を判定するステップ
3. 前記測定温度が設定温度未満の場合、以下のステップを行う。
3a.電圧測定手段にてセルの電圧を測定するステップ
3b.正極電解液と負極電解液とを混合した際に設定下限電圧を維持できるように、前記測定電圧に基づいて正極電解液と負極電解液との混合可能量を求めるステップ
3c.測定電圧及び測定温度に基づいて正極電解液と負極電解液との混合予定量を求めるステップ
3d.前記混合可能量と混合予定量とを比較して、混合予定量が混合可能量以下の場合、混合予定量を混合量とし、混合予定量が混合可能量を超える場合、混合可能量を混合量と判定するステップ
3e.前記混合量に基づき正極電解液と負極電解液とを混合させて電解液を昇温させるステップ That is, the present invention is a method for operating a redox flow battery system in which charging and discharging is performed by supplying a positive electrode electrolyte and a negative electrode electrolyte to a cell, and the computer performs the following steps to control the temperature of the electrolyte. It is characterized by doing.
1. A step of measuring at least one temperature of a positive electrode electrolyte and a negative electrode electrolyte with a temperature measuring means
2. Comparing the measured temperature with the set temperature to determine the magnitude relationship
3. If the measured temperature is less than the set temperature, perform the following steps.
3a. Step of measuring cell voltage with voltage measuring means
3b. A step of obtaining a mixable amount of the positive electrode electrolyte and the negative electrode electrolyte based on the measurement voltage so that the set lower limit voltage can be maintained when the positive electrode electrolyte and the negative electrode electrolyte are mixed.
3c. A step of obtaining a predetermined mixing amount of the positive electrode electrolyte and the negative electrode electrolyte based on the measurement voltage and the measurement temperature.
3d. Comparing the mixable amount with the planned mixing amount, if the planned mixing amount is less than or equal to the mixing possible amount, the mixing expected amount is determined as the mixing amount. Step for determining the mixing amount
3e. Step of heating the electrolyte by mixing the positive electrode electrolyte and the negative electrode electrolyte based on the mixing amount

特許文献1では、温度センサにて電解液の温度を測定し、センサからの信号を制御手段に入力して、正極電解液タンクと負極電解液タンクとを連結する連通管に設けたバルブの開閉を自動的に行う構成を開示している。しかし、具体的な混合量については記載されておらず、混合する量によっては、充電深度を低下させる恐れがある。そこで、本発明は、電池機能を十分に確保できる混合量を決定し、この混合量に基づき電解液の混合を行うことを規定する。   In Patent Document 1, the temperature of the electrolytic solution is measured by a temperature sensor, and a signal provided from the sensor is input to the control means to open and close a valve provided in a communication pipe that connects the positive electrolyte tank and the negative electrolyte tank. The structure which performs this automatically is disclosed. However, the specific mixing amount is not described, and depending on the amount to be mixed, the charging depth may be reduced. Therefore, the present invention determines that a mixing amount that can sufficiently ensure the battery function is determined, and that the electrolytic solution is mixed based on this mixing amount.

以下、本発明をより詳しく説明する。
レドックスフロー電池システムは、レドックスフロー電池用セルと、セルに供給/排出される電解液を貯留するタンクと、セルとタンクとを連結する電解液の輸送路とを具える構成が挙げられる。その他、タンクから電解液をセルに供給し易いようにポンプを具えていてもよい。また、公知のレドックスフロー電池システムを利用してもよい。レドックスフロー電池用セルは、隔膜を介して正極セルと負極セルとを具える。電解液としては、1.起電力が高く、2.エネルギー密度が大きく、3.電解液が単一元素系であるため正極電解液と負極電解液とが混合しても充電によって再生することができるといった多くの利点を有しているバナジウムイオン溶液が好適である。電解液の輸送路としては、電解液が接触しても短絡などの事故が生じないように絶縁材料にて形成されたパイプなどを利用するとよい。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The redox flow battery system includes a configuration including a redox flow battery cell, a tank that stores an electrolyte supplied / discharged to the cell, and an electrolyte solution transport path that connects the cells and the tank. In addition, you may provide the pump so that electrolyte solution may be easily supplied to a cell from a tank. Moreover, you may utilize a well-known redox flow battery system. The redox flow battery cell includes a positive electrode cell and a negative electrode cell through a diaphragm. As the electrolyte, 1. High electromotive force 2. High energy density 3. Since the electrolyte is a single element system, it can be regenerated by charging even if the cathode electrolyte and anode electrolyte are mixed Vanadium ion solutions having many advantages such as being possible are preferred. As a transportation path for the electrolytic solution, a pipe formed of an insulating material may be used so that an accident such as a short circuit does not occur even when the electrolytic solution comes into contact.

そして、本発明では、以下に示す所定の制御プログラムを入力したコンピュータを具えておき、コンピュータの命令に従い、電解液の温度の制御を行う。
1. 温度測定手段にて正極電解液及び負極電解液の少なくとも一方の温度を測定するステップ
2. 前記測定温度と設定温度とを比較し、大小関係を判定するステップ
3. 前記測定温度が設定温度未満の場合、セルの電圧に基づき正極電解液と負極電解液との混合可能量を求めると共に、上記電圧と測定温度に基づいて両極の電解液の混合予定量を求め、混合可能量と混合予定量とから混合量を決定し、両極の電解液を混合させるステップ And in this invention, the computer which input the predetermined | prescribed control program shown below is provided, and the temperature of electrolyte solution is controlled according to the command of a computer.
1. A step of measuring at least one temperature of a positive electrode electrolyte and a negative electrode electrolyte with a temperature measuring means
2. Comparing the measured temperature with the set temperature to determine the magnitude relationship
3. If the measured temperature is lower than the set temperature, obtain the amount of cathode electrolyte and anode electrolyte that can be mixed based on the cell voltage, and determine the expected amount of electrolyte mixture for both electrodes based on the voltage and measured temperature. Step of determining the mixing amount from the mixable amount and the planned mixing amount and mixing the electrolyte solution of both electrodes

上記第一ステップを行うにあたり、電解液が流通或いは貯留される箇所に温度センサなどの温度測定手段を配置しておく。温度測定手段を配置する箇所としては、正極電解液タンクや負極電解液タンク、セルとタンク間を連結する導管などが挙げられ、これらの少なくとも一箇所に温度測定手段を配置するとよい。   In performing the first step, a temperature measuring means such as a temperature sensor is disposed at a location where the electrolytic solution is circulated or stored. Examples of the place where the temperature measuring means is arranged include a positive electrode electrolyte tank, a negative electrode electrolyte tank, a conduit connecting the cells and the tank, and the temperature measuring means may be arranged in at least one of these places.

上記温度測定手段とコンピュータとは、測定結果(電気信号)を伝送する配線にて連結させておく。また、コンピュータは、信号受信部に温度測定手段からの電気信号が入力されるようにしておく。   The temperature measuring means and the computer are connected by wiring for transmitting a measurement result (electric signal). In addition, the computer is configured so that the electric signal from the temperature measuring means is input to the signal receiving unit.

上記第二ステップを行うにあたり、所望の電解液温度を設定しておき、コンピュータの記憶手段に設定温度を予め入力しておく。設定温度としては、充放電反応が促進され反応が活発になり易い温度、具体的には、30〜60℃程度が好ましい。また、コンピュータは、記憶手段から設定温度を呼び出して測定温度と比較し、両温度の大小関係を判定するようにしておく。具体的には、測定温度が設定温度を超える場合、判定手段が混合不要と判定するようにしておく。このとき、制御動作を終了するようにしてもよい。   In performing the second step, a desired electrolyte temperature is set, and the set temperature is previously input to the storage means of the computer. The set temperature is preferably a temperature at which the charge / discharge reaction is accelerated and the reaction becomes active, specifically, about 30 to 60 ° C. Further, the computer calls the set temperature from the storage means, compares it with the measured temperature, and determines the magnitude relationship between the two temperatures. Specifically, when the measured temperature exceeds the set temperature, the determination unit determines that mixing is not necessary. At this time, the control operation may be terminated.

上記第三ステップを行うにあたり、セルの電圧を測定する電圧測定手段をセルに配置しておく。この電圧測定手段とコンピュータとは、測定結果(電気信号)を伝送する配線にて連結させておく。また、コンピュータは、信号受信部に電圧測定手段からの電気信号が入力されるようにしておく。   In performing the third step, voltage measuring means for measuring the cell voltage is arranged in the cell. The voltage measuring means and the computer are connected by wiring for transmitting a measurement result (electric signal). In addition, the computer is configured so that the electric signal from the voltage measuring means is input to the signal receiving unit.

正極電解液と負極電解液とを混合させると、各極の電解液の充電深度が低下するため、セルの電圧が低下する。従って、正極電解液と負極電解液とを混合した際にセルに維持させておきたい電圧(下限電圧)を予め設定しておく。上記下限電圧は、任意に設定するとよく、例えば、所定の電池容量となる電圧としてもよいし、放電末電圧としてもよい。所定の電池容量としては、例えば、瞬低や停電などの非常時に要求される容量が挙げられる。なお、放電末電圧とは、放電を中止するべき電圧(放電終期電圧)である。   When the positive electrode electrolyte and the negative electrode electrolyte are mixed, the charging depth of the electrolyte of each electrode is lowered, so that the cell voltage is lowered. Accordingly, a voltage (lower limit voltage) to be maintained in the cell when the positive electrode electrolyte and the negative electrode electrolyte are mixed is set in advance. The lower limit voltage may be arbitrarily set. For example, the lower limit voltage may be a voltage having a predetermined battery capacity, or may be a discharge end voltage. Examples of the predetermined battery capacity include a capacity required in an emergency such as an instantaneous drop or a power failure. The end-of-discharge voltage is a voltage at which discharge should be stopped (end-of-discharge voltage).

