液流电池系统高低温停机自保护方法及其装置的制造方法

液流电池系统高低温停机自保护方法及其装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种液流电池系统高低温停机自保护方法及其装置。
【背景技术】
[0002] 液流电池具有设计灵活（功率和容量可独立设计）、使用寿命长、充放电性能好、 选址自由、能量效率高、安全环保、维护费用低和易实现规模化蓄电等其它常规电池所不具 备的诸多优点。实际应用时，液流电池可以广泛应用于风能、太阳能等可再生能源发电系统 作为储能系统，使产生的电力能够连续稳定的输出；也可以用来对电网进行削峰填谷，将用 电低谷的电力储存起来，在用电高峰时输出，以此来平衡电力供需；另外，还可以作为应急 电源系统和备用电站等，被认为是最具商业化前景的储能技术之一。目前，多个国家已相继 建成kW~MW级的液流电池示范系统，配套于太阳能、风能等可再生能源发电系统起到平滑 输出、跟踪计划发电、平衡负荷和削峰填谷等作用。
[0003] 在液流电池系统的实际应用过程中，会根据实际需要出现停机状况，且有时停机 时间较长；出现停机状况时的液流电池系统的SOC往往是随机的，0~100%之间的SOC均 有可能，为了避免液流电池系统带电情况下停机时，由于内部自放电而损害电堆的情况，现 有技术中通过外接电阻的方式将电堆内的电解液进行放电，从而达到保护液流电池系统的 作用，而正负极电解液储罐中的电解液由于循环泵的停止，没有自放电的通道，无法实现停 机放电；但是当停机后的液流电池系统处于低温环境下，如在冬季的长期储存过程中，由于 2价钒离子的耐受性较差，则容易出现电解液中2价钒离子结晶析出的情况，析出的结晶物 在液流电池系统进行启动和充放电循环时将部分地进入电堆中损伤离子传导膜材料；同样 地，当停机后的液流电池系统处于高温环境下，由于5价钒离子无法承受更高的温度，则当 环境温度高于一定温度后，5价钒离子会形成沉淀析出，从而会明显降低液流电池系统的性 能和寿命。基于不同SOC电解液的温度耐受性一一负极电解液低温稳定性和正极电解液高 温稳定性不同，因此研制一种通用的液流电池系统高低温停机自保护方案十分必要。

【发明内容】

[0004] 本发明针对以上问题的提出，而研制一种液流电池系统高低温停机自保护方法及 其装置。
[0005] 本发明的技术手段如下：
[0006] 一种液流电池系统高低温停机自保护方法，所述液流电池系统包括至少一个电 堆、正极储罐、负极储罐和循环泵，所述方法包括如下步骤：
[0007] 步骤1 :判断液流电池系统是否接收到停机指令或处于停机状态，是则执行步骤 2,否则继续执行步骤1 ;
[0008] 步骤2 :监测环境温度T ;
[0009]步骤3:判断环境温度T是否高于等于第一温度阈值或低于等于第二温度阈值，是 则执行步骤4,否则返回步骤2 ;
[0010] 步骤4 :监测正极储罐和负极储罐中的电解液荷电状态；
[0011] 步骤5 :根据环境温度T确定正极储罐或负极储罐中的电解液荷电状态的正常范 围；
[0012] 步骤6 :判断正极储罐或负极储罐中的电解液荷电状态是否处于各自对应的正常 范围内，是则返回步骤2,否则执行步骤7 ;
[0013] 步骤7 :降低正极储罐中的电解液荷电状态和/或负极储罐中的电解液荷电状 态；
[0014] 进一步地，所述步骤7具体为：
[0015] 将正极储罐中的电解液和负极储罐中的电解液输送至一混合储罐中进行混合；
[0016] 将混合后的电解液返回输送至正极储罐和负极储罐；
[0017] 进一步地，所述步骤7具体为：
[0018] 连通正极储罐和负极储罐；
[0019] 将正极储罐中的电解液输送至负极储罐，和/或将负极储罐中的电解液输送至正 极储罐；
[0020] 进一步地，所述步骤7具体为：
[0021] 向正极储罐和/或负极储罐中施加添加剂；
[0022] 进一步地，所述步骤4具体为：
