WO2023198346A2 - Betriebsverfahren für ein redox-flow-batterie-system - Google Patents

Betriebsverfahren für ein redox-flow-batterie-system Download PDF

Info

Publication number
WO2023198346A2
WO2023198346A2 PCT/EP2023/054418 EP2023054418W WO2023198346A2 WO 2023198346 A2 WO2023198346 A2 WO 2023198346A2 EP 2023054418 W EP2023054418 W EP 2023054418W WO 2023198346 A2 WO2023198346 A2 WO 2023198346A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
balancing
battery
battery module
intervention
redox flow
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/054418
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2023198346A3 (de
Inventor
Thomas LÜTH
Christian Hättich
Yifeng Li
Original Assignee
Voith Patent Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent Gmbh filed Critical Voith Patent Gmbh
Publication of WO2023198346A2 publication Critical patent/WO2023198346A2/de
Publication of WO2023198346A3 publication Critical patent/WO2023198346A3/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/18—Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
    • H01M8/184—Regeneration by electrochemical means
    • H01M8/188—Regeneration by electrochemical means by recharging of redox couples containing fluids; Redox flow type batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/04537—Electric variables
    • H01M8/04634—Other electric variables, e.g. resistance or impedance
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04992—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the implementation of mathematical or computational algorithms, e.g. feedback control loops, fuzzy logic, neural networks or artificial intelligence
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/249—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells comprising two or more groupings of fuel cells, e.g. modular assemblies

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a redox flow battery system, wherein the redox flow battery system comprises a plurality of battery modules connected in series, and wherein the method involves the reduction or elimination of during charging and discharging of the battery Imbalances occurring between series-connected battery modules in the system.
  • the object of the present invention is to further optimize the methods known from the prior art.
  • FIG.6 Charge/discharge cycles with multiple balancing steps per half cycle according to the present invention
  • Figure 1 shows a schematic representation of a battery module on the left side.
  • the battery module is designated 1.
  • the battery module includes a cell arrangement, which is designated 2, a tank device, which is designated 3, and a measuring device for detecting a controlled variable.
  • the cell arrangement 2 is an arrangement of a large number of redox flow cells, which can be arranged arbitrarily. For example, it could be a single cell stack, a series connection of several stacks, a parallel connection of several stacks, or a combination of series and parallel connection of several stacks.
  • the tank device 3 is used to store the electrolyte and to supply the cell arrangement 2 with electrolytes.
  • the tank device 3 includes, with a few exceptions, at least two tanks, a pipe system for connecting the tanks to the cell arrangement 2 and pumps for conveying the electrolyte.
  • Figure 1 shows two separate pumps.
  • the electrolyte could just as well be pumped with a double-head pump, ie with two pumps that are driven by a common motor.
  • the tank device 3 is designed so that it can supply all cells of the cell arrangement 2 with electrolytes.
  • the battery module 1 shown in Figure 1 includes two measuring devices for providing a measurement variable which represents a measure of the state of charge of the associated battery module (SoC - State of Charge).
  • the measuring device which is designated 4 is a measuring device for providing the so-called open circuit voltage (Open Circuit Voltage - OCV).
  • the OCV value is a measure of the state of charge of the battery module (SoC).
  • the measuring device which is designated 5, is a measuring device for providing the terminal voltage of the cell arrangement 2 and thus also of the battery module 1.
  • the terminal voltage differs from the no-load voltage by the voltage that drops across the internal resistance of the cell arrangement 3.
  • the terminal voltage represents a measure of the state of charge of the battery module.
  • An alternative to determining the OCV value is so-called Coulomb counting, which is also a measure of the state of charge of the battery module Battery module represents.
  • a measuring device is required to provide the current that flows through the modules connected in series.
  • Such a measuring device for Coulomb counting could therefore also be implemented outside the battery modules 1, so that a battery module 1 optionally includes a measuring device for providing a controlled variable.
  • a battery system according to the invention comprises at least one measuring device for providing a measurement variable which represents a measure of the state of charge for each battery module 1 of the battery system.
  • FIG 2 shows a schematic representation of a battery system.
  • the battery system includes at least two battery modules, one of which is designated 1, a bidirectional power conversion system (PCS), which is designated 6, and a control device, which is designated 7.
  • the battery modules 1 are connected in series and connected to the converter 6.
  • Four battery modules are shown in Figure 2, with the dashed lines in the circuit indicating any number of further modules.
  • the converter 6 takes over the connection of the battery system to the network or to a higher-level electrical system.
  • the series connection of battery modules shown is also referred to as a battery string.
  • the charging or discharging process must be stopped when a module reaches its final state. In this way, without compensating for this effect, the usable storage capacity of such a battery system decreases with each cycle completed (“capacity fading”).
  • the different internal resistance of the modules causes something similar. There are upper and lower limit values for the terminal voltage, which must not be exceeded or fallen below. Even with identical efficiency, a module with a higher internal resistance reaches the respective terminal voltage limit more quickly when charging or discharging than a module with a lower internal resistance. If the first module reaches a limit value, the respective process must be aborted, which also leads to a reduction in the usable capacity of the battery system. Alternatively, the performance of the system could also be reduced.
  • Balancing is intended to reduce or completely eliminate the effects described in order to keep the usable capacity of the battery system permanently at a high level or to eliminate the impairment described.
  • successful balancing enables the use of cells with a comparatively high spread in terms of efficiency and/or internal resistance, which of course is reflected in reduced production costs.
  • the control device 7 is designed to carry out the interventions necessary for balancing, which are described in detail below.
  • the control device 7 can be a separate unit or part of a higher-level control system, which provides further control functions of the battery system in addition to balancing.
  • the method according to the invention is explained below for the case that the battery modules have different efficiency values, ie that the modules have one Battery strings reach the minimum or maximum state of charge (SoC) at different speeds.
  • SoC state of charge
  • the minimum charge level is marked as 0% and the maximum charge level as 100%.
  • the charge/discharge cycles shown are shown in the case where charging and discharging occur at the same constant power.
  • the method according to the invention relates to the cyclic operation of a battery system, the term “cyclic operation” being very broad. This refers to an operation in which discharging phases alternate with charging phases.
  • the two phases mentioned each form a half cycle.
  • a stand-by state is understood to mean the state in which the current through the battery string is zero.
  • a half cycle therefore begins with a reversal of the current direction through the battery string and ends with the subsequent reversal of the current direction.