そして、セルの電圧値と、上記下限電圧を満たすことができる混合する液量との関係を予め求めておき、コンピュータの記憶手段にこの関係値データを予め入力しておく。具体的には、電圧ごとに、セルが下限電圧になるまでにどの程度の液量を混合できるかを求め、電圧ごとの混合可能な液量をコンピュータに記憶させておく。セルの電圧が大きいほど電解液の充電深度が高い傾向にあり、混合可能な液量は大きくなる。そして、コンピュータは、電圧測定手段から得られた測定電圧と記憶手段から呼び出した関係値データとを照らし合わせて、混合可能量を求めるようにしておく。   Then, a relationship between the voltage value of the cell and the amount of liquid to be mixed that can satisfy the lower limit voltage is obtained in advance, and this relationship value data is input in advance to the storage means of the computer. Specifically, for each voltage, the amount of liquid that can be mixed before the cell reaches the lower limit voltage is determined, and the amount of liquid that can be mixed for each voltage is stored in the computer. As the cell voltage increases, the charging depth of the electrolytic solution tends to increase, and the amount of liquid that can be mixed increases. Then, the computer compares the measured voltage obtained from the voltage measuring means with the relation value data called from the storage means so as to obtain the mixable amount.

正極電解液と負極電解液とを混合した際の電解液の温度は、セルの電圧(電解液の充電深度)により異なる。従って、電解液の温度と、電解液が設定温度となるのに必要な混合液量との関係をセルの電圧ごとに求めておき、コンピュータの記憶手段にこの関係値データを予め入力しておく。セルの電圧が高いほど(電解液の充電深度が大きいほど)、混合に必要な液量は少なくなる傾向にある。そして、コンピュータは、電圧測定手段から得られた測定電圧に対応する関係値データを記憶手段から呼び出し、温度測定手段から得られた測定温度とこの関係値データとを照らし合わせて、混合予定量を求めるようにしておく。   The temperature of the electrolytic solution when the positive electrode electrolytic solution and the negative electrode electrolytic solution are mixed differs depending on the cell voltage (electrolyte charging depth). Accordingly, the relationship between the temperature of the electrolyte and the amount of the mixture required for the electrolyte to reach the set temperature is obtained for each cell voltage, and this relationship value data is input in advance to the storage means of the computer. . The higher the cell voltage (the greater the electrolyte charging depth), the smaller the amount of liquid required for mixing. Then, the computer calls the relation value data corresponding to the measurement voltage obtained from the voltage measurement means from the storage means, compares the measured temperature obtained from the temperature measurement means with this relation value data, and determines the mixing amount. Keep asking.

更に、コンピュータは、求めた混合可能量と混合予定量とを比較して、混合予定量が混合可能量以下の場合、混合予定量を混合量とし、混合予定量が混合可能量を超える場合、混合可能量を混合量と判定して、混合量を決定するようにしておく。   Furthermore, the computer compares the determined mixable amount with the planned mixing amount, and when the planned mixing amount is equal to or less than the mixing possible amount, the mixing planned amount is set as the mixing amount, and when the planned mixing amount exceeds the mixing possible amount, The mixable amount is determined as the mix amount, and the mix amount is determined.

また、レドックスフロー電池システムは、正極電解液と負極電解液とを混合可能な構成としておく。具体的には、例えば、正極電解液タンクと負極電解液タンクとを連結管により連結したり、タンクとセル間に配置される正極側の導管と負極側の導管とを連結管により連結すると共に、上記連結管に開閉可能な開閉部を設ける構成が挙げられる。この構成は、開閉部を開くことで、正極電解液と負極電解液とが連結管内で混合され、開閉部を閉じることで、両極の電解液の混合を防止する。開閉部としては、電気信号によって開閉動作を制御可能な構成を具えるもの、例えば、電動バルブが挙げられる。この開閉部とコンピュータとは、開閉部との間で電気信号を伝送する配線にて連結させておく。そして、コンピュータは、信号受信部に開閉部からの電気信号が入力される/信号送信部から開閉部に電気信号を出力されるようにしておくと共に、上記混合量に基づき、開閉部の制御を行うようにしておく。   In addition, the redox flow battery system is configured such that the positive electrode electrolyte and the negative electrode electrolyte can be mixed. Specifically, for example, the positive electrode electrolyte tank and the negative electrode electrolyte tank are connected by a connecting pipe, or the positive electrode side conduit and the negative electrode side conduit disposed between the tank and the cell are connected by a connecting pipe. The structure which provides the opening-and-closing part which can be opened and closed to the said connection pipe is mentioned. In this configuration, the positive electrode electrolyte and the negative electrode electrolyte are mixed in the connecting pipe by opening the opening / closing part, and the mixing of the electrolyte solutions of both electrodes is prevented by closing the opening / closing part. As an opening / closing part, what has the structure which can control opening / closing operation | movement with an electric signal, for example, an electrically operated valve is mentioned. The opening / closing unit and the computer are connected to each other by wiring for transmitting an electrical signal between the opening / closing unit. The computer receives an electric signal from the opening / closing unit in the signal receiving unit / outputs an electric signal from the signal transmitting unit to the opening / closing unit, and controls the opening / closing unit based on the mixing amount. Keep doing it.

正極電解液と負極電解液とを混合するにあたり、ポンプを駆動させる場合、ポンプもコンピュータにより運転を制御する構成とすることが好ましい。具体的には、混合量ごとに、ポンプの運転時間、流通速度などのポンプの運転条件を設定しておき、コンピュータの記憶手段に予めこの運転条件を入力しておく。そして、コンピュータは、決定した混合量に対応する運転条件を記憶手段から呼び出し、この条件に基づいてポンプに制御信号を送るようにしておく。   In mixing the positive electrode electrolyte and the negative electrode electrolyte, when the pump is driven, it is preferable that the operation of the pump is also controlled by a computer. Specifically, pump operating conditions such as pump operating time and flow rate are set for each mixing amount, and these operating conditions are input in advance to the storage means of the computer. Then, the computer calls an operation condition corresponding to the determined mixing amount from the storage means, and sends a control signal to the pump based on this condition.

なお、開閉部を開かせて電解液の混合を行い、決定した混合量を混合し終わったら、コンピュータは、制御プログラムを終了するようにしてもよい。また、上記一連の制御プログラムは、所望のタイミングで動作させるようにしてもよいし、タイマ手段などを具えておき、一定の時間ごとに自動的に行うようにしておいてもよい。このような制御プログラムは、レドックスフロー電池用セルと、正極電解液タンクを含む正極電解液の循環路と、負極電解液タンクを含む負極電解液の循環路とを具える電池モジュールを一つ具えるレドックスフロー電池システムについて適用するとよい。   It should be noted that the computer may end the control program when the opening / closing part is opened to mix the electrolyte solution and after the determined mixing amount has been mixed. The series of control programs may be operated at a desired timing, or may be provided with timer means and automatically executed at regular intervals. Such a control program comprises one battery module comprising a redox flow battery cell, a positive electrolyte circulation path including a positive electrolyte tank, and a negative electrolyte circulation path including a negative electrolyte tank. It may be applied to a redox flow battery system.

一方、レドックスフロー電池システムとして、単一の電池モジュールでなく、複数の電池モジュールを直列に具える構成のものがある。この構成では、各電池モジュールの電解液の温度が低いことで電池効率が低下する恐れに加えて、モジュール間における電解液の温度差が大きすぎる、即ちばらつきが大きいと、システム全体として電池効率が低下する恐れがある。そこで、本発明は、電池モジュール間における電解液の温度のばらつきをなくすべく、以下の運転方法を提案する。   On the other hand, there is a redox flow battery system having a configuration in which a plurality of battery modules are provided in series instead of a single battery module. In this configuration, in addition to the risk that the battery efficiency is lowered due to the low temperature of the electrolyte solution of each battery module, if the temperature difference of the electrolyte solution between modules is too large, that is, if the variation is large, the battery efficiency of the entire system is reduced. May fall. Therefore, the present invention proposes the following operation method in order to eliminate the variation in the temperature of the electrolyte between the battery modules.