[0023] 当环境温度T高于等于第一温度阈值时，监测正极储罐中的电解液荷电状态；
[0024] 当环境温度T低于等于第二温度阈值时，监测负极储罐中的电解液荷电状态。
[0025] 一种液流电池系统高低温停机自保护装置，所述液流电池系统包括至少一个电 堆、正极储罐、负极储罐和循环泵，所述装置包括：
[0026]用于判断液流电池系统是否接收到停机指令或处于停机状态的自保护判断模 块；
[0027] 连接所述自保护判断模块，用于当液流电池系统接收到停机指令或液流电池系统 停机后监测环境温度T的温度监测模块；
[0028] 连接温度监测模块，用于判断环境温度T是否高于等于第一温度阈值或低于等于 第二温度阈值的温度判断模块；
[0029] 连接温度判断模块，用于当环境温度T高于等于第一温度阈值时，监测正极储罐 中的电解液荷电状态的监测模块I;
[0030] 连接温度判断模块，用于当环境温度T低于等于第二温度阈值时，监测负极储罐 中的电解液荷电状态的监测模块II;
[0031] 连接温度监测模块，用于根据环境温度T确定正极储罐或负极储罐中的电解液荷 电状态的正常范围的获取模块；
[0032]连接监测模块I、监测模块II和获取模块，用于判断正极储罐或负极储罐中的电 解液荷电状态是否处于各自对应的正常范围内的荷电状态判断模块；
[0033] 连接荷电状态判断模块，用于当正极储罐中的电解液荷电状态不处于其对应的正 常范围内，或者负极储罐中的电解液荷电状态不处于其对应的正常范围内时，控制液流电 池系统进行电解液荷电状态降低操作的控制模块；
[0034] 另外，所述装置还包括：
[0035] 连接所述正极储罐和负极储罐，用于对正极储罐和负极储罐输送过来的电解液进 行混合的混合储罐；在所述混合储罐中混合后的电解液返回输送至正极储罐和负极储罐；
[0036] 置于正极储罐和混合储罐之间、以及置于负极储罐和混合储罐之间的输送管路；
[0037] 用于将正极储罐和负极储罐中的电解液分别输送至所述混合储罐的输送泵；当 正极储罐中的电解液荷电状态不处于其对应的正常范围内，或者负极储罐中的电解液荷电 状态不处于其对应的正常范围内时，所述控制模块控制所述输送管路接通和所述输送泵开 启；当正极储罐中的电解液荷电状态处于其对应的正常范围内，或者负极储罐中的电解液 荷电状态处于其对应的正常范围内时，所述控制模块控制所述输送管路断开和所述输送泵 关闭；
[0038] 进一步地，所述混合储罐的体积为正极储罐体积或负极储罐体积的10%~30% ; 所述输送泵额定功率为所述循环泵额定功率的10%~50% ;
[0039] 另外，所述装置还包括：
[0040] 设置在正极储罐与负极储罐之间的连通管路；所述控制模块当正极储罐中的电解 液荷电状态不处于其对应的正常范围内，或者负极储罐中的电解液荷电状态不处于其对应 的正常范围内时，控制所述连通管路接通；
[0041] 另外，所述装置还包括：
[0042] 根据正极储罐和负极储罐中的电解液荷电状态，计算所需用量添加剂的计算模 块；
[0043] 向正极储罐和/或负极储罐中施加所述添加剂的添加模块；所述控制模块当正极 储罐中的电解液荷电状态不处于其对应的正常范围内，或者负极储罐中的电解液荷电状态 不处于其对应的正常范围内时，控制所述计算模块进行所需用量添加剂计算操作，以及控 制所述添加模块进行所述用量添加剂添加操作。
[0044] 由于采用了上述技术方案，本发明提供的液流电池系统高低温停机自保护方法及 其装置，能够根据环境温度的变化自动调整电解液储罐中的电解液荷电状态，当温度过高 或过低时，分别监测正极储罐中的电解液荷电状态或负极储罐中的电解液荷电状态，并根 据环境温度与电解液荷电状态的对应关系确定电解液荷电状态的正常范围，当监测到的电 解液荷电状态不处于前述正常范围内，则建立正负极储罐中的电解液的自放电通道，实现 液流电池系统停机后的高低温自保护操作，能够提高液流电池系统在高低温下停机的电解 液稳定性，提升液流电池系统的自保护能力，降低了高低温情况下的电容量损失，提高液流 电池寿命和性能，保护方式的实现过程中电解液不流经电堆，避免了电堆的二次停机放电 过程。