  • a half cycle does not have to extend over the entire state of charge range (i.e.
  • FIG 3 shows two charge/discharge cycles of two battery modules connected in series with different efficiency values. To make this clear, the difference in efficiency is chosen to be very high. In real battery systems they are Differences in efficiency are much smaller.
  • the SoC curve of the battery module with the higher efficiency is shown in solid lines, and the SoC curve of the battery module with the lower efficiency is shown in dashed lines.
  • the more efficient battery module reaches 100% SoC value when the less efficient battery module is not yet fully charged. Since the same current flows through both battery modules, the current must now be reversed and the charging half cycle must be ended so that discharging begins when the less efficient battery module is not yet fully charged. Due to this unequal discharge starting point and lower efficiency, the less efficient battery module reaches 0% SoC when the more efficient battery module is not yet fully discharged. Since the effects described have a cumulative effect, the SoC curves of the two battery modules diverge further and further as the number of cycles increases and the usable capacity of the battery system continues to decrease.
  • the negative effect described can be avoided by taking balancing measures.
  • the different types of possible balancing interventions are described in more detail below.
  • FIG 4 shows two diagrams, each with a charging cycle of two series-connected battery modules with different efficiencies.
  • a balancing intervention is carried out every half cycle.
  • the balancing interventions are of the “decoupling” type.
  • this type of balancing intervention one or more battery modules are decoupled from the series circuit for a certain time, so that they no longer take part in charging or discharging the other battery modules during this time.
  • the SoC curve for the decoupled modules is horizontal (self-discharge can be neglected).
  • the more efficient battery module is decoupled and during the discharging half cycle, the less efficient battery module is decoupled decoupled.
  • the difference between the two diagrams is the different decoupling time.
  • the battery module in question is only decoupled until the two curves align.
  • the efficient battery module is decoupled until the less efficient battery module reaches the same state of charge that the more efficient battery module currently has.
  • the associated balancing interventions can be classified as “adjustment” type.
  • the battery module in question is decoupled for longer so that the two curves of the battery modules cross each other.
  • the more efficient battery module is decoupled until the less efficient battery module has received a sufficiently high “head start” during charging so that the more efficient battery module catches up with the less efficient battery module just at the 100% SoC value.
  • the associated balancing interventions can be classified as “overcompensation” type.
  • the battery string is designed in such a way that a maximum of one battery module can be decoupled at a time at full charging or discharging power. If lower charging or discharging power is required, several battery modules can be decoupled at the same time. This reduces the time required for balancing.
  • the battery management system controlling the interventions has the SoC values of the battery modules. For balancing interventions of the “overcompensation” type, the battery management system must perform some kind of extrapolation. To do this, the battery management system also requires the slope of the SoC curves of the relevant battery modules.
  • slopes can be determined in a known manner from the SoC measured values for different points in time.
  • the known smoothing filters can be applied to the slope values determined in this way in order to keep the influence of measurement errors as small as possible.
  • So-called moving-average filters or such a filter expanded with second-order exponential smoothing have proven successful.
  • Figure 5 shows another type of balancing intervention.
  • the battery modules in question are not decoupled from the series connection, but rather a consumer is connected in parallel to the battery module in question. This leads to the current flowing through the battery strand branching out in such a way that only a portion of the charging or discharging current flows through a battery module affected by such a balancing intervention. This means that it is charged or discharged less quickly than without this intervention. This means that the SoC curve in question is less steep during the intervention than before or after the intervention.
  • Figure 5 again shows two diagrams, with the left diagram showing interventions of the “adjustment” type and the right diagram showing interventions of the “overcompensation” type.
  • Balancing interventions that come about by connecting a consumer in parallel could also be loosely described as of the “misuse” type, since part of the charging or discharging current is used for another purpose. It is an advantage if the consumers connected in parallel are elements that belong to the battery system and need to be supplied with energy anyway. For example, the pumps of a battery module affected by such an intervention can be supplied with energy by the branched charging or discharging current during the intervention, while they are otherwise powered with the help of another energy source. It should be noted that an “overcompensation” type intervention must be initiated well before the end of the half cycle in question is reached.
  • a balancing intervention is shown in each half cycle. However, if necessary, more than one procedure can be carried out per half cycle.
  • Such interventions are usually triggered by the battery management system when there are deviations between the SoC values of the battery modules that exceed a predefined threshold value. For example, the minimum and maximum values of the measured SoC values can be considered. The variance of these values could just as easily be created and used to trigger balancing interventions. The smaller the threshold value is chosen, the closer the SoC curves of the battery modules are kept together due to the increased balancing interventions.
  • SoC curves can also be generated using interventions of the “decoupling” type.
  • the interventions are triggered by the battery management system with high frequency and with a correspondingly short duration. This means that the flattened course during the procedure shown in Figure 5 is approximated by many small steps.
  • Such a high-frequency sequence of coupling-out and coupling-in steps is viewed as a single balancing intervention and is classified with a type corresponding to the respective SoC curve (i.e. “adjustment” or “overcompensation”).
  • the balancing interventions are only carried out when charging or only when discharging.
  • the inventors have recognized that the balancing methods known from the prior art can be improved by carrying out at least two balancing interventions during a half cycle, with the last balancing intervention carried out in the half cycle being of the “overcompensation” type. This can ensure that at the end of the half cycle the SoC curves of the battery modules coincide.
  • the inventors have also recognized that a balancing intervention of the "overcompensation" type can only be carried out in such a way that it leads to the desired result mentioned if the battery management system controlling the intervention "pre-identifies" the SoC2 value at which the currently running half cycle will end.
  • the inventors have recognized that a reliable prediction of the said SoC2 value can be made by a pre-trained AI (artificial intelligence).
  • Training the Kl can be done in different ways.
  • One possibility is that the training takes place on the same battery system on which the method according to the invention is to be carried out at a later point in time.
  • only balancing interventions of the “Adjust” type can be carried out during the training phase.
  • balancing interventions of the “overcompensation” type are carried out, then the required SoC2 value is predicted in a different way, i.e. not with the help of the Kl.
  • the SoC2 value of the penultimate half cycle can simply be used, or an average value from several past half cycles of the same type (i.e. either discharging or charging).
  • Another possibility for training the Kl is to use historical data from another battery system that is as similar as possible for training. Another option for training is to use artificially generated data. Certain known characteristics of the battery system on which the battery is to be used can be used for artificial generation.