即ち、本発明は、セルに正極電解液及び負極電解液を供給して充放電を行う複数の電池モジュールを直列に具えるレドックスフロー電池システムの運転方法であって、コンピュータに以下のステップを行わせて、電解液の温度を制御することを特徴とする。
1. 第一モジュールにおいて、第一温度測定手段にて正極電解液及び負極電解液の少なくとも一方の温度を測定するステップ
2. 第二モジュールにおいて、第二温度測定手段にて正極電解液及び負極電解液の少なくとも一方の温度を測定するステップ
3. 第一モジュールにおける測定温度と、第二モジュールにおける測定温度との差を演算するステップ
4. 前記温度差が設定範囲内に含まれるか否かを判定するステップ
5. 前記温度差が設定範囲外の場合、以下のステップを行う。
5a.第一モジュール及び第二モジュールのうち、測定温度が小さいモジュールにおいて電圧測定手段にてセルの電圧を測定するステップ
5b.このモジュールにおいて、正極電解液と負極電解液とを混合した際に設定下限電圧を維持できるように、前記測定電圧に基づいて正極電解液と負極電解液との混合可能量を求めるステップと、
5c.測定電圧及び温度差に基づいて正極電解液と負極電解液との混合予定量を求めるステップ
5d.前記混合可能量と混合予定量とを比較して、混合予定量が混合可能量以下の場合、混合予定量を混合量とし、混合予定量が混合可能量を超える場合、混合可能量を混合量と判定するステップ
5e.前記混合量に基づき正極電解液と負極電解液とを混合させて電解液を昇温させるステップ That is, the present invention is a method for operating a redox flow battery system comprising a plurality of battery modules that charge and discharge by supplying a positive electrode electrolyte and a negative electrode electrolyte to a cell, and performing the following steps on the computer. Thus, the temperature of the electrolyte is controlled.
1. In the first module, a step of measuring a temperature of at least one of a positive electrode electrolyte and a negative electrode electrolyte with a first temperature measuring means
2. In the second module, measuring the temperature of at least one of the positive electrode electrolyte and the negative electrode electrolyte with the second temperature measuring means
3. Step of calculating the difference between the measured temperature in the first module and the measured temperature in the second module
4. Determining whether the temperature difference is within a set range
5. If the temperature difference is outside the set range, perform the following steps.
5a. The step of measuring the voltage of the cell by the voltage measuring means in the module having the lower measurement temperature among the first module and the second module.
5b. In this module, obtaining a mixable amount of the positive electrode electrolyte and the negative electrode electrolyte based on the measurement voltage so that the set lower limit voltage can be maintained when the positive electrode electrolyte and the negative electrode electrolyte are mixed; ,
5c. A step of obtaining a predetermined mixing amount of the positive electrode electrolyte and the negative electrode electrolyte based on the measured voltage and the temperature difference
5d. Comparing the mixable amount with the planned mixing amount, if the planned mixing amount is less than or equal to the mixable amount, the planned mixing amount is the mixing amount. Step for determining the mixing amount
5e. Step of heating the electrolyte by mixing the cathode electrolyte and the anode electrolyte based on the mixing amount

上記運転方法を行うレドックスフロー電池システムの基本的構成は、上述した単一の電池モジュールを具えるシステムと同様にするとよい。そして、上記ステップを具える制御プログラムを入力したコンピュータを具えておき、モジュール間における電解液の温度の制御を行う。   The basic configuration of the redox flow battery system that performs the above operation method may be the same as that of the system including the single battery module described above. And the computer which input the control program which comprises the said step is provided, and the temperature of the electrolyte solution between modules is controlled.

具体的には、第一ステップ、第二ステップを行うにあたり、上記単一の電池モジュールを具えるシステムと同様に、温度センサなどの温度測定手段を配置しておくと共に、コンピュータと温度測定手段とを配線により連結しておき、測定手段からの測定結果(電気信号)がコンピュータに入力されるようにしておく。   Specifically, in performing the first step and the second step, similarly to the system including the single battery module, a temperature measuring unit such as a temperature sensor is arranged, and the computer and the temperature measuring unit are arranged. Are connected by wiring so that the measurement result (electrical signal) from the measuring means is input to the computer.

第三ステップを行うにあたり、コンピュータは、第一モジュールにおける測定温度と、第二モジュールにおける測定温度との差を演算手段により演算するようにしておく。温度差は、（第一モジュールにおける測定温度−第二モジュールにおける測定温度）とする場合、温度差が正の数のとき、第一モジュールの方が電解液の温度が高く、温度差が負の数のとき、第二モジュールの方が電解液温度が高いことになる。(第二モジュールにおける測定温度−第一モジュールにおける測定温度)とする場合、上記と逆になる。   In performing the third step, the computer calculates the difference between the measured temperature in the first module and the measured temperature in the second module by the computing means. When the temperature difference is (measured temperature in the first module-measured temperature in the second module), when the temperature difference is a positive number, the temperature of the electrolyte is higher in the first module and the temperature difference is negative. When it is a number, the electrolyte temperature of the second module is higher. In the case of (measured temperature in the second module−measured temperature in the first module), the above is reversed.

第四ステップを行うにあたり、所望の温度差の範囲を設定しておき、コンピュータの記憶手段に予め設定範囲を入力しておく。設定範囲としては、例えば、モジュール間における電解液の温度差(ばらつき)として許容できる範囲が挙げられる。そして、コンピュータは、記憶手段から設定範囲を呼び出して演算した温度差と比較し、温度差が設定範囲内か否かを判定するようにしておく。具体的には、温度差が設定範囲内の場合、モジュール間のばらつきが小さい或いはないため、判定手段が混合不要と判定するようにしておく。このとき、制御動作を終了するようにしてもよい。   In performing the fourth step, a desired temperature difference range is set, and the set range is input in advance to the storage means of the computer. Examples of the setting range include a range that is allowable as a temperature difference (variation) of the electrolyte solution between modules. Then, the computer compares the temperature difference calculated by calling the setting range from the storage means and determines whether or not the temperature difference is within the setting range. Specifically, when the temperature difference is within the set range, the variation between the modules is small or not, so that the determination unit determines that mixing is not necessary. At this time, the control operation may be terminated.

第五のステップを行うにあたり、第一モジュールのセル及び第二モジュールのセルにセルの電圧を測定する電圧測定手段をそれぞれ配置しておき、コンピュータと各電圧測定手段とを配線にて連結しておく。コンピュータは、配線を介して、各電圧測定手段からの測定結果(電気信号)がそれぞれ入力されるようにしておく。また、上記と同様に、正極電解液と負極電解液とを混合した際にセルに維持させておきたい電圧(下限電圧)を設定し、セルの電圧値と、上記下限電圧を満たせる混合液量との関係を求めて、コンピュータの記憶手段にこの関係値を予め入力しておく。そして、コンピュータは、電圧測定手段から得られた測定電圧と、記憶手段から呼び出した液量データとを照らし合わせて、混合可能量を求めるようにしておく。   In performing the fifth step, voltage measuring means for measuring the cell voltage is arranged in the cell of the first module and the cell of the second module, respectively, and the computer and each voltage measuring means are connected by wiring. deep. The computer is configured so that measurement results (electrical signals) from the respective voltage measuring means are input via the wirings. Similarly to the above, when the positive electrode electrolyte and the negative electrode electrolyte are mixed, the voltage (lower limit voltage) to be maintained in the cell is set, and the voltage value of the cell and the amount of the mixed solution that can satisfy the lower limit voltage are set. The relationship value is input in advance into the storage means of the computer. Then, the computer compares the measured voltage obtained from the voltage measuring means with the liquid amount data called from the storage means so as to obtain the mixable amount.

次に、上記単一の電池モジュールを具えるシステムと同様にして、電解液の温度差と、電解液の温度差が設定範囲内となるのに必要な混合液量との関係をセルの電圧(電解液の充電深度)ごとに求めておき、コンピュータの記憶手段にこの関係値データを予め入力しておく。そして、コンピュータは、電圧測定手段から得られた測定電圧に対応する関係値データを記憶手段から呼び出し、演算した温度差とこの関係値データとを照らし合わせて、混合予定量を求めるようにしておく。更に、上記単一の電池モジュールを具えるシステムと同様にして、コンピュータは、得られた混合可能量と混合予定量とから混合量を決定し、電解液を混合させるようにしておく。   Next, in the same manner as in the system including the single battery module, the relationship between the temperature difference of the electrolyte and the amount of the liquid mixture necessary for the temperature difference of the electrolyte to be within the set range is expressed as the cell voltage. It is calculated for each (electrolyte charging depth), and this relation value data is input in advance to the storage means of the computer. Then, the computer calls the relation value data corresponding to the measurement voltage obtained from the voltage measurement means from the storage means, and compares the calculated temperature difference with this relation value data to obtain the planned mixing amount. . Further, in the same manner as the system including the single battery module, the computer determines the mixing amount from the obtained mixable amount and the expected mixing amount and mixes the electrolyte.

上記電池モジュールを複数具える場合も単一の電池モジュールを具えるシステムと同様に、上記一連の制御プログラムを所望のタイミングで動作させるようにしてもよいし、タイマ手段などを具えておき、一定の時間ごとに自動的に行うようにしておいてもよい。また、各電池モジュールにおいて電解液の温度の制御をそれぞれ行うと共に、モジュール間の電解液の温度の制御を行ってもよい。このとき、モジュール全体の電解液温度を適切な温度とすることができ、電池容量をより向上させることができる。   In the case where a plurality of battery modules are provided, the series of control programs may be operated at a desired timing as in the case of a system including a single battery module. It may be performed automatically every time. Further, the temperature of the electrolyte solution may be controlled in each battery module, and the temperature of the electrolyte solution between the modules may be controlled. At this time, the electrolyte temperature of the entire module can be set to an appropriate temperature, and the battery capacity can be further improved.

上記構成を具える本発明は、充電深度の低下を抑制しながら、電解液の温度を簡単に制御することができ、電池容量の向上を図ることができる。特に、複数の電池モジュールを具える電池システムの場合、モジュール間における電解液の温度のばらつきをも低減して、電池容量の更なる向上を図ることができる。   The present invention having the above-described configuration can easily control the temperature of the electrolytic solution while suppressing a decrease in the charging depth, and can improve the battery capacity. In particular, in the case of a battery system including a plurality of battery modules, it is possible to reduce the variation in the temperature of the electrolyte solution between the modules and further improve the battery capacity.