【附图说明】
[0045] 图1是本发明所述方法的流程图；
[0046] 图2是本发明实施例1的装置结构示意图；
[0047] 图3是本发明实施例2的装置结构示意图；
[0048] 图4是本发明实施例3的装置结构示意图；
[0049] 图5-a是正极电解液荷电状态（SOC)与正极电解液电位的关系曲线；
[0050] 图5-b是负极电解液荷电状态（SOC)与负极电解液电位的关系曲线；
[0051] 图中：1、电堆，2、正极储罐，3、负极储罐，4、循环泵，5、混合储罐，6、输送管路，7、输 送泵，8、阀门，9、连通管路，10、添加模块，101、第一添加剂储放装置，102、第二添加剂储放 装置。
【具体实施方式】
[0052] 如图1所示，一种液流电池系统高低温停机自保护方法，所述液流电池系统包括 至少一个电堆、正极储罐、负极储罐和循环泵，所述方法包括如下步骤：
[0053] 步骤1 :判断液流电池系统是否接收到停机指令或处于停机状态，是则执行步骤 2,否则继续执行步骤1;
[0054] 步骤2 :监测环境温度T ;
[0055] 步骤3 :判断环境温度T是否高于等于第一温度阈值或低于等于第二温度阈值，是 则执行步骤4,否则返回步骤2 ;
[0056] 步骤4:监测正极储罐和负极储罐中的电解液荷电状态；
[0057] 步骤5:根据环境温度T确定正极储罐或负极储罐中的电解液荷电状态的正常范 围；
[0058] 步骤6 :判断正极储罐或负极储罐中的电解液荷电状态是否处于各自对应的正常 范围内，是则返回步骤2,否则执行步骤7;
[0059] 步骤7 :降低正极储罐中的电解液荷电状态和/或负极储罐中的电解液荷电状 态；
[0060] 进一步地，所述步骤7具体为：
[0061] 将正极储罐中的电解液和负极储罐中的电解液输送至一混合储罐中进行混合；
[0062] 将混合后的电解液返回输送至正极储罐和负极储罐；
[0063] 进一步地，所述步骤7具体为：
[0064] 连通正极储罐和负极储罐；
[0065] 将正极储罐中的电解液输送至负极储罐，和/或将负极储罐中的电解液输送至正 极储罐；
[0066] 进一步地，所述步骤7具体为：
[0067]向正极储罐和/或负极储罐中施加添加剂；
[0068] 进一步地，所述步骤4具体为：
[0069] 当环境温度T高于等于第一温度阈值时，监测正极储罐中的电解液荷电状态；
[0070] 当环境温度T低于等于第二温度阈值时，监测负极储罐中的电解液荷电状态。
[0071] 其中，降低正极储罐中的电解液荷电状态和/或负极储罐中的电解液荷电状态， 优选为降低正极储罐中的电解液荷电状态和/或负极储罐中的电解液荷电状态至荷电状 态正常范围的上限处，进而可以保证液流电池系统所降低的容量相对较少，利于液流电池 系统再次启动时可以放出更多的容量或需要的容量更少。
[0072] 所述添加剂为葡萄糖、果糖、柠檬酸、抗坏血酸、EDTA、乙二醇、乙醛、甘油、氧气、过 氧化氢等；正极储罐或负极储罐中的电解液荷电状态可以通过电位监测方式获得。
[0073]图2示出了本发明实施例1的装置结构示意图，如图2所示，一种液流电池系统高 低温停机自保护装置，所述液流电池系统包括至少一个电堆1、正极储罐2、负极储罐3和循 环泵4,所述装置包括：用于判断液流电池系统是否接收到停机指令或处于停机状态的自 保护判断模块；连接所述自保护判断模块，用于当液流电池系统接收到停机指令或液流电 池系统停机后监测环境温度T的温度监测模块；连接温度监测模块，用于判断环境温度T是 否高于等于第一温度阈值或低于等于第二温度阈值的温度判断模块；连接温度判断模块， 用于当环境温度T高于等于第一温度阈值时，监测正极储罐2中的电解液荷电状态的监测 模块I;连接温度判断模块，用于当环境温度T低于第二温度阈值时，监测负极储罐3中的 