  • the AI can also be further trained while it is being used for the method according to the invention, ie the AI can constantly “learn” during the course of the method according to the invention. Therefore, it is not necessary to train the Kl perfectly in advance, but it is sufficient to carry out the training to such an extent that the prediction quality of the Kl is at least as good as the simple prediction options mentioned above (use of the penultimate half cycle or calculation of an average value from several previous ones half cycles of the same type).
  • the Kl advantageously uses not only correlation variables from the relevant battery system, but also correlation variables which are specified by the environment, such as weather data and weather forecast data from the area over which the electrical network extends, to which the battery system is connected. This is particularly advantageous if the battery system is used to regulate the grid.
  • the inventors have further recognized that it is advantageous if balancing interventions of the “decoupling” type are only carried out when the SoC values of the battery modules are in a range of 20% to 80%, i.e. in an SoC range be carried out in which the charging or discharging current is moderate.
  • the switching processes required for the interventions can thus take place with less wear.
  • FIG 6 shows in two diagrams the SoC curve of two battery modules in which balancing interventions are carried out according to the method according to the invention.
  • interventions of the “decoupling” type are used.
  • the interventions shown can be of the “misuse” type, or can be caused by a high-frequency “decoupling” (see above).
  • the 20%-80% SoC range was marked by two additional horizontal dashed lines. All balancing interventions take place in the SoC area between these lines, i.e. the intervention ends in this area (important for the interventions in the right diagram, in which the SoC value of the affected battery module changes during the intervention).
  • the battery management system that controls the interventions is a computer program that runs in the control device 7. Ie the control device 7 controls the balancing interventions and records the SoC measured values of the individual battery modules 1.
  • control variables can be used as control variables, for example also the measured values of the terminal voltages of the battery modules 1, since the same are related to the SoC Scale values of the same.
  • the Kl used to predict the SoC2 value is part of the computer program.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Verfahren zum Betrieb eines Redox-Flow-Batterie-Systems umfassend wenigstens zwei Batteriemodule (1), und wobei das Redox-Flow-Batterie- System eine Messeinrichtung (4, 5) zur Bereitstellung einer Messgröße umfasst, welche ein Maß für den Ladezustand eines jeden Batteriemoduls (1) darstellt, und wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: - Zyklischer Betrieb des Redox-Flow-Batterie-Systems; - Erfassen von Messwerten mit der Messeinrichtung (4, 5); - Durchführen von wenigstens zwei Balancing-Eingriffen an einem Batteriemodul (1) während eines Halbzyklus; und wobei der letzte im Halbzyklus durchgeführte Balancing-Eingriff vom Typ „Überkompensieren" ist, und ein für diesen Balancing-Eingriff verwendeter SoC2-Wert mit Hilfe einer vorab trainierten KI vorhergesagt wird.

Description

Betriebsverfahren für ein Redox-Flow-Batterie-System
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Redox-Flow-Batterie-Systems, wobei das Redox-Flow-Batterie-System mehrere in Serie geschaltete Batteriemodule umfasst, und wobei das Verfahren die Verringerung bzw. Eliminierung von während des Ladens und Entladens des Batterie-Systems auftretenden Ungleichgewichten zwischen in Serie geschalteten Batteriemodulen betrifft.
Verfahren zur Verringerung bzw. Eliminierung von während des Ladens und Entladens des Batterie-Systems auftretenden Ungleichgewichten zwischen in Serie geschalteten Batteriemodulen sind aus dem Stand der Technik bekannt. So offenbart beispielsweise die DE 102020 108 053 A1 ein solches Verfahren. Maßnahmen zur Verringerung bzw. Eliminierung der genannten Ungleichgewichte werden gewöhnlich als .Balancing' bezeichnet.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren weiter zu optimieren.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren entsprechend dem unabhängigen Anspruch gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
Fig.1 Batteriemodul
Fig.2 Batterie-System
Fig.3 Lade-/Entladezyklen ohne Balancing
Fig.4 Lade-/Entladezyklen mit Balancing durch „Auskoppeln“
Fig.5 Lade-/Entladezyklen mit Balancing durch „Zweckentfremdung“
Fig.6 Lade-/Entladezyklen mit mehreren Balancing-Schritten pro Halbzyklus gemäß der vorliegenden Erfindung Figur 1 zeigt auf der linken Seite in schematischer Darstellung ein Batteriemodul. Das Batteriemodul ist mit 1 bezeichnet. Das Batteriemodul umfasst eine Zellanordnung, welche mit 2 bezeichnet ist, eine Tankeinrichtung, welche mit 3 bezeichnet ist, und eine Messeinrichtung zur Erfassung einer Regelgröße. Bei der Zellanordnung 2 handelt es sich um eine Anordnung von einer Vielzahl von Redox-Flow-Zellen, welche beliebig angeordnet sein können. Beispielsweise könnte es sich um einen einzelnen Zell-Stack, eine Serienschaltung von mehreren Stacks, eine Parallelschaltung von mehreren Stacks, oder um eine Kombination von Serien- und Parallelschaltung von mehreren Stacks handeln. Die Tankeinrichtung 3 dient zum Speichern des Elektrolyten und zur Versorgung der Zellanordnung 2 mit Elektrolyten. Dazu umfasst die Tankeinrichtung 3 bis auf wenige Ausnahmen wenigstens zwei Tanks, ein Rohrsystem zur Verbindung der Tanks mit der Zellanordnung 2 und Pumpen zum Fördern des Elektrolyten. Figur 1 zeigt dabei zwei separate Pumpen. Genauso gut könnte der Elektrolyt mit einer Doppelkopfpumpe gefördert werden, d.h. mit zwei Pumpen, welche über einen gemeinsamen Motor angetrieben werden. Die Tankeinrichtung 3 ist dabei so ausgebildet, dass sie alle Zellen der Zellanordnung 2 mit Elektrolyten versorgen kann.