以下、本発明の実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below.

図1は、電池モジュールを一つ具えるレドックスフロー電池システムの概略構成図である。このレドックスフロー電池システム1は、セルスタック10と、セルスタック10に供給/排出される正極電解液を貯留する正極電解液タンク11と、セルスタック10に供給/排出される負極電解液を貯留する負極電解液タンク12と、セルスタック10と各タンク11、12とを連結する電解液の輸送路となる導管13a、13b、14a、14bとを具える。また、セルスタック10に電解液を容易に供給できるように供給用の導管13a、14aには、それぞれポンプ15a、15bを具える。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a redox flow battery system including one battery module. The redox flow battery system 1 stores a cell stack 10, a positive electrolyte tank 11 that stores a positive electrolyte supplied / discharged to the cell stack 10, and a negative electrolyte supplied / discharged to the cell stack 10. A negative electrode electrolyte tank 12 and conduits 13a, 13b, 14a, and 14b serving as electrolyte transport paths connecting the cell stack 10 and the tanks 11 and 12 are provided. The supply conduits 13a and 14a are provided with pumps 15a and 15b, respectively, so that the electrolyte can be easily supplied to the cell stack 10.

セルスタック10は、レドックスフロー電池用セルを複数積層させた積層体構造である。本例では、二つのセルスタック10を直列に配置している。これらセルスタック10と、正極電解液タンク11及び導管13a、13bで構成される正極電解液循環路と、負極電解液タンク12及び導管14a、14bで構成される負極電解液循環路とから電池モジュールを構成する。   The cell stack 10 has a stacked structure in which a plurality of redox flow battery cells are stacked. In this example, two cell stacks 10 are arranged in series. A battery module comprising the cell stack 10, a positive electrode electrolyte circuit constituted by the positive electrode electrolyte tank 11 and the conduits 13a and 13b, and a negative electrode electrolyte circuit constituted by the negative electrode electrolyte tank 12 and the conduits 14a and 14b. Configure.

レドックスフロー電池用セルの基本的構成は、図8に示すセル100と同様であり、イオン交換膜(隔膜)により正極セルと負極セルとに分離され、正極セルに正極電極、負極セルに負極電極を内蔵し、各電極にそれぞれ正極電解液、負極電解液が供給される。本例では、正極電解液にV5+を含む溶液、負極電解液にV2+を含む溶液を用いた。 The basic structure of the redox flow battery cell is the same as that of the cell 100 shown in FIG. 8, and is separated into a positive electrode cell and a negative electrode cell by an ion exchange membrane (diaphragm), a positive electrode in the positive electrode cell, and a negative electrode in the negative electrode cell. The positive electrode electrolyte and the negative electrode electrolyte are supplied to each electrode. In this example, a solution containing V 5+ was used as the positive electrode electrolyte, and a solution containing V 2+ was used as the negative electrode electrolyte.

そして、本発明では、正極電解液と負極電解液との混合を行えるように、正極電解液の供給用導管13aと、負極電解液の排出用導管14bとを連結する連結管16aを具える。と共に、導管13a、14b、連結管16aには、それぞれ開閉可能な電動バルブv1、v4、v5を具える。本例では、更に、負極電解液の供給用導管14aと、正極電解液の排出用導管13bとを連結する連結管16bを具え、導管13b、14a、連結管16bにそれぞれ開閉可能な電動バルブv2、v3、v6を具える。この構成により、通常運転時は、バルブv1〜v4を開き、バルブv5、v6を閉じることで、セルスタック10に電解液の供給/セルスタック10から電解液の排出を行うことができる。また、電解液の混合時は、バルブv1〜v4を閉じ、バルブv5及びv6の少なくとも一方を開けることで、電解液の混合を行うことができる。このようなバルブv1〜v6は、コンピュータ17に配線(図示せず)にて接続され、コンピュータ17からの電気信号により開閉動作が制御される。なお、図1では、連結管16a、16bを正極側の導管と負極側の導管との間に配置したが、正極電解液タンク11と負極電解液タンク12との間を連結するように配置してもよい。後述する実施例2についても同様である。   In the present invention, a connecting pipe 16a for connecting the positive electrode electrolyte supply conduit 13a and the negative electrode electrolyte discharge conduit 14b is provided so that the positive electrode electrolyte and the negative electrode electrolyte can be mixed. At the same time, the conduits 13a, 14b and the connecting tube 16a are provided with electric valves v1, v4, v5 that can be opened and closed, respectively. In this example, the electric valve v2 further includes a connecting pipe 16b that connects the negative electrode electrolyte supply conduit 14a and the positive electrode electrolyte discharge conduit 13b, and can be opened and closed to the conduits 13b, 14a, and the connecting pipe 16b, respectively. , V3, v6. With this configuration, during normal operation, the valves v1 to v4 are opened and the valves v5 and v6 are closed, whereby the electrolyte can be supplied to the cell stack 10 and the electrolyte can be discharged from the cell stack 10. In addition, when mixing the electrolytic solution, the electrolytic solution can be mixed by closing the valves v1 to v4 and opening at least one of the valves v5 and v6. Such valves v1 to v6 are connected to the computer 17 by wiring (not shown), and an opening / closing operation is controlled by an electric signal from the computer 17. In FIG. 1, the connecting pipes 16a and 16b are arranged between the positive electrode side conduit and the negative electrode side conduit, but are arranged so as to connect the positive electrode electrolyte tank 11 and the negative electrode electrolyte tank 12. May be. The same applies to Example 2 described later.

本例では、電解液の混合を行う際、連結管16a、16bに電解液を供給するべく、ポンプ15a、15bを駆動する。そこで、本例では、ポンプ15a、15bもコンピュータ17に配線を介して接続させており、コンピュータ17からの電気信号により駆動が制御される構成である。   In this example, when mixing the electrolytic solution, the pumps 15a and 15b are driven to supply the electrolytic solution to the connecting pipes 16a and 16b. Therefore, in this example, the pumps 15a and 15b are also connected to the computer 17 via wiring, and the drive is controlled by an electrical signal from the computer 17.

また、本発明では、電解液の温度に基づいて両極の電解液の混合を行う。そこで、温度センサ18を導管14bに配置している。この温度センサ18も、コンピュータ17に配線にて接続され、温度センサ18からの測定結果(電気信号)がコンピュータ17の信号受信部に入力される構成である。なお、図1に示す例において温度センサは、負極側の導管14bに配置しているが、正極側の導管に配置してもよいし、待機中などで導管内の電解液が排出されることがある場合などではタンク11、12に配置してもよい。導管及びタンクの双方に温度センサを配置してもよい。   Moreover, in this invention, mixing of the electrolyte solution of both electrodes is performed based on the temperature of electrolyte solution. Therefore, the temperature sensor 18 is disposed in the conduit 14b. The temperature sensor 18 is also connected to the computer 17 by wiring, and the measurement result (electric signal) from the temperature sensor 18 is input to the signal receiving unit of the computer 17. In the example shown in FIG. 1, the temperature sensor is disposed in the negative-side conduit 14b. However, the temperature sensor may be disposed in the positive-side conduit or the electrolyte in the conduit may be discharged during standby. In some cases, the tanks 11 and 12 may be arranged. Temperature sensors may be placed in both the conduit and the tank.

そして、本発明は、セルの電圧によって、正極電解液と負極電解液とを混合した際の電解液の温度が異なることに着目して、セルの電圧を考慮して、電解液の混合量を決定する。そこで、セルの電圧を測定するべく、電圧計(電圧測定手段)19を配置している。この電圧計19は、コンピュータ17に配線にて接続され、電圧計19からの測定結果(電気信号)がコンピュータ17の信号受信部に入力される構成である。   And this invention pays attention to the temperature of the electrolyte solution when the positive electrode electrolyte solution and the negative electrode electrolyte solution are mixed depending on the voltage of the cell. decide. Therefore, a voltmeter (voltage measuring means) 19 is arranged to measure the cell voltage. The voltmeter 19 is connected to the computer 17 by wiring, and the measurement result (electric signal) from the voltmeter 19 is input to the signal receiving unit of the computer 17.