电解液荷电状态的监测模块II;连接温度监测模块，用于根据环境温度T确定正极储罐2或 负极储罐3中的电解液荷电状态的正常范围的获取模块；连接监测模块I、监测模块II和 获取模块，用于判断正极储罐2或负极储罐3中的电解液荷电状态是否处于各自对应的正 常范围内的荷电状态判断模块；连接荷电状态判断模块，用于当正极储罐2中的电解液荷 电状态不处于其对应的正常范围内，或者负极储罐3中的电解液荷电状态不处于其对应的 正常范围内时，控制液流电池系统进行电解液荷电状态降低操作的控制模块；所述装置还 包括：连接所述正极储罐2和负极储罐3,用于对正极储罐2和负极储罐3输送过来的电解 液进行混合的混合储罐5 ;在所述混合储罐5中混合后的电解液返回输送至正极储罐2和 负极储罐3 ;置于正极储罐2和混合储罐5之间、以及置于负极储罐3和混合储罐5之间的 输送管路6 ;用于将正极储罐2和负极储罐3中的电解液分别输送至所述混合储罐5的输 送泵7 ;当正极储罐2中的电解液荷电状态不处于其对应的正常范围内，或者负极储罐3中 的电解液荷电状态不处于其对应的正常范围内时，所述控制模块控制所述输送管路6接通 和所述输送泵7开启；进一步地，当正极储罐2中的电解液荷电状态处于其对应的正常范围 内，或者负极储罐3中的电解液荷电状态处于其对应的正常范围内时，所述控制模块控制 所述输送管路6断开和所述输送泵7关闭；进一步地，所述混合储罐5的体积为正极储罐体 积或负极储罐体积的10%~30%;所述输送泵7额定功率为所述循环泵额定功率的10%~ 50%;所述控制模块通过置于所述输送管路6上的阀门8来控制输送管路6的接通和断开。
[0074]图3示出了本发明实施例2的装置 结构示意图，如图3所示，一种液流电池系统高 低温停机自保护装置，所述液流电池系统包括至少一个电堆1、正极储罐2、负极储罐3和循 环泵4,所述装置包括：用于判断液流电池系统是否接收到停机指令或处于停机状态的自 保护判断模块；连接所述自保护判断模块，用于当液流电池系统接收到停机指令或液流电 池系统停机后监测环境温度T的温度监测模块；连接温度监测模块，用于判断环境温度T是 否高于等于第一温度阈值或低于等于第二温度阈值的温度判断模块；连接温度判断模块， 用于当环境温度T高于等于第一温度阈值时，监测正极储罐2中的电解液荷电状态的监测 模块I;连接温度判断模块，用于当环境温度T低于等于第二温度阈值时，监测负极储罐3 中的电解液荷电状态的监测模块II;连接温度监测模块，用于根据环境温度T确定正极储 罐2或负极储罐3中的电解液荷电状态的正常范围的获取模块；连接监测模块I、监测模块 II和获取模块，用于判断正极储罐2或负极储罐3中的电解液荷电状态是否处于各自对应 的正常范围内的荷电状态判断模块；连接荷电状态判断模块，用于当正极储罐2中的电解 液荷电状态不处于其对应的正常范围内，或者负极储罐3中的电解液荷电状态不处于其对 应的正常范围内时，控制液流电池系统进行电解液荷电状态降低操作的控制模块；所述装 置还包括：设置在正极储罐2与负极储罐3之间的连通管路9;所述控制模块当正极储罐2 中的电解液荷电状态不处于其对应的正常范围内，或者负极储罐3中的电解液荷电状态不 处于其对应的正常范围内时，控制所述连通管路9接通；进一步地，当正极储罐2中的电解 液荷电状态处于其对应的正常范围内，或者负极储罐3中的电解液荷电状态处于其对应的 正常范围内时，所述控制模块控制所述连通管路9断开；所述控制模块通过置于所述连通 管路9上的阀门8来控制连通管路9的接通和断开。