Das in Figur 1 dargestellt Batteriemodul 1 umfasst zwei Messeinrichtungen zur Bereitstellung einer Messgröße, welche ein Maß für den Ladezustand des zugehörigen Batteriemoduls darstellt (SoC - State of Charge). Dabei handelt es sich bei der Messeinrichtung, welche mit 4 bezeichnet ist, um eine Messeinrichtung zur Bereitstellung der sogenannte Leerlaufspannung (Open Circuit Voltage - OCV). Der OCV-Wert ist ein Maß für den Ladezustand des Batteriemoduls (SoC). Die Messeinrichtung, welche mit 5 bezeichnet ist, ist eine Messeinrichtung zur Bereitstellung der Klemmenspannung der Zellanordnung 2 und damit auch des Batteriemoduls 1 . Beim Laden bzw. Entladen des Batteriemoduls 1 unterscheidet sich die Klemmenspannung von der Leerlaufspannung um die Spannung, die über dem Innenwiderstand der Zellanordnung 3 abfällt. Bei bekannten Lade- bzw. Entladestrom und Innenwiderstand der Zellanordnung 2 stellt die Klemmenspannung ein Maß für den Ladezustand des Batteriemoduls dar. Alternativ zur OCV-Wert-Bestimmung ist das sogenannte Coulomb Counting, welches ebenfalls ein Maß für den Ladezustand des Batteriemoduls darstellt. Hierzu wird eine Messeinrichtung zur Bereitstellung des Stroms benötigt, welcher durch die in Serie geschalteten Module fließt. Eine solche Messeinrichtung für das Coulomb Counting könnte daher auch außerhalb der Batteriemodule 1 realisiert sein, so dass ein Batteriemodul 1 also optional eine Messeinrichtung zur Bereitstellung einer Regelgröße umfasst. In jedem Fall umfasst ein erfindungsgemäßes Batterie-System wenigstens eine Messeinrichtung zur Bereitstellung einer Messgröße, welche ein Maß für den Ladezustand für jedes Batteriemodul 1 des Batterie-Systems darstellt.
Auf der rechten Seite von Figur 1 ist eine symbolhafte Darstellungsweise des Batteriemoduls 1 gezeigt. Die symbolhafte Darstellungsweise wird im Folgenden verwendet.
Figur 2 zeigt in schematischer Darstellung ein Batterie-System. Das Batterie-System umfasst wenigstens zwei Batteriemodule, von denen eines mit 1 bezeichnet ist, einen bidirektionalen Umrichter (engl. bidirectional power conversion system - PCS), welcher mit 6 bezeichnet ist, und eine Steuereinrichtung, welche mit 7 bezeichnet ist. Die Batteriemodule 1 sind in Serie geschaltet und mit dem Umrichter 6 verbunden. In Figur 2 sind vier Batteriemodule dargestellt, wobei die gestrichelten Linien in der Sehen- Schaltung eine beliebige Anzahl von weiteren Modulen andeuten sollen. Der Umrichter 6 übernimmt die Anbindung des Batterie-Systems an das Netz oder an ein übergeordnetes elektrisches System. Die dargestellte Serienschaltung von Batteriemodulen wird auch als Batteriestrang bezeichnet.
In einem Batterie-System gemäß Figur 2 mit vollkommen identischen Batteriemodulen 1 könnte sich kein schädliches Ungleichgewicht einstellen. Reale Batteriemodule 1 unterscheiden sich jedoch aufgrund von Fertigungsschwankungen und von Alterungsprozessen. Außerdem können unterschiedliche Betriebsbedingungen, z.B. Temperaturunterschiede, der einzelnen Module ein unterschiedliches Verhalten derselben verursachen (da der Innenwiderstand der Module u.a. von der Temperatur des Moduls abhängt - s.u.). Aus diesen Gründen haben reale Batteriemodule unterschiedliche Effizienzwerte und unterschiedliche Innenwiderstände. Eine höhere Effizienz führt bei gegebenen Lade- bzw. Entladestrom zu einem schnelleren Erreichen des Endzustands des betreffenden Batteriemoduls. Da in der Serienschaltung gemäß Figur 2 alle Batteriemodule 1 vom selben Strom durchflossen werden, erreichen die Module mit hoher Effizienz den Endzustand schneller als die Module mit niedriger Effizienz. Zur Vermeidung von Schäden muss der Lade- bzw. Entladevorgang bereits jeweils dann abgebrochen werden, wenn ein Modul den jeweiligen Endzustand erreicht. Auf diese Weise verringert sich ohne ein Ausgleichen dieses Effekts die nutzbare Speicherkapazität eines solchen Batteriesystems mit jedem durchlaufenen Zyklus („capacity fading“). Etwas Ähnliches bewirkt der unterschiedliche Innenwiderstand der Module. Für die Klemmenspannung existieren obere und untere Grenzwerte, welche nicht über bzw. unterschritten werden dürfen. Selbst bei identischer Effizienz erreicht ein Modul mit höherem Innenwiderstand beim Laden oder Entladen schneller den jeweiligen Grenzwert der Klemmenspannung als ein Modul mit geringerem Innenwiderstand. Wenn das erste Modul einen Grenzwert erreicht, muss der jeweilige Vorgang abgebrochen werden, was so ebenfalls zu einer Verringerung der nutzbaren Kapazität des Batterie-Systems führt. Alternativ könnte auch die Leistung des Systems reduziert werden. In jedem Fall führen diese Effekte zu einer Beeinträchtigung des Systems. Balancing soll die beschriebenen Effekte verringern bzw. komplett beseitigen, um so die nutzbare Kapazität des Batterie-Systems dauerhaft auf hohem Niveau zu halten bzw. die beschriebene Beeinträchtigung zu beseitigen. Andererseits ermöglicht ein erfolgreiches Balancing die Verwendung von Zellen mit einer vergleichsweise hohen Streuung bzgl. Effizienz und/oder Innenwiderstand, was sich natürlich in reduzierten Gestehungskosten niederschlägt.
Die Steuereinrichtung 7 ist dazu ausgelegt die für das Balancing notwendigen Eingriffe auszuführen, welche weiter unten im Detail beschrieben werden. Die Steuereinrichtung 7 kann eine separate Einheit sein, oder Teil eines übergeordneten Steuersystems sein, welches neben den Balancing noch weitere Steuerfunktionen des Batterie-Systems bereitstellt.
Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren für den Fall erläutert, dass die Batteriemodule unterschiedliche Effizienzwerte aufweisen, d.h. dass die Module eines Batteriestrangs den minimalen bzw. maximalen Ladezustand (SoC) unterschiedlich schnell erreichen. In den gezeigten Grafiken wird dabei der minimale Ladezustand mit 0% und der maximale Ladezustand mit 100% gekennzeichnet. Außerdem werden die gezeigten Lade-/Entlade-Zyklen der Einfachheit halber für den Fall dargestellt, dass das Laden und Entladen mit derselben konstanten Leistung erfolgt.