上記構成を具えるレドックスフロー電池システムにおいて、電解液の温度の制御手順を具体的に説明する。図2は、本発明レドックスフロー電池システムの運転方法の機能ブロック図である。本発明運転方法は、以下の手順で行う。即ち、温度センサにて電解液温度A(℃)を測定して、コンピュータに測定結果を伝送し、予めコンピュータの記憶手段に入力されている設定温度X(℃)と測定温度A(℃)とを比較し、測定温度A(℃)が設定温度X(℃)以下の場合、電解液の混合を行う。測定温度A(℃)が設定温度X(℃)よりも大きい場合、電解液を混合しない。電解液を混合する場合、電圧計にてセルの電圧a(V)を測定して、コンピュータに測定結果を伝送し、コンピュータに予め記憶させておいたセルの電圧と混合できる液量との関係値データから、電圧a(V)における混合可能量nを求める。と共に、コンピュータに予め記憶させておいたセルの電圧ごとの電解液温度と混合する液量との関係値データから、電圧a(V)に対応する関係値データを選択して、測定温度A(℃)における混合予定量mを求める。そして、混合予定量mと混合可能量nから混合量を決定し、混合量に基づき電解液の混合を行う。本例では、連結管を介して電解液の混合を行うべく、ポンプの駆動及びバルブの開閉を行う。そこで、コンピュータに予め記憶させておいた混合量ごとのポンプの運転条件から、ポンプの運転時間を算出すると共に、運転時間に合わせて、バルブの開閉を制御することで、電解液の混合を行う。   In the redox flow battery system having the above configuration, a procedure for controlling the temperature of the electrolyte will be specifically described. FIG. 2 is a functional block diagram of the operation method of the redox flow battery system of the present invention. The operation method of the present invention is performed according to the following procedure. That is, the electrolyte temperature A (° C.) is measured with a temperature sensor, the measurement result is transmitted to the computer, and the set temperature X (° C.) and the measurement temperature A (° C.) that are input to the storage means of the computer in advance. When the measurement temperature A (° C.) is equal to or lower than the set temperature X (° C.), the electrolyte solution is mixed. When the measurement temperature A (° C) is higher than the set temperature X (° C), the electrolyte solution is not mixed. When mixing the electrolyte, measure the cell voltage a (V) with a voltmeter, transmit the measurement result to the computer, and the relationship between the cell voltage stored in advance in the computer and the amount of liquid that can be mixed From the value data, a mixable amount n at the voltage a (V) is obtained. At the same time, from the relationship value data between the electrolyte temperature for each cell voltage stored in advance in the computer and the amount of liquid to be mixed, the relationship value data corresponding to the voltage a (V) is selected, and the measurement temperature A ( Determine the amount of mixing m in ° C). Then, the mixing amount is determined from the mixing amount m and the mixing possible amount n, and the electrolyte solution is mixed based on the mixing amount. In this example, the pump is driven and the valve is opened and closed in order to mix the electrolytic solution through the connecting pipe. Therefore, the operation time of the pump is calculated from the operation conditions of the pump for each mixing amount stored in advance in the computer, and the electrolyte is mixed by controlling the opening and closing of the valve according to the operation time. .

図3は、本発明レドックスフロー電池システムの運転方法の制御手順を示すフローチャートである。本例に示す制御手順は、所望のタイミングで電解液の混合を行う場合である。従って、例えば、運転開始時などの電解液温度の低下が予想される場合、以下の手順により電解液の混合を行うようにコンピュータに制御プログラムを入力しておく。具体的には、まず、温度センサにより電解液の温度を測定し、温度センサが測定した結果(電気信号)がコンピュータの信号受信部に入力されるようにする(ステップS1)。このとき、コンピュータは、入力された電気信号を温度A(℃)に読み替え、記憶手段に一時的に保存しておく。   FIG. 3 is a flowchart showing a control procedure of the operation method of the redox flow battery system of the present invention. The control procedure shown in this example is a case where the electrolyte solution is mixed at a desired timing. Therefore, for example, when a decrease in the electrolyte temperature is expected, for example, at the start of operation, a control program is input to the computer so as to mix the electrolyte according to the following procedure. Specifically, first, the temperature of the electrolytic solution is measured by the temperature sensor, and the result (electric signal) measured by the temperature sensor is input to the signal receiver of the computer (step S1). At this time, the computer reads the input electrical signal as temperature A (° C.) and temporarily stores it in the storage means.

次に、コンピュータは、記憶手段に保存されている設定温度X(℃)を呼び出し(ステップS2)、測定温度A(℃)と設定温度X(℃)とを比較し、大小関係を判定する(ステップS3)。ステップS2を行うにあたり、所望の電解液温度を設定し、コンピュータに入力しておく。設定温度は、本例に示すレドックスフロー電池システムの場合、30〜60℃程度が好ましい。   Next, the computer calls the set temperature X (° C.) stored in the storage means (step S2), compares the measured temperature A (° C.) with the set temperature X (° C.), and determines the magnitude relationship ( Step S3). In performing step S2, a desired electrolyte temperature is set and input to the computer. In the case of the redox flow battery system shown in this example, the set temperature is preferably about 30 to 60 ° C.

測定温度A(℃)が設定温度X(℃)以上の場合、コンピュータの判定手段は、電解液の混合を不要と判定し(ステップS4)、制御を終える。一方、測定温度A(℃)が設定温度X(℃)未満の場合、コンピュータの判定手段は、電解液の混合を必要と判定し、混合動作を開始する。具体的には、まず、コンピュータは、電圧計が測定した結果(電気信号)を信号受信部に入力する(ステップS5)。このとき、コンピュータは、入力された電気信号を電圧a(V)に読み替え、記憶手段に一時的に保存しておく。   If the measurement temperature A (° C.) is equal to or higher than the set temperature X (° C.), the computer determining means determines that mixing of the electrolytic solution is unnecessary (step S4) and ends the control. On the other hand, if the measured temperature A (° C.) is lower than the set temperature X (° C.), the computer determination means determines that mixing of the electrolytic solution is necessary and starts the mixing operation. Specifically, the computer first inputs the result (electric signal) measured by the voltmeter to the signal receiving unit (step S5). At this time, the computer replaces the input electrical signal with the voltage a (V) and temporarily stores it in the storage means.

次に、コンピュータは、記憶手段に保存されている電圧と混合できる液量との関係値データを呼び出し(ステップS6)、測定電圧a(V)に照らし合わせて、混合可能量nを決定する(ステップS7)。ステップS6を行うにあたり、正極電解液と負極電解液とを混合した際に設定下限電圧を維持できるような液量を電圧ごとに求めておき、求めた電圧と混合できる液量との関係値データをコンピュータに入力しておく。設定下限電圧は、任意に設定するとよく、例えば、非常時に要求される電池容量を維持できる電圧としてもよいし、放電末電圧としてもよい。   Next, the computer calls the relational value data between the voltage stored in the storage means and the amount of liquid that can be mixed (step S6), and compares the measured voltage a (V) to determine the mixable amount n ( Step S7). In performing step S6, a liquid amount that can maintain the set lower limit voltage when the positive electrode electrolyte and the negative electrode electrolyte are mixed is obtained for each voltage, and the relationship value data between the obtained voltage and the liquid amount that can be mixed Is input to the computer. The set lower limit voltage may be arbitrarily set. For example, the set lower limit voltage may be a voltage capable of maintaining the battery capacity required in an emergency, or may be a discharge end voltage.

次に、コンピュータは、記憶手段から測定電圧a(V)を呼び出すと共に(ステップS8)、記憶手段に保存されている電圧ごとに作成された電解液温度と混合する液量との関係値データから、電圧a(V)に対応した関係値データを呼び出す(ステップS9)。そして、コンピュータは、測定温度A(℃)を呼び出すと共に(ステップS10)、呼び出した関係値データを測定温度A(℃)に照らし合わせて、混合予定量mを決定する(ステップS11)。セルの電圧により、電解液の充電深度が異なるため、同じ温度の電解液であっても混合する液量が異なる。そこで、ステップS9を行うにあたり、電圧ごとに、電解液の温度と混合する液量との関係値データを求めておき、コンピュータに入力しておく。なお、セルの電圧から電解液の充電深度が予想できるため、本発明では、セルの電圧を利用する。   Next, the computer calls the measurement voltage a (V) from the storage means (step S8), and from the relationship value data between the electrolyte temperature created for each voltage stored in the storage means and the amount of liquid to be mixed Then, the relation value data corresponding to the voltage a (V) is called (step S9). Then, the computer calls the measured temperature A (° C.) (step S10), and compares the called relation value data with the measured temperature A (° C.) to determine the scheduled mixing amount m (step S11). Since the charging depth of the electrolytic solution varies depending on the cell voltage, the amount of liquid to be mixed varies even with the electrolytic solution at the same temperature. Therefore, in performing step S9, relation value data between the temperature of the electrolytic solution and the amount of liquid to be mixed is obtained for each voltage and input to the computer. In addition, since the charging depth of electrolyte solution can be estimated from the voltage of a cell, in this invention, the voltage of a cell is utilized.

次に、コンピュータは、得られた混合可能量nと混合予定量mとを比較し、大小関係を判定し(ステップS12)、実際に電解液を混合させる混合量を決定する。具体的には、混合予定量mが混合可能量n以上の場合、コンピュータの判定手段は、混合量として混合可能量nを選択する(ステップS13)。混合予定量mが混合可能量n未満の場合、コンピュータの判定手段は、混合量として混合予定量mを選択する(ステップS14)。   Next, the computer compares the obtained mixable amount n with the planned mixing amount m, determines the magnitude relationship (step S12), and determines the mixing amount for actually mixing the electrolyte. Specifically, when the planned mixing amount m is greater than or equal to the mixable amount n, the computer determining means selects the mixable amount n as the mixing amount (step S13). When the planned mixing amount m is less than the mixable amount n, the computer determination means selects the planned mixing amount m as the mixing amount (step S14).

次に、コンピュータは、決定した混合量に基づき、混合させるのに必要なポンプの運転時間を算出する(ステップS15)。ステップS15を行うにあたり、混合量ごとにポンプの運転条件を設定しておき、コンピュータに予め入力し、コンピュータは、この運転条件データから適切な運転時間を選択するようにしておく。   Next, the computer calculates a pump operation time required for mixing based on the determined mixing amount (step S15). In performing step S15, the operating condition of the pump is set for each mixing amount and is input in advance to the computer, and the computer selects an appropriate operating time from this operating condition data.