[0075] 图4是本发明实施例3的装置结构示意图，如图4所示，一种液流电池系统高低温 停机自保护装置，所述液流电池系统包括至少一个电堆1、正极储罐2、负极储罐3和循环泵 4,所述装置包括：用于判断液流电池系统是否接收到停机指令或处于停机状态的自保护判 断模块；连接所述自保护判断模块，用于当液流电池系统接收到停机指令或液流电池系统 停机后监测环境温度T的温度监测模块；连接温度监测模块，用于判断环境温度T是否高 于等于第一温度阈值或低于等于第二温度阈值的温度判断模块；连接温度判断模块，用于 当环境温度T高于等于第一温度阈值时，监测正极储罐2中的电解液荷电状态的监测模块 I;连接温度判断模块，用于当环境温度T低于等于第二温度阈值时，监测负极储罐3中的 电解液荷电状态的监测模块II;连接温度监测模块，用于根据环境温度T确定正极储罐2或 负极储罐3中的电解液荷电状态的正常范围的获取模块；连接监测模块I、监测模块II和 获取模块，用于判断正极储罐2或负极储罐3中的电解液荷电状态是否处于各自对应的正 常范围内的荷电状态判断模块；连接荷电状态判断模块，用于当正极储罐2中的电解液荷 电状态不处于其对应的正常范围内，或者负极储罐3中的电解液荷电状态不处于其对应的 正常范围内时，控制液流电池系统进行电解液荷电状态降低操作的控制模块；所述装置还 包括：根据正极储罐2和负极储罐3中的电解液荷电状态，计算所需用量添加剂的计算模 块；向正极储罐2和/或负极储罐3中施加所述添加剂的添加模块10 ;所述控制模块当正 极储罐2中的电解液荷电状态不处于其对应的正常范围内，或者负极储罐3中的电解液荷 电状态不处于其对应的正常范围内时，控制所述计算模块进行所需用量添加剂计算操作， 以及控制所述添加模块10进行所述用量添加剂添加操作；所述计算模块连接所述监测模 块I和监测模块II;具体地，计算模块根据正极储罐2和负极储罐3中的电解液荷电状态来 计算所需用量添加剂的实现过程可以参考本申请人于2012年12月29日申请的申请号为 201210591063.X、发明名称为《有机小分子作为全钒液流电池容量恢复添加剂的应用》的专 利申请文件内容，其中的容量恢复添加剂即为本申请中的添加剂；所述添加模块10包括第 一添加剂储放装置101和第二添加剂储放装置102,第一添加剂储放装置101通过管路连接 正极储罐进液口，第二添加剂储放装置102通过管路连接负极储罐进液口，第一添加剂储 放装置101与正极储罐进液口之间的管路上、以及第二添加剂储放装置102与负极储罐进 液口之间的管路上均设置有电磁阀，控制模块通过利用电磁阀控制管路的通断实现对添加 剂添加操作的控制。
[0076] 本发明指出了电解液不同荷电状态对应不同的最低和最高耐受温度，图5-a示出 了正极电解液荷电状态（SOC)与正极电解液电位的关系曲线；图5-b示出了负极电解液荷 电状态（SOC)与负极电解液电位的关系曲线；表1-a给出了正极电解液荷电状态与环境温 度之间的数据关系示例，表l_b给出了负极电解液荷电状态与环境温度之间的数据关系示 例；设定第一温度阈值为30°C，则当环境温度T高于等于第一温度阈值即高于等于30°C 时，对正极储罐中的电解液荷电状态进行监测，设定第二温度阈值为20°C，当环境温度T低 于等于第二温度阈值即低于等于20°C时，对负极储罐中的电解液荷电状态进行监测，例如 当前环境温度为10°c，判断该温度低于第二温度阈值20°C，则对负极储罐中的电解液荷电 状态进行监测，并根据环境温度l〇°C确定出负极储罐中的电解液荷电状态的正常范围为 0%~40%，进一步判断负极储罐中的当前电解液荷电状态是否在该正常范围内，假设负 极储罐中的当前电解液荷电状态为80%，即该值不处于正常范围内，则需要执行降低负极 储罐中的电解液荷电状态操作；例如当前环境温度为37°C，判断该温度高于第一温度阈值 30°C，则对正极储罐中的电解液荷电状态进行监测，并根据环境温度37°C确定出正极储罐 中的电解液荷电状态的正常范围为〇%~65%，进一步判断正极储罐中的当前电解液荷电 状态是否在该正常范围内，假设正极储罐中的当前电解液荷电状态为80 %，即该值不处于 正常范围内，则需要执行降低正极储罐中的电解液荷电状态操作。
[0077] 表l_a.正极电解液荷电状态与环境温度之间的数据关系示例。
[0078]
[0079] 表l_b.负极电解液荷电状态与环境温度之间的数据关系示例。