Es sei erwähnt, dass sich die 0% und 100% Werte des Ladezustand jeweils auf den nutzbaren Bereich der einzelnen Batteriemodule beziehen, wobei der Einfachheit halber angenommen wird, dass die nutzbare Kapazität der in Serie geschalteten Batteriemodule gleich groß ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren bezieht sich auf den zyklischen Betrieb eines Batterie-Systems, wobei der Begriff „zyklischer Betrieb“ sehr weit gefasst ist. Darunter wird ein Betrieb verstanden, bei dem sich Entladephasen mit Ladephasen abwechseln. Dabei bilden die beiden genannten Phasen jeweils einen Halbzyklus. In jedem Halbzyklus können beliebig viele und beliebig lange Zeitabschnitte vorliegen, bei denen sich das Batterie-System im Stand-By-Zustand befindet. Dabei wird unter einem Stand- By-Zustand der Zustand verstanden, bei dem der Strom durch den Batteriestrang Null ist. Ein Halbzyklus beginnt also mit einer Umkehrung der Stromrichtung durch den Batteriestrang und endet mit der darauffolgenden Umkehrung der Stromrichtung. Dabei muss sich ein Halbzyklus keinesfalls über den gesamten Ladezustandsbereich (d.h. von 0% bis 100%) erstrecken, sondern er kann bei einem beliebigen ersten Ladezustandswert S0C1 beginnen und bei einem beliebigen anderen Ladezustandswert S0C2 enden. Dabei ist klar, dass bei einem Lade-Halbzyklus S0C1 < S0C2 ist, und bei einem Entlade-Halbzyklus S0C1 > S0C2 ist. Dass sich also in den Figuren der Anmeldung die dargestellten Halbzyklen meist über den gesamten Ladezustandsbereich erstrecken dient nur der Klarheit der Darstellung und ist nicht einschränkend zu verstehen.
Figur 3 zeigt zwei Lade-/Entlade-Zyklen von zwei in Serie geschalteten Batteriemodulen mit unterschiedlichen Effizienzwerten. Dabei ist zur Verdeutlichung der Effizienzunterschied sehr hoch gewählt. In realen Batterie-Systemen sind die Effizienzunterschiede viel kleiner. In Figur 3 ist der SoC-Verlauf des Batteriemoduls mit der höheren Effizienz durchgezogen dargestellt, und der SoC-Verlauf des Batteriemoduls mit der niedrigeren Effizienz gestrichelt dargestellt.
Das effizientere Batteriemodul erreicht den 100% SoC-Wert, wenn das weniger effiziente Batteriemodul noch nicht vollständig geladen ist. Da beide Batteriemodule von demselben Strom durchflossen werden, muss nun trotzdem bereits der Strom umgekehrt und damit der Lade-Halbzyklus beendet werden, so dass das Entladen bereits einsetzt, wenn das weniger effiziente Batteriemodul noch nicht vollständig geladen ist. Aufgrund dieses ungleichen Startpunktes für das Entladen und der geringeren Effizienz erreicht das weniger effiziente Batteriemodul den 0% SoC-Wert, wenn das effizientere Batteriemodul noch nicht vollständig entladen ist. Da die beschriebenen Effekte kumulativ wirken, laufen die SoC-Kurven der beiden Batteriemodule mit steigender Zyklenzahl immer weiter auseinander und die nutzbare Kapazität des Batterie-Systems nimmt immer weiter ab.
Der beschriebene negative Effekt kann dadurch vermieden werden, dass Balancing- Maßnahmen ergriffen werden. Im Folgenden werden die verschiedenen Arten der möglichen Balancing-Eingriffe näher beschrieben.
Figur 4 zeigt zwei Diagramme mit jeweils einem Ladezyklus von zwei in Serie geschalteten Batteriemodulen mit unterschiedlicher Effizienz. Dabei wird jeweils in je einem Halbzyklus ein Balancing-Eingriff vorgenommen. Die Balancing-Eingriffe sind dabei vom Typ „Auskoppeln“. Bei diesem Typ von Balancing-Eingriff werden ein oder mehrere Batteriemodule für eine gewisse Zeit aus der Serien-Schaltung ausgekoppelt, so dass dieselben während dieser Zeit nicht mehr am Laden bzw. Entladen der übrigen Batteriemodule teilnehmen. Idealerweise verläuft die SoC-Kurve für die ausgekoppelten Module waagerecht (Selbstentladung kann vernachlässigt werden).
Beim Lade-Halbzyklus wird jeweils das effizientere Batteriemodul ausgekoppelt und beim Entlade-Halbzyklus wird jeweils das weniger effiziente Batteriemodul ausgekoppelt. Der Unterschied zwischen den beiden Diagrammen besteht in der unterschiedlich langen Auskoppelzeit.
Im linken Diagramm wird das betreffende Batteriemodul nur so lange ausgekoppelt, bis sich die beiden Kurven angleichen. So wird beispielsweise beim Laden das effiziente Batteriemodul so lange ausgekoppelt, bis das weniger effiziente Batteriemodul denselben Ladezustand erreicht, den das effizientere Batteriemodul gerade aufweist. Die zugehörigen Balancing-Eingriffe kann man als vom Typ „Angleichen“ klassifizieren.
Im rechten Diagramm wird das betreffende Batteriemodul länger ausgekoppelt, so dass sich die beiden Kurven der Batteriemodule kreuzen. So wird beispielsweise im Lade- Halbzyklus das effizientere Batteriemodul so lange ausgekoppelt, bis das weniger effiziente Batteriemodule einen ausreichend hohen „Vorsprung“ beim Laden erhalten hat, so dass das effizientere Batteriemodul das weniger effiziente Batteriemodul gerade beim 100% SoC-Wert wieder einholt. Die zugehörigen Balancing-Eingriffe kann man als vom Typ „Überkompensieren“ klassifizieren.
Es sei erwähnt, dass das Maß für das Überkompensieren natürlich von dem SoC2-Wert abhängt, bei dem der betreffende Halbzyklus endet. Wie oben erwähnt muss S0C2 nicht 0% oder 100% sein, sondern es kann auch jeden der dazwischenliegenden Werte annehmen. Würde der Lade-Halbzyklus beispielsweise bereits bei SoC2=80% enden, dann müsste das effizientere Batteriemodul eine kürzere Zeit ausgekoppelt werden als in dem in Figur 4 gezeigten Beispiel.