そして、コンピュータは、ポンプの運転時間に基づきバルブの開閉動作を制御する制御信号をバルブに出力する(ステップS16)。この制御信号により、図1に示すバルブv1〜v4が閉じられ、バルブv5、v6が開かれることで、電解液の混合が行われ、バルブv5、v6が閉じられることで混合動作が終了する。このとき、コンピュータは、制御動作を終了する。   Then, the computer outputs a control signal for controlling the opening / closing operation of the valve to the valve based on the operation time of the pump (step S16). By this control signal, the valves v1 to v4 shown in FIG. 1 are closed and the valves v5 and v6 are opened, so that the electrolyte solution is mixed, and the valves v5 and v6 are closed to finish the mixing operation. At this time, the computer ends the control operation.

上記構成を具える本発明は、実際に電解液を混合する液量を規定すると共に、電池として機能するのに十分な容量を維持した状態で電解液の温度の制御を行うため、より効果的な電池容量の増大を図ることができる。   The present invention having the above-described configuration is more effective because it regulates the amount of electrolyte actually mixed and controls the temperature of the electrolyte while maintaining a sufficient capacity to function as a battery. Increase in battery capacity can be achieved.

上記実施例1では、電池モジュールを一つ具えるレドックスフロー電池システムについて説明したが、この例では、電池モジュールを二つ具えるシステムについて説明する。図4は、電池モジュールを複数具えるレドックスフロー電池システムの概略構成図である。図1と同一符号は同一物を示す。このレドックスフロー電池システム2は、基本的構成は図1に示すレドックスフロー電池システム1と同様であり、電池モジュールを二つ直列に具える点が異なるだけである。本例では、図1に示す電池モジュールと同様の構成の電池モジュールA及び電池モジュールBを用いており、各モジュールにはそれぞれ、セルスタック10と、正極電解液タンクを含む正極電解液循環路(モジュールAは図1と同様、モジュールBはタンク21及び導管23a、23bで構成される)と、負極電解液タンクを含む負極電解液循環路(モジュールAは図1と同様、モジュールBはタンク22及び導管24a、24bで構成される)とを具える。また、モジュールBも、モジュールAと同様に正極電解液と負極電解液との混合を行えるように、導管23aと導管24bとを連結管26aで、導管23b、24aを連結管26bで連結し、各管には、それぞれ開閉可能な電動バルブv7〜v12を具える。これらバルブv1〜v12は、コンピュータ27に配線(図示せず)にて接続され、コンピュータ27からの電気信号により開閉動作が制御される。   In the first embodiment, the redox flow battery system including one battery module has been described. In this example, a system including two battery modules will be described. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a redox flow battery system including a plurality of battery modules. The same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same items. The redox flow battery system 2 has the same basic configuration as the redox flow battery system 1 shown in FIG. 1, except that two battery modules are provided in series. In this example, a battery module A and a battery module B having the same configuration as the battery module shown in FIG. 1 are used, and each module includes a cell stack 10 and a positive electrode electrolyte circuit including a positive electrode electrolyte tank ( The module A is the same as in FIG. 1, the module B is composed of the tank 21 and the conduits 23a and 23b), and the negative electrolyte circulation path including the negative electrolyte tank (module A is the same as FIG. 1, module B is the tank 22 And conduits 24a and 24b). Further, the module B also connects the conduit 23a and the conduit 24b with the connecting pipe 26a and the conduits 23b and 24a with the connecting pipe 26b so that the positive electrode electrolyte and the negative electrode electrolyte can be mixed as in the module A. Each pipe includes electric valves v7 to v12 that can be opened and closed. These valves v1 to v12 are connected to the computer 27 by wiring (not shown), and the opening / closing operation is controlled by an electrical signal from the computer 27.

更に、モジュールBも、モジュールAと同様にポンプ25a、25bを駆動させて連結管26a、26bに電解液を供給して混合を行う。従って、ポンプ15a、15b、25a、25bもコンピュータ27に配線を介して接続させており、コンピュータ27からの電気信号により駆動が制御される構成である。その他、モジュールBには、モジュールAと同様に、温度センサ28、電圧計29を配置しており、これら温度センサ18、28、電圧計19、29も、コンピュータ27に配線を介して接続させており、センサや電圧計からの測定結果(電気信号)がコンピュータ27の信号受信部に入力される構成である。   Further, similarly to the module A, the module B also performs mixing by driving the pumps 25a and 25b and supplying the electrolytic solution to the connecting pipes 26a and 26b. Accordingly, the pumps 15a, 15b, 25a, and 25b are also connected to the computer 27 via wiring, and the drive is controlled by an electrical signal from the computer 27. In addition, module B has temperature sensor 28 and voltmeter 29 arranged in the same manner as module A. These temperature sensors 18 and 28 and voltmeters 19 and 29 are also connected to computer 27 via wiring. The measurement result (electrical signal) from the sensor or voltmeter is input to the signal receiving unit of the computer 27.

上記構成を具えるレドックスフロー電池システムにおいて、モジュール間の電解液温度のばらつきを制御する手順を具体的に説明する。図5は、本発明レドックスフロー電池システムの運転方法の機能ブロック図である。本発明運転方法は、以下の手順で行う。即ち、各モジュールにおいてそれぞれ、温度センサにて電解液温度A(℃)、B(℃)を測定して、コンピュータに測定結果を伝送し、モジュール間の電解液の温度差C＝A-Bを演算する。この温度差Cが、予めコンピュータの記憶手段に入力されている設定温度範囲(Y(℃)以上Z(℃)以下)を満たすか否かを判定し、温度差C(℃)が範囲外の場合、モジュールA又はモジュールBにおいて電解液の混合を行う。温度差C(℃)が範囲内の場合、電解液を混合しない。電解液の混合を行う場合、該当するモジュールに以下の手順で電解液の混合を行わせる。まず、電圧計にてセルの電圧a(V)を測定して、コンピュータに測定結果を伝送し、コンピュータに予め記憶させておいたセルの電圧と混合できる液量との関係値データから、電圧a(V)における混合可能量nを求める。と共に、コンピュータに予め記憶させておいたセルの電圧ごとの温度差と混合する液量との関係値データから、電圧a(V)に対応する関係値データを選択して、温度差|C|(℃)における混合予定量mを求める。そして、混合予定量mと混合可能量nから混合量を決定し、混合量に基づき電解液の混合を行う。本例では、連結管を介して電解液の混合を行うべく、ポンプの駆動及びバルブの開閉を行う。そこで、コンピュータに予め記憶させておいた混合量ごとのポンプの運転条件から、ポンプの運転時間を算出すると共に、運転時間に合わせて、バルブの開閉を制御することで、電解液の混合を行う。   In the redox flow battery system having the above-described configuration, a procedure for controlling the dispersion of the electrolyte temperature between modules will be specifically described. FIG. 5 is a functional block diagram of the operating method of the redox flow battery system of the present invention. The operation method of the present invention is performed according to the following procedure. That is, in each module, the electrolyte temperature A (° C.) and B (° C.) are measured by the temperature sensor, the measurement result is transmitted to the computer, and the temperature difference C = AB of the electrolyte between the modules is calculated. . It is determined whether or not this temperature difference C satisfies a preset temperature range (Y (° C) or more and Z (° C) or less) that is input in advance to the storage means of the computer, and the temperature difference C (° C) is out of range. In this case, the electrolyte solution is mixed in the module A or the module B. When the temperature difference C (° C) is within the range, the electrolyte solution is not mixed. When mixing the electrolyte solution, the corresponding module is caused to mix the electrolyte solution in the following procedure. First, the cell voltage a (V) is measured with a voltmeter, the measurement result is transmitted to a computer, and the voltage from the relation value data between the cell voltage stored in advance in the computer and the amount of liquid that can be mixed is obtained. Determine the mixable amount n in a (V). In addition, the relationship value data corresponding to the voltage a (V) is selected from the relationship value data between the temperature difference for each cell voltage and the amount of liquid to be mixed, which is stored in advance in the computer, and the temperature difference | C | Determine the expected mixing amount m at (° C). Then, the mixing amount is determined from the mixing amount m and the mixing possible amount n, and the electrolyte solution is mixed based on the mixing amount. In this example, the pump is driven and the valve is opened and closed in order to mix the electrolyte solution via the connecting pipe. Therefore, the operation time of the pump is calculated from the operation conditions of the pump for each mixing amount stored in advance in the computer, and the electrolyte is mixed by controlling the opening and closing of the valve according to the operation time. .

図6は、電池モジュールを複数具える本発明レドックスフロー電池システムの運転方法の制御手順を示すフローチャートである。本例に示す制御手順は、所望のタイミングで、モジュール間の電解液温度のばらつきを制御する場合である。まず、各温度センサにて電解液の温度を測定し、測定した結果(電気信号)がコンピュータの信号受信部に入力されるようにする(ステップS20)。このとき、コンピュータは、入力された各電気信号をそれぞれ温度A(℃)、B(℃)に読み替え、記憶手段に一時的に保存しておく。   FIG. 6 is a flowchart showing a control procedure of the operation method of the redox flow battery system of the present invention having a plurality of battery modules. The control procedure shown in this example is a case where the dispersion of the electrolyte temperature between modules is controlled at a desired timing. First, the temperature of the electrolytic solution is measured by each temperature sensor, and the measurement result (electrical signal) is input to the signal receiving unit of the computer (step S20). At this time, the computer reads the input electric signals as temperatures A (° C.) and B (° C.), respectively, and temporarily stores them in the storage means.