[0080]
[0081] 以上数据皆针对总钒1. 5±0. 1M，S042_= 4. 0±0. 1M的钒电解液。
[0082] 通常情况下，正极储罐中的电解液为4价和5价混合的钒离子溶液，负极储罐中 的电解液为2价和3价混合的钒离子溶液，本发明将正极储罐中的电解液和负极储罐中的 电解液于电解液容器中混合，或者通过连通管路于正极储罐或负极储罐中混合，混合时：负 极电解液发生反应：V2++V4+-V3+，正极电解液发生反应：V5++V3+-V4+，即混合后的电解液为 V3+/V4+溶液，纯V3+、V4+价溶液的理论电势差只有0. 2V。
[0083] 本发明正极电解液和负极电解液的混合量可以通过以下方式确定：在液流电池 系统经过多次循环运行后，本领域技术人员通过检测的正负极电解液soc(活性物质浓度 差），可以获知活 性物质的剩余量，根据正负极活性物质平均价位，直接进行配平，即可获知 正负极储罐需要输出的电解液体积。
[0084] 本发明提供的液流电池系统高低温停机自保护方法及其装置，能够根据环境温度 的变化自动调整电解液储罐中的电解液荷电状态，当温度过高或过低时，分别监测正极储 罐中的电解液荷电状态或负极储罐中的电解液荷电状态，并根据环境温度与电解液荷电状 态的对应关系确定电解液荷电状态的正常范围，当监测到的电解液荷电状态不处于前述正 常范围内，则建立正负极储罐中的电解液的自放电通道，实现液流电池系统停机后的高低 温自保护操作，能够提高液流电池系统在高低温下停机的电解液稳定性，提升液流电池系 统的自保护能力，降低了高低温情况下的电容量损失，提高液流电池寿命和性能，保护方式 的实现过程中电解液不流经电堆，避免了电堆的二次停机放电过程。
[0085] 以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其 发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种液流电池系统高低温停机自保护方法，所述液流电池系统包括至少一个电堆、 正极储罐、负极储罐和循环泵，其特征在于所述方法包括如下步骤： 步骤1 :判断液流电池系统是否接收到停机指令或处于停机状态，是则执行步骤2,否 则继续执行步骤1 ; 步骤2 :监测环境温度T ; 步骤3 :判断环境温度T是否高于等于第一温度阈值或低于等于第二温度阈值，是则执 行步骤4,否则返回步骤2; 步骤4 :监测正极储罐和负极储罐中的电解液荷电状态； 步骤5 :根据环境温度T确定正极储罐或负极储罐中的电解液荷电状态的正常范围； 步骤6 :判断正极储罐或负极储罐中的电解液荷电状态是否处于各自对应的正常范围 内，是则返回步骤2,否则执行步骤7 ; 步骤7 :降低正极储罐中的电解液荷电状态和/或负极储罐中的电解液荷电状态。2. 根据权利要求1所述的液流电池系统高低温停机自保护方法，其特征在于所述步骤 7具体为： 将正极储罐中的电解液和负极储罐中的电解液输送至一混合储罐中进行混合； 将混合后的电解液返回输送至正极储罐和负极储罐。3. 根据权利要求1所述的液流电池系统高低温停机自保护方法，其特征在于所述步骤 7具体为： 连通正极储罐和负极储罐； 将正极储罐中的电解液输送至负极储罐，和/或将负极储罐中的电解液输送至正极储 罐。4. 根据权利要求1所述的液流电池系统高低温停机自保护方法，其特征在于所述步骤 7具体为： 向正极储罐和/或负极储罐中施加添加剂。5. 根据权利要求1所述的液流电池系统高低温停机自保护方法，其特征在于所述步骤 4具体为： 当环境温度T高于等于第一温度阈值时，监测正极储罐中的电解液荷电状态； 当环境温度T低于等于第二温度阈值时，监测负极储罐中的电解液荷电状态。