Sollen Balancing-Eingriffe vom Typ „Auskoppeln“ verwendet werden, dann ist es von Vorteil, wenn der Batteriestrang so ausgelegt wird, dass bei voller Lade- bzw. Entladeleistung zu einer Zeit maximal ein Batteriemodul ausgekoppelt werden kann. Wenn geringere Lade- bzw. Entladeleistung abgerufen wird, dann können mehrere Batteriemodule gleichzeitig ausgekoppelt werden. Dadurch verringert sich die Zeit, die für das Balancing benötigt wird. Zur Ausführung von Balancing-Eingriffen vom Typ „Angleichen“ genügt es, wenn dem die Eingriffe steuernden Batteriemanagementsystem die SoC-Werte der Batteriemodule vorliegen. Bei Balancing-Eingriffen vom Typ „Überkompensieren“ muss das Batteriemanagementsystem eine Art Extrapolation durchführen. Dazu benötigt das Batteriemanagementsystem zusätzlich die Steigung der SoC-Kurven der betreffenden Batteriemodule. Diese Steigungen können in bekannter Weise aus den SoC- Messwerten für verschiedene Zeitpunkte ermittelt werden. Auf die so ermittelten Steigungswerte können die bekannten Glättungsfilter angewendet werden, um den Einfluss von Messfehlern möglichst klein zu halten. Bewährt haben sich dabei sogenannte Moving-Average Filter oder ein solcher Filter erweitet mit einer exponentiellen Glättung 2. Ordnung.
Figur 5 zeigt einen weiteren Typ von Balancing-Eingriffen. Dabei werden die betreffenden Batteriemodule nicht aus der Serienschaltung ausgekoppelt, sondern es wird dem betreffenden Batteriemodul ein Verbraucher parallel zugeschaltet. Das führt dazu, dass der durch den Batteriestrang fließende Strom sich so verzweigt, dass ein von einem solchen Balancing-Eingriff betroffenes Batteriemodul nur noch von einem Teil des Lade- bzw. Entladestroms durchflossen wird. Dadurch wird es weniger schnell geladen bzw. entladen als ohne diesen Eingriff. D.h. die betreffende SoC-Kurve verläuft während dem Eingriff weniger steil als vor oder nach dem Eingriff. Figur 5 zeigt wieder zwei Diagramme, wobei das linke Diagramm Eingriffe vom Typ „Angleichen“ und das rechte Diagramm Eingriffe vom Typ „Überkompensieren“ zeigt. Balancing-Eingriffe, welche durch das Parallelschalten eines Verbrauchers zustande kommen, könnte man salopp auch als vom Typ „Zweckentfremdung“ bezeichnen, da ein Teil des Lade- bzw. Entladestroms einem anderen Zweck zugeführt wird. Es ist von Vorteil, wenn es sich bei den parallelgeschalteten Verbrauchern um Elemente handelt, welches zum Batterie-System gehören und ohnehin mit Energie versorgt werden müssen. So können beispielsweise die Pumpen eines von einem solchen Eingriff betroffenen Batteriemoduls, während dem Eingriff durch den abgezweigten Lade- bzw. Entladestrom mit Energie versorgt werden, während sie sonst mit Hilfe einer anderen Energiequelle gespeist werden. Es sei erwähnt, dass ein Eingriff vom Typ „Überkompensieren“ rechtzeitig vor dem Erreichen des Endes des betreffenden Halbzyklus initiiert werden muss. Das trifft insbesondere für einen Eingriff vom Typ „Zweckentfremdung“ zu, da bei „Zweckentfremdung“ auch das vom Eingriff betroffene Batteriemodul eine SoC- Steigung ungleich Null aufweist. Ein solcher Eingriff vom Typ „Auskoppeln“ kann im Prinzip noch kurz vor Erreichen des SoC2-Wertes durchgeführt werden, wobei der Eingriff dann immer mehr einem Eingriff vom Typ „Angleichen“ ähnelt, je kleiner der zeitliche Abstand vor dem Erreichen des SoC2-Wertes ist.
In den Diagrammen der Figuren 4 und 5 ist in jedem Halbzyklus je ein Balancing- Eingriff dargestellt. Es kann jedoch bei Bedarf auch mehr als ein Eingriff pro Halbzyklus durchgeführt werden. Es werden solche Eingriffe durch das Batteriemanagementsystem in der Regel dann ausgelöst, wenn es zwischen den SoC- Werten der Batteriemodule Abweichungen voneinander gibt, die einen vordefinierten Schwellwert überschreiten. Dabei können von den gemessenen SoC-Werten beispielsweise der minimale und der maximale Wert betrachtet werden. Genauso gut könnte die Varianz dieser Werte gebildet und für die Auslösung von Balancing- Eingriffen verwendet werden. Je kleiner der Schwellwert gewählt wird, umso enger werden die SoC-Kurven der Batteriemodule durch die vermehrt ausgeführten Balancing-Eingriffe beieinander gehalten.
Es sei auch erwähnt, dass SoC-Verläufe, wie in Figur 5 gezeigt auch mit Hilfe von Eingriffen vom Typ „Auskoppeln“ erzeugt werden können. Dabei werden die Eingriffe durch das Batteriemanagementsystem mit hoher Frequenz und mit entsprechend kurzer Dauer ausgelöst. D.h. der in Figur 5 gezeigte abgeflachte Verlauf während dem Eingriff wird durch sehr viele kleine Stufen angenähert. Eine solche hochfrequente Folge von Aus- und Einkoppelschritten, wird dabei als ein einzelner Balancing-Eingriff angesehen und mit einem dem jeweiligen SoC-Verlauf entsprechenden Typ (d.h. „Angleichen“ oder „Überkompensieren“) klassifiziert.