次に、コンピュータは、演算手段により温度差C＝A-Bを演算する(ステップS21)。このとき、コンピュータは、演算した温度差Cを記憶手段に一時的に保存しておく。なお、本例では、温度差CをA-Bとしているが、もちろんB-Aとしてもよい。   Next, the computer calculates the temperature difference C = A−B by the calculating means (step S21). At this time, the computer temporarily stores the calculated temperature difference C in the storage means. In this example, the temperature difference C is A−B, but may be of course B−A.

次に、コンピュータは、記憶手段に保存されている設定温度Z(℃)、Y(℃)を呼び出し(ステップS22)、温度差C(℃)が設定温度Y(℃)以上Z(℃)以下の範囲に含まれるか否かを判定する(ステップS23)。ステップS23を行うにあたり、所望の温度範囲を設定し、コンピュータに入力しておく。   Next, the computer calls the set temperatures Z (° C.) and Y (° C.) stored in the storage means (step S22), and the temperature difference C (° C.) is not less than the set temperature Y (° C.) and not more than Z (° C.). It is determined whether it is included in the range (step S23). In performing step S23, a desired temperature range is set and input to the computer.

温度差C(℃)が設定範囲(Y(℃)以上Z(℃)以下)に含まれる場合、コンピュータの判定手段は、いずれのモジュールについても電解液の混合を不要と判定し(ステップS24)、制御を終える。一方、温度差C(℃)が設定範囲外の場合、コンピュータの判定手段は、いずれかのモジュールにおいて電解液の混合を必要と判定し、いずれのモジュールかを判定する。具体的には、温度差C(℃)が上限値Z(℃)よりも大きいか否かを判定する(ステップS25)。温度差C(℃)が上限値Z(℃)よりも大きい場合、モジュールAの電解液の温度A(℃)がモジュールBの電解液の温度B(℃)よりも高い、即ち、温度B(℃)の方が低いことがわかる。そこで、コンピュータは、温度差C(℃)が上限値Z(℃)よりも大きい場合、モジュールBについて混合動作を開始する(ステップS26)。一方、温度差C(℃)が上限値Z(℃)よりも大きくない場合、温度差C(℃)が下限値Y(℃)よりも小さい場合となる。このとき、モジュールBの電解液の温度B(℃)がモジュールAの電解液の温度A(℃)よりも高い、即ち、温度A(℃)の方が低いことがわかる。そこで、コンピュータは、温度差C(℃)が上限値Z(℃)よりも大きくない場合、モジュールAについて混合動作を開始する(ステップS27)。   When the temperature difference C (° C.) is included in the set range (Y (° C.) or more and Z (° C.) or less), the computer determination means determines that no electrolyte mixing is required for any module (step S24). End the control. On the other hand, when the temperature difference C (° C.) is out of the set range, the determination means of the computer determines that any module needs to be mixed with the electrolyte, and determines which module. Specifically, it is determined whether or not the temperature difference C (° C.) is larger than the upper limit value Z (° C.) (step S25). When the temperature difference C (° C) is larger than the upper limit value Z (° C), the temperature A (° C) of the electrolyte solution of the module A is higher than the temperature B (° C) of the electrolyte solution of the module B, that is, the temperature B ( (° C) is lower. Therefore, when the temperature difference C (° C.) is larger than the upper limit value Z (° C.), the computer starts the mixing operation for the module B (step S26). On the other hand, when the temperature difference C (° C.) is not larger than the upper limit value Z (° C.), the temperature difference C (° C.) is smaller than the lower limit value Y (° C.). At this time, it can be seen that the temperature B (° C.) of the electrolyte solution of module B is higher than the temperature A (° C.) of the electrolyte solution of module A, that is, the temperature A (° C.) is lower. Therefore, when the temperature difference C (° C.) is not larger than the upper limit value Z (° C.), the computer starts the mixing operation for the module A (step S27).

図7は、混合動作の手順を示すフローチャートである。混合動作を行う場合、まず、コンピュータは、記憶手段から温度差Cを呼び出し(ステップS30)、演算手段によりその絶対値|C|を演算する(ステップS31)。このとき、コンピュータは、演算した温度差の絶対値|C|を記憶手段に一時的に保存しておく。   FIG. 7 is a flowchart showing the procedure of the mixing operation. When performing the mixing operation, the computer first calls the temperature difference C from the storage means (step S30), and calculates the absolute value | C | by the calculation means (step S31). At this time, the computer temporarily stores the calculated absolute value | C | of the temperature difference in the storage means.

次に、混合を行うモジュールについて、電圧計にてセルの電圧を測定し、測定した結果(電気信号)がコンピュータの信号受信部に入力されるようにする(ステップS32)。このとき、コンピュータは、入力された電気信号を電圧a(V)に読み替え、記憶手段に一時的に保存しておく。   Next, for the module to be mixed, the voltage of the cell is measured with a voltmeter, and the measurement result (electrical signal) is input to the signal receiving unit of the computer (step S32). At this time, the computer replaces the input electrical signal with the voltage a (V) and temporarily stores it in the storage means.

次に、コンピュータは、記憶手段に保存されている電圧と混合できる液量との関係値データを呼び出し(ステップS33)、測定電圧a(V)に照らし合わせて、混合可能量nを決定する(ステップS34)。ステップS33を行うにあたり、ステップS6の場合と同様に、下限電圧を設定し、セルの電圧と混合できる液量との関係値データをコンピュータに入力しておく。   Next, the computer calls the relational value data between the voltage stored in the storage means and the liquid amount that can be mixed (step S33), and determines the mixable amount n in light of the measured voltage a (V) ( Step S34). In performing step S33, as in the case of step S6, a lower limit voltage is set, and relationship value data between the cell voltage and the amount of liquid that can be mixed is input to the computer.

次に、コンピュータは、記憶手段から測定電圧a(V)を呼び出すと共に(ステップS35)、記憶手段に保存されている電圧ごとに作成された電解液温度と混合する液量との関係値データから、電圧a(V)に対応した関係値データを呼び出す(ステップS36)。そして、コンピュータは、測定温度(A(℃)又はB(℃))を呼び出すと共に(ステップS37)、呼び出した関係値データを測定温度に照らし合わせて、混合予定量mを決定する(ステップS38)。ステップS37を行うにあたり、ステップS9と同様に、電圧ごとに、電解液の温度と混合する液量との関係値データを求めておき、コンピュータに入力しておく。   Next, the computer calls the measurement voltage a (V) from the storage means (step S35), and from the relationship value data between the electrolyte temperature created for each voltage stored in the storage means and the amount of liquid to be mixed The relation value data corresponding to the voltage a (V) is called (step S36). Then, the computer calls the measurement temperature (A (° C.) or B (° C.)) (step S37), and compares the called relationship value data with the measurement temperature to determine the planned mixing amount m (step S38). . In performing step S37, as in step S9, for each voltage, relation value data between the temperature of the electrolytic solution and the amount of liquid to be mixed is obtained and input to the computer.

以下の手順は、ステップS12からS16と同様に行う。即ち、コンピュータは、得られた混合可能量nと混合予定量mとを比較し(ステップS39)、混合予定量mが混合可能量n以上の場合、混合量として混合可能量nを選択し(ステップS40)、混合予定量mが混合可能量n未満の場合、混合量として混合予定量mを選択する(ステップS41)。そして、コンピュータは、上記混合量に基づきポンプの運転時間を算出し(ステップS42)、ポンプの運転時間に基づきバルブの開閉動作を制御する制御信号をバルブに出力する(ステップS43)。この制御信号により、モジュールAについて電解液の混合を行う場合、図4に示すバルブv1〜v4が閉じられ、バルブv5、v6が開かれることで、電解液の混合が行われ、バルブv5、v6が閉じられることで混合動作が終了する。このとき、コンピュータは、制御動作を終了する。一方、モジュールBについて電解液の混合を行う場合、図4に示すバルブv7〜v10が閉じられ、バルブv11、v12が開かれることで、電解液の混合が行われ、バルブv11、v12が閉じられることで混合動作が終了する。このとき、コンピュータは、制御動作を終了する。   The following procedure is performed in the same manner as steps S12 to S16. That is, the computer compares the obtained mixable amount n with the planned mixing amount m (step S39), and when the planned mixing amount m is equal to or greater than the mixable amount n, selects the mixable amount n as the mixing amount ( In step S40), when the planned mixing amount m is less than the mixable amount n, the planned mixing amount m is selected as the mixing amount (step S41). Then, the computer calculates the operation time of the pump based on the mixing amount (step S42), and outputs a control signal for controlling the opening / closing operation of the valve based on the operation time of the pump (step S43). When mixing the electrolyte solution for module A by this control signal, the valves v1 to v4 shown in FIG. 4 are closed and the valves v5 and v6 are opened, so that the electrolyte solution is mixed and the valves v5 and v6 are mixed. Is closed, the mixing operation ends. At this time, the computer ends the control operation. On the other hand, when mixing the electrolyte solution for module B, the valves v7 to v10 shown in FIG. 4 are closed and the valves v11 and v12 are opened, so that the electrolyte solution is mixed and the valves v11 and v12 are closed. This completes the mixing operation. At this time, the computer ends the control operation.

上記構成を具える本発明は、電池機能に必要な容量を維持した状態でモジュール間の電解液温度のばらつきを抑制することができる。従って、複数の電池モジュールを具えるレドックスフロー電池システムにおいて、より効果的な電池容量の増大を図ることができる。   The present invention having the above-described configuration can suppress variations in electrolyte temperature between modules while maintaining a capacity necessary for the battery function. Therefore, in a redox flow battery system including a plurality of battery modules, it is possible to increase the battery capacity more effectively.