6. -种液流电池系统高低温停机自保护装置，所述液流电池系统包括至少一个电堆、 正极储罐、负极储罐和循环泵，其特征在于所述装置包括： 用于判断液流电池系统是否接收到停机指令或处于停机状态的自保护判断模块； 连接所述自保护判断模块，用于当液流电池系统接收到停机指令或液流电池系统停机 后监测环境温度T的温度监测模块； 连接温度监测模块，用于判断环境温度T是否高于等于第一温度阈值或低于等于第二 温度阈值的温度判断模块； 连接温度判断模块，用于当环境温度T高于等于第一温度阈值时，监测正极储罐中的 电解液荷电状态的监测模块I; 连接温度判断模块，用于当环境温度T低于等于第二温度阈值时，监测负极储罐中的 电解液荷电状态的监测模块II ; 连接温度监测模块，用于根据环境温度T确定正极储罐或负极储罐中的电解液荷电状 态的正常范围的获取模块； 连接监测模块I、监测模块II和获取模块，用于判断正极储罐或负极储罐中的电解液 荷电状态是否处于各自对应的正常范围内的荷电状态判断模块； 连接荷电状态判断模块，用于当正极储罐中的电解液荷电状态不处于其对应的正常范 围内，或者负极储罐中的电解液荷电状态不处于其对应的正常范围内时，控制液流电池系 统进行电解液荷电状态降低操作的控制模块。7. 根据权利要求6所述的液流电池系统高低温停机自保护装置，其特征在于所述装置 还包括： 连接所述正极储罐和负极储罐，用于对正极储罐和负极储罐输送过来的电解液进行混 合的混合储罐；在所述混合储罐中混合后的电解液返回输送至正极储罐和负极储罐； 置于正极储罐和混合储罐之间、以及置于负极储罐和混合储罐之间的输送管路； 用于将正极储罐和负极储罐中的电解液分别输送至所述混合储罐的输送泵；当正极储 罐中的电解液荷电状态不处于其对应的正常范围内，或者负极储罐中的电解液荷电状态不 处于其对应的正常范围内时，所述控制模块控制所述输送管路接通和所述输送泵开启；当 正极储罐中的电解液荷电状态处于其对应的正常范围内，或者负极储罐中的电解液荷电状 态处于其对应的正常范围内时，所述控制模块控制所述输送管路断开和所述输送泵关闭。8. 根据权利要求7所述的液流电池系统高低温停机自保护装置，其特征在于所述混合 储罐的体积为正极储罐体积或负极储罐体积的10%~30%;所述输送泵额定功率为所述循 环泵额定功率的10%~50%。9. 根据权利要求6所述的液流电池系统高低温停机自保护装置，其特征在于所述装置 还包括： 设置在正极储罐与负极储罐之间的连通管路；所述控制模块当正极储罐中的电解液荷 电状态不处于其对应的正常范围内，或者负极储罐中的电解液荷电状态不处于其对应的正 常范围内时，控制所述连通管路接通。10. 根据权利要求6所述的液流电池系统高低温停机自保护装置，其特征在于所述装 置还包括： 根据正极储罐和负极储罐中的电解液荷电状态，计算所需用量添加剂的计算模块； 向正极储罐和/或负极储罐中施加所述添加剂的添加模块；所述控制模块当正极储罐 中的电解液荷电状态不处于其对应的正常范围内，或者负极储罐中的电解液荷电状态不处 于其对应的正常范围内时，控制所述计算模块进行所需用量添加剂计算操作，以及控制所 述添加模块进行所述用量添加剂添加操作。
【专利摘要】本发明公开了一种液流电池系统高低温停机自保护方法及其装置，所述方法包括如下步骤：判断液流电池系统是否接收到停机指令或处于停机状态，是则监测环境温度T；根据环境温度T确定正极储罐或负极储罐中的电解液荷电状态的正常范围；判断正极储罐或负极储罐中的电解液荷电状态是否处于各自对应的正常范围内，否则降低正极储罐中的电解液荷电状态和/或负极储罐中的电解液荷电状态；本发明能够提高液流电池系统在高低温下停机的电解液稳定性，提升液流电池系统的自保护能力，降低了高低温情况下的电容量损失，提高液流电池寿命和性能。
【IPC分类】H01M8/18, H01M8/04
【公开号】CN104882620
【申请号】CN201510203230
【发明人】张宇, 张华民, 李颖, 王晓丽
【申请人】大连融科储能技术发展有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月24日