Es ist auch denkbar, dass die Balancing-Eingriffe immer nur beim Laden bzw. nur beim Entladen durchgeführt werden. Die Erfinder haben erkannt, dass sich die aus dem Stand der Technik bekannten Balancing-Verfahren dadurch verbessern lassen, dass während einem Halbzyklus wenigstens zwei Balancing-Eingriffe vorgenommen werden, wobei der letzte im Halbzyklus vorgenommene Balancing-Eingriff vom Typ „Überkompensieren“ ist. Dadurch kann erreicht werden, dass am Ende des Halbzyklus die SoC-Kurven der Batteriemodule aufeinander fallen. Die Erfinder haben jedoch auch erkannt, dass ein Balancing-Eingriff vom Typ „Überkompensieren“ nur dann so ausgeführt werden kann, dass er zu dem genannten gewünschten Resultat führt, wenn das den Eingriff steuernde Batteriemanagementsystem den SoC2-Wert „vorausweis“, bei welchem der aktuell ablaufende Halbzyklus enden wird. Die Erfinder haben erkannt, dass eine zuverlässige Vorhersage des besagten SoC2-Wertes durch eine vorab trainierte Kl (Künstliche Intelligenz) erfolgen kann.
Das Training der Kl kann auf verschiedene Weise erfolgen. Eine Möglichkeit besteht darin, dass das Training auf demselben Batterie-System erfolgt, auf dem zu einem späteren Zeitpunkt das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden soll. Dazu können während der Trainingsphase beispielsweise nur Balancing-Eingriffe vom Typ „Angleichen“ ausgeführt werden. Oder wenn Balancing-Eingriffe vom Typ „Überkompensieren“ durchgeführt werden, dann erfolgt die Vorhersage des benötigten SoC2-Wertes auf andere Weise, d.h. nicht mit Hilfe der Kl. Es kann z.B. einfach der SoC2-Wert des vorletzten Halbzyklus verwendet werden, oder ein Mittelwert aus mehreren vergangen Halbzyklen vom selben Typ (d.h. entweder Entladen oder Laden).
Eine andere Möglichkeit für ein Training der Kl besteht darin, dass für das Training historische Daten eines anderen möglichst ähnlich verwendeten Batterie-Systems verwendet werden. Eine weitere Möglichkeit für das Training besteht in der Verwendung von künstlich erzeugten Daten. Dabei können für die künstliche Erzeugung bestimmte bekannte Charakteristika des Batterie-Systems, auf welchem die Kl zum Einsatz kommen soll, verwendet werden. Die Kl kann auch während sie für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet wird, weiter trainiert werden, d.h. die Kl kann während dem Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens ständig „dazulernen“. Daher ist es nicht notwendig, die Kl vorab perfekt zu trainieren, sondern es genügt das Training so weit durchzuführen, dass die Vorhersagequalität der Kl wenigstens so gut ist, wie die oben genannten einfachen Vorhersagemöglichkeiten (Verwendung des vorletzten Halbzyklus oder Berechnung eines Mittelwertes aus mehreren vergangen Halbzyklen vom selben Typ).
Für die Vorhersage des benötigten SoC2-Wertes verwendet die Kl vorteilhaft nicht nur Korrelationsgrößen aus dem betreffenden Batterie-System, sondern auch Korrelationsgrößen, welche durch die Umwelt vorgegeben werden, wie beispielsweise Wetterdaten und Wettervorhersagedaten aus dem Gebiet, über welchen sich das elektrische Netz erstreckt, an dem das Batterie-System angeschlossen ist. Das ist besonders dann von Vorteil, wenn das Batterie-System zur Netzregulierung verwendet wird.
Die Erfinder haben ferner erkannt, dass es von Vorteil ist, wenn Balancing-Eingriffe vom Typ „Auskoppeln“ nur durchgeführt werden, wenn sich die SoC-Werte der Batteriemodule in einem Bereich von 20% bis 80% befinden, d.h. in einem SoC-Bereich durchgeführt werden, in welchem die Lade- bzw. Entladestromstärke moderat ist. Die für die Eingriffe benötigten Schaltvorgänge können so mit geringerem Verschleiß ablaufen.
Figur 6 zeigt in zwei Diagrammen den SoC-Verlauf von zwei Batteriemodulen, bei denen Balancing-Eingriffe gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt werden. Dabei werden bei dem linken Diagramm Eingriffe vom Typ „Auskoppeln“ verwendet. Im rechten Diagramm können die dargestellten Eingriffe vom Typ „Zweckentfremdung“ sein, oder durch ein hochfrequentes „Auskoppeln“ zustande kommen (s.o.). In beiden Diagrammen wurde durch jeweils zwei zusätzliche waagrecht verlaufende gestrichelt dargestellte Linien der 20%-80% SoC-Bereich markiert. Alle Balancing-Eingriffe erfolgen in dem SoC-Bereich zwischen diesen Linien, d.h. der Eingriff endet jeweils in diesem Bereich (wichtig für die Eingriffe im rechten Diagramm, bei denen sich der SoC-Wert des betroffenen Batteriemoduls während dem Eingriff ändert). Es sei erwähnt, dass im rechten Diagramm dieses Kriterium nur dann von Vorteil ist, wenn der gezeigte Verlauf durch hochfrequentes Auskoppeln zustande kommt. Im linken Diagramm finden pro Halbzyklus drei Eingriffe statt, während im rechten Diagramm nur zwei Eingriffe pro Halbzyklus erfolgen. Der letzte Eingriff pro Halbzyklus ist dabei jeweils vom Typ „Überkompensieren“, während die anderen Eingriffe jeweils vom Typ „Angleichen“ sind. Der die Halbzyklen abschließende S0C2- Wert ist dabei jeweils 0% bzw. 100%. Wie bereits oben erwähnt, können aber auch beliebige andere SoC2-Werte die Halbzyklen abschließen.
Es sei erwähnt, dass während eines Halbzyklus die Typen „Auskoppeln“ und „Zweckentfremdung“ auch gemischt vorkommen können.
Abschließend sei angemerkt, dass das die Eingriffe steuernde Batteriemanagementsystem ein Computerprogramm ist, das in der Steuereinrichtung 7 abläuft. D.h. die Steuereinrichtung 7 steuert die Balancing-Eingriffe und erfasst dazu die SoC-Messwerte der einzelnen Batteriemodule 1. Als Regelgrößen können jedoch andere Messgrößen (siehe oben) verwendet werden, z.B. auch die Messwerte der Klemmenspannungen der Batteriemodule 1 , da dieselben mit den SoC-Werten derselben skalieren. Die zur Vorhersage des SoC2-Wertes verwendete Kl ist dabei Teil des Computerprogrammes.