なお、上記モジュール間の電解液温度のばらつきを抑制するための動作に加えて、各モジュールにおいて、実施例1で示した電解液の温度制御動作を合わせて行ってもよい。このとき、システム全体でみると、電解液の温度のばらつきが少なく、適正な電解液温度とすることができるため、電池容量をより向上させることができる。具体的には、まず、各モジュールについて、実施例1で示した電解液の温度制御動作を行って、電解液温度を高めておき、その後、実施例2で示したばらつき制御動作を行うことが挙げられる。   In addition to the operation for suppressing the variation in the electrolyte temperature between the modules, the temperature control operation of the electrolyte shown in the first embodiment may be performed in each module. At this time, since the variation of the temperature of the electrolytic solution is small and an appropriate electrolytic solution temperature can be obtained in the whole system, the battery capacity can be further improved. Specifically, first, for each module, the temperature control operation of the electrolytic solution shown in Example 1 is performed to increase the electrolytic solution temperature, and then the variation control operation shown in Example 2 is performed. Can be mentioned.

本発明は、負荷平準化や瞬低対策などとして利用されているレドックスフロー電池システムの運転に利用することが好適である。   The present invention is preferably used for the operation of a redox flow battery system that is used as a load leveling or a measure for instantaneous voltage drop.

電池モジュールを一つ具えるレドックスフロー電池システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of a redox flow battery system including one battery module. 本発明レドックスフロー電池システムの運転方法の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the operating method of this invention redox flow battery system. 本発明レドックスフロー電池システムの運転方法の制御手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control procedure of the operating method of this invention redox flow battery system. 電池モジュールを複数具えるレドックスフロー電池システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of a redox flow battery system including a plurality of battery modules. 電池モジュールを複数具える本発明レドックスフロー電池システムの運転方法の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the operating method of the redox flow battery system of the present invention comprising a plurality of battery modules. 電池モジュールを複数具える本発明レドックスフロー電池システムの運転方法の制御手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control procedure of the operating method of this invention redox flow battery system which provides multiple battery modules. 混合動作の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of mixing operation. レドックスフロー電池の動作原理の説明図である。It is explanatory drawing of the principle of operation of a redox flow battery.

符号の説明Explanation of symbols

1,2 レドックスフロー電池システム
10 セルスタック 11,21 正極電解液タンク 12,22 負極電解液タンク
13a,13b,14a,14b,23a,23b,24a,24b 導管 15a,15b,25a,25b ポンプ
16a,16b,26a,26b 連結管 17,27 コンピュータ 18,28 温度センサ
19,29 電圧計
100 セル 100A 正極セル 100B 負極セル 101 隔膜 102 正極電極
103 負極電極 104A 正極電解液タンク 104B 負極電解液タンク
105A,105B ポンプ 106A,106B 導管 1,2 Redox flow battery system
10 Cell stack 11,21 Cathode electrolyte tank 12,22 Anode electrolyte tank
13a, 13b, 14a, 14b, 23a, 23b, 24a, 24b Conduit 15a, 15b, 25a, 25b Pump
16a, 16b, 26a, 26b Connecting pipe 17,27 Computer 18,28 Temperature sensor
19,29 Voltmeter
100 cells 100A positive electrode cell 100B negative electrode cell 101 diaphragm 102 positive electrode
103 Negative electrode 104A Positive electrolyte tank 104B Negative electrolyte tank
105A, 105B Pump 106A, 106B Conduit

Claims (3)

セルに正極電解液及び負極電解液を供給して充放電を行うレドックスフロー電池システムの運転方法であって、
コンピュータに以下のステップを行わせて、電解液の温度を制御することを特徴とするレドックスフロー電池システムの運転方法。
1. 温度測定手段にて正極電解液及び負極電解液の少なくとも一方の温度を測定するステップ
2. 前記測定温度と設定温度とを比較し、大小関係を判定するステップ
3. 前記測定温度が設定温度未満の場合、以下のステップを行う。
3a.電圧測定手段にてセルの電圧を測定するステップ
3b.正極電解液と負極電解液とを混合した際に設定下限電圧を維持できるように、前記測定電圧に基づいて正極電解液と負極電解液との混合可能量を求めるステップ
3c.測定電圧及び測定温度に基づいて正極電解液と負極電解液との混合予定量を求めるステップ
3d.前記混合可能量と混合予定量とを比較して、混合予定量が混合可能量以下の場合、混合予定量を混合量とし、混合予定量が混合可能量を超える場合、混合可能量を混合量と判定するステップ
3e.前記混合量に基づき正極電解液と負極電解液とを混合させて電解液を昇温させるステップ A method for operating a redox flow battery system for charging and discharging by supplying a positive electrode electrolyte and a negative electrode electrolyte to a cell,
A method for operating a redox flow battery system, wherein the computer performs the following steps to control the temperature of the electrolyte.
1. A step of measuring at least one temperature of a positive electrode electrolyte and a negative electrode electrolyte with a temperature measuring means
2. Comparing the measured temperature with the set temperature to determine the magnitude relationship
3. If the measured temperature is less than the set temperature, perform the following steps.
3a. Step of measuring cell voltage with voltage measuring means
3b. A step of obtaining a mixable amount of the positive electrode electrolyte and the negative electrode electrolyte based on the measurement voltage so that the set lower limit voltage can be maintained when the positive electrode electrolyte and the negative electrode electrolyte are mixed.
3c. A step of obtaining a predetermined mixing amount of the positive electrode electrolyte and the negative electrode electrolyte based on the measurement voltage and the measurement temperature.
3d. Comparing the mixable amount with the planned mixing amount, if the planned mixing amount is less than or equal to the mixing possible amount, the mixing expected amount is determined as the mixing amount. Step for determining the mixing amount
3e. Step of heating the electrolyte by mixing the positive electrode electrolyte and the negative electrode electrolyte based on the mixing amount セルに正極電解液及び負極電解液を供給して充放電を行う複数の電池モジュールを直列に具えるレドックスフロー電池システムの運転方法であって、
コンピュータに以下のステップを行わせて、電解液の温度を制御することを特徴とするレドックスフロー電池システムの運転方法。
1. 第一モジュールにおいて、第一温度測定手段にて正極電解液及び負極電解液の少なくとも一方の温度を測定するステップ
2. 第二モジュールにおいて、第二温度測定手段にて正極電解液及び負極電解液の少なくとも一方の温度を測定するステップ
3. 第一モジュールにおける測定温度と、第二モジュールにおける測定温度との差を演算するステップ
4. 前記温度差が設定範囲内に含まれるか否かを判定するステップ
5. 前記温度差が設定範囲外の場合、以下のステップを行う。
5a.第一モジュール及び第二モジュールのうち、測定温度が小さいモジュールにおいて電圧測定手段にてセルの電圧を測定するステップ
5b.このモジュールにおいて、正極電解液と負極電解液とを混合した際に設定下限電圧を維持できるように、前記測定電圧に基づいて正極電解液と負極電解液との混合可能量を求めるステップ
5c.測定電圧及び温度差に基づいて正極電解液と負極電解液との混合予定量を求めるステップ
5d.前記混合可能量と混合予定量とを比較して、混合予定量が混合可能量以下の場合、混合予定量を混合量とし、混合予定量が混合可能量を超える場合、混合可能量を混合量と判定するステップ
5e.前記混合量に基づき正極電解液と負極電解液とを混合させて電解液を昇温させるステップ A method of operating a redox flow battery system comprising a plurality of battery modules that perform charging and discharging by supplying a positive electrode electrolyte and a negative electrode electrolyte to a cell,
A method for operating a redox flow battery system, wherein the computer performs the following steps to control the temperature of the electrolyte.
1. In the first module, a step of measuring a temperature of at least one of a positive electrode electrolyte and a negative electrode electrolyte with a first temperature measuring means
2. In the second module, measuring the temperature of at least one of the positive electrode electrolyte and the negative electrode electrolyte with the second temperature measuring means
3. Step of calculating the difference between the measured temperature in the first module and the measured temperature in the second module
4. Determining whether the temperature difference is within a set range
5. If the temperature difference is outside the set range, perform the following steps.
5a. The step of measuring the voltage of the cell by the voltage measuring means in the module having the lower measurement temperature among the first module and the second module.
5b. In this module, a step of obtaining a mixable amount of the positive electrode electrolyte and the negative electrode electrolyte based on the measurement voltage so that the set lower limit voltage can be maintained when the positive electrode electrolyte and the negative electrode electrolyte are mixed.
5c. A step of obtaining a predetermined mixing amount of the positive electrode electrolyte and the negative electrode electrolyte based on the measured voltage and the temperature difference
5d. Comparing the mixable amount with the planned mixing amount, if the planned mixing amount is less than or equal to the mixable amount, the planned mixing amount is the mixing amount. Step for determining the mixing amount
5e. Step of heating the electrolyte by mixing the cathode electrolyte and the anode electrolyte based on the mixing amount 設定下限電圧は、所定の電池容量となる電圧、又は放電末電圧であることを特徴とする請求項1又は2に記載のレドックスフロー電池システムの運転方法。   3. The operating method of the redox flow battery system according to claim 1, wherein the set lower limit voltage is a voltage having a predetermined battery capacity or an end-of-discharge voltage.
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