Bezugszeichenliste
1 Batteriemodul 2 Zellanordnung
3 Tankeinrichtung
4 Messeinrichtung zur Bestimmung der OCV
5 Messeinrichtung zur Bestimmung der Klemmenspannung
6 Bidirektionaler Umrichter (PCS) 7 Steuereinrichtung

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Betrieb eines Redox-Flow-Batterie-Systems umfassend wenigstens zwei Batteriemodule (1), einen bidirektionalen Umrichter (6) und eine Steuereinrichtung (7), und wobei die Batteriemodule (1 ) in Serie geschaltet und mit dem Umrichter (6) verbunden sind, und wobei jedes Batteriemodul (1) eine Zellanordnung (2) mit einer Vielzahl von Redox- Flow-Zellen und eine Tankeinrichtung (3) zum Speichern von Elektrolyt und zur Versorgung der Zellanordnung (2) mit Elektrolyt umfasst, und wobei das Redox-Flow-Batterie-System eine Messeinrichtung (4, 5) zur Bereitstellung einer Messgröße umfasst, welche ein Maß für den Ladezustand SoC eines jeden Batteriemoduls (1 ) darstellt, und wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- Zyklischer Betrieb des Redox-Flow-Batterie-Systems;
- Erfassen von Messwerten mit der Messeinrichtung (4, 5);
- Durchführen von wenigstens zwei Balancing-Eingriffen an einem Batteriemodul (1) während eines Halbzyklus; dadurch gekennzeichnet, dass der letzte im Halbzyklus durchgeführte Balancing-Eingriff vom Typ „Überkompensieren“ ist, und ein für diesen Balancing-Eingriff verwendeter SoC2-Wert mit Hilfe einer vorab trainierten Kl vorhergesagt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei wenigstens ein durchgeführter Balancing-Eingriff vom Typ „Auskoppeln“ ist und die Balancing-Eingriffe nur durchgeführt werden, wenn sich das betreffende Batteriemodul (1 ) in einen Ladezustand zwischen 20% und 80% befindet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei wenigstens ein durchgeführter Balancing-Eingriff vom Typ „Zweckentfremdung“ ist.
4. Redox-Flow-Batterie-System ausgelegt zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3. Computerprogramm zur Ausführung der Schritte des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3. Datenträger, auf dem ein Computerprogramm gemäß Anspruch 5 gespeichert ist.
PCT/EP2023/054418 2022-04-13 2023-02-22 Betriebsverfahren für ein redox-flow-batterie-system WO2023198346A2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022109002.7 2022-04-13
DE102022109002 2022-04-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2023198346A2 true WO2023198346A2 (de) 2023-10-19
WO2023198346A3 WO2023198346A3 (de) 2024-03-07

Family

ID=85328594

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2023/054418 WO2023198346A2 (de) 2022-04-13 2023-02-22 Betriebsverfahren für ein redox-flow-batterie-system

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023198346A2 (de)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020108053A1 (de) 2020-03-24 2021-09-30 Voith Patent Gmbh Redox-Flow-Batterie-System und Betriebsverfahren

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2576182B (en) * 2018-08-08 2022-04-06 Renewable Energy Dynamics Tech Ltd Flow battery
DE102020123170A1 (de) * 2020-09-04 2022-03-10 Voith Patent Gmbh Verfahren zur Zustandsüberwachung eines Redox-Flow-Batterie-Systems

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020108053A1 (de) 2020-03-24 2021-09-30 Voith Patent Gmbh Redox-Flow-Batterie-System und Betriebsverfahren

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023198346A3 (de) 2024-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2951903B1 (de) Verfahren und wechselrichter zur leistungsverteilung über mehrere, gemeinsam an einen gleichspannungseingang eines dc/ac-wandlers angeschlossene gleichstromquellen
DE112013001184T5 (de) Speicherbatteriesteuervorrichtung, Speicherbatteriesteuerverfahren, Programm, Stromspeichersystem und Stromquellensystem
WO2011104044A1 (de) Verfahren zum ausbalancieren von ladezuständen einer batterie mit mehreren batteriezellen sowie ein entsprechendes batteriemanagementsystem und eine batterie
WO2021191065A1 (de) Redox-flow-batterie-system und betriebsverfahren
DE102017002113A1 (de) Unterseeboot und Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems eines Unterseebootes
EP3708416A1 (de) Verfahren und ladeeinrichtung zur bestimmung einer maximalen speicherkapazität eines energiespeichers
EP3475713B1 (de) Verfahren zur bestimmung des alters eines elektrochemischen energiespeichers
EP4128472B1 (de) Redox-flow-batterie-system und betriebsverfahren
WO2018141638A1 (de) Verfahren zum betrieb eines energiespeichersystems und energiespeichersystem
EP3371847A1 (de) Verfahren zum betrieb einer batterie und batterie
WO2012126722A1 (de) Verfahren zum ermitteln eines ladezustandes einer elektrischen energiespeichervorrichtung und elektrische energiespeichervorrichtung
EP3592597A1 (de) Unterseeboot und verfahren zum betreiben eines batteriegespeisten elektrischen antriebssystems eines unterseebootes
WO2023198346A2 (de) Betriebsverfahren für ein redox-flow-batterie-system
DE102012207673A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Batterie unter Berücksichtigung der Selbstentladung sowie Batteriemanagementsystem zur Ausführung des Verfahrens
EP3853626A1 (de) Verfahren zur überwachung eines energiespeichersystems
EP3168957B1 (de) Verfahren und vorrichtung für das energiemanagement eines energiespeichers zur vermeidung von mikrozyklen
EP4193408A1 (de) Redox-flow-batterie-system und betriebsverfahren
DE102022109193B3 (de) Redox-Flow-Batterie-System und Verfahren zum Betrieb
DE102012011604A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Batterie für ein Fahrzeug sowie entsprechende Batterieanordnung und Fahrzeug
DE102020119471A1 (de) Überwachungsvorrichtung für mehrzellige batteriepackung
WO2016083223A1 (de) Verfahren zum symmetrieren eines energiespeichersystems
DE102022113939B3 (de) Verfahren zur Wiederherstellung der Leistungsfähigkeit
WO2017133811A1 (de) Steuervorrichtung zum steuern einer mehrzahl von energiespeichern, energieversorgungsnetz sowie verfahren
DE102008002190A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Ladezustandsausgleich von Fahrzeug-Batterien
WO2023232342A1 (de) Verfahren zum entfernen von v 2o 5 ablagerungen in einem redox-flow-batteriemodul