电位测量误差对液流电池SOC误差的影响

通过理论分析和计算研究了电极电位法测量全钒液流电池正极电解液荷电状态(SOC)技术中,电极电位测量误差对电解液荷电状态测量误差的影响。理论分析结果表明,正极电解液荷电状态的绝对误差分别与电位测量误差、"SOC(1-SOC)"成正比,并在SOC=0.5时达到极大值。电解液荷电状态的相对测量误差与电位测量误差成正比,且与(1-SOC)成正比;在电解液荷电状态值较小时,电极电位测量误差会对电解液荷电状态的相对测量误差带来显著的影响;与大小相等的负误差相比,电极电位的正误差引起的电解液荷电状态误差更大。根据实际测量数据所进行的计算结果,与理论分析结果一致。     

全钒液流电池SOC估算方法研究

荷电状态(state of charge,SOC)估算是储能系统研究的核心内容之一,关系到微电网的功率控制与能量管理策略。简述了适用于全钒液流电池SOC的表征方法和估算方法,分析了这些方法的优缺点及适用范围,对全钒液流电池SOC估算的发展趋势做出了展望。     

酸度变化对全钒液流电池SOC测量误差的影响

全钒液流电池正极电解液的荷电状态(SOC)可以通过测量正极电解液的氧化还原电位来测量。全钒液流电池正极电解液的酸度在充放电过程中会发生变化。然而上述电极电位法测量正极电解液SOC的技术中均忽略了电解液酸度变化的影响。通过理论分析和计算讨论了电解液酸度变化对SOC测量误差的影响。理论分析结果表明,采用电极电位法测量正极电解液SOC时,忽略正极电解液的酸度变化会造成一定的测量误差;正极电解液的总钒浓度与硫酸浓度的比值越大,所造成的误差越大。在SOC较小时,忽略电解液酸度变化会导致较大的SOC测量误差。在正极电解液的总钒与硫酸浓度比为0.25~1.0的范围内,SOC大于等于0.3时,因忽略正极电解液的酸度变化,所造成的SOC测量误差不超过±10%。     

添加剂对全钒液流电池正极电解液的影响

研究了正极电解液添加剂尿素、乙二胺四乙酸(EDTA)、柠檬酸和K2SO4对全钒液流电池正极电解液荷电状态(SOC)及氧化还原电位的影响。研究结果表明,无机添加剂K2SO4和有机添加剂尿素、EDTA和柠檬酸的加入均使正极电解液的氧化还原电位负移,且EDTA和柠檬酸的加入使正极电解液的氧化还原电位的变化范围明显减小。加入EDTA和柠檬酸使正极电解液的SOC减小,SOC变化范围显著变窄;加入尿素和K2SO4使正极电解液的荷电状态变化范围变宽。对于有机添加剂,添加剂使正极电解液电位电极变化越大,其SOC变化也越大。有机添加剂对正极电解液氧化还原电位的影响是由于其能够和正极电解液中的五价钒离子发生氧化还原反应;K2SO4对正极电解液氧化还原电位的影响是由于其与五价钒离子发生络合反应。     

基于HCOAG算法优化KELM的全钒液流电池SOC估计

针对直流微电网储能系统中全钒液流电池SOC难以精确估计的问题,提出一种基于郊狼算法(coyote optimization algorithm, COA)与灰狼算法(grey wolf optimization, GWO)的混合算法(hybrid COA with gwo, HCOAG)优化核极限学习机(kernelextremelearningmachine, KELM)的全钒液流电池SOC估计方法。首先将改进的郊狼算法(improved COA, ICOA)与简化操作的灰狼算法(simplified GWO, SGWO)采用正弦交叉策略融合组成HCOAG算法,利用HCOAG算法对KELM模型的参数进行寻优。然后利用基准函数对HCOAG算法进行测试,并与其他智能算法对比寻优能力。最后通过CEC-VRB-5 kW型号电池进行仿真和实验,验证了该估计方法的准确性与可行性。结果表明,所提HCOAG-KELM方法估计精度优于GWO-KELM、ICOA-KELM、KELM、扩展卡尔曼滤波(extended kalman filter, EKF)和无迹卡尔曼滤波(unscented kalman...     

全钒液流电池用聚丙烯腈石墨毡电极研究

利用循环伏安法研究了聚丙烯腈石墨毡在经浓硫酸处理5h后又在450℃条件下恒温2h的电化学性能。结果表明,在硫酸氧钒的酸性溶液中,处理后的电极具有较好的电化学性能。对于负电对V2 /V3 ,△Ep从0.31V降为0.11V,表明处理后的聚丙烯腈石墨毡电极对于负电对具有电化学可逆性,而对于正电对VO2 /VO2 在该电极上却是电化学不可逆的。通过扫描电镜(SEM)图可以看出石墨毡电极表面在处理后除去了表面污染物和一些可能抑制反应的限制层,使表面变得光滑。在不同VOSO4及H2SO4浓度的试验中发现处理后的电极在高浓度的电解液中具有良好的性能。     

全钒液流电池性能及电极材料研究

进行了石墨毡活化前后的性能比较,利用充放电仪器研究了经浓硫酸活化的聚丙烯腈基石墨毡作为电极的全钒液流电池的电化学性能.结果表明:(1)对石墨毡进行浓硫酸活化可增强其化学活性;(2)电池的库仑效率随着充放电电流的增加先增大后减小,最高可达95,01％;(3)电池的能量效率随着充放电电流的增加而减小,最高可达75.20％;(4)电池的交流内阻随电池SOC增加而减小.     

电动汽车用铅酸电池管理系统SOC算法研究

SOC数据是电动车运行过程中一个重要的参数,它是防止电动车蓄电池过充和过放的主要依据。通过安时(Ah)积分法和开路电压法相结合的方法来估算电池荷电状态(SOC)。利用ADVISOR整车仿真软件,在MATLAB/Simulink仿真平台上搭建了SOC仿真模型验证估算方法的精确性。在电池管理系统硬件设计中,系统采用了分散采集集中处理的设计方案,采用MC9S12DP128MPV控制芯片进行信息处理计算,得出电池荷电状态和单体电池工作状态、电流、温度等信息,并在软件中实现了算法的嵌入式应用。     

基于COA-ASRCKF的单液流锌镍电池SOC估计

针对容积卡尔曼滤波(CKF)算法在迭代过程中存在诸多破坏协方差对称性和正定性的敏感操作,进而导致算法终止的现象,提出一种自适应平方根容积卡尔曼滤波(ASRCKF)算法.采用ASRCKF算法在估算单液流锌镍电池荷电状态(SOC)时,过程噪声协方差Q、量测噪声协方差初值R(0)和状态误差协方差初值P0的设定,对估算精度和鲁...     

大容量锂离子电池SOC估算原理及应用

大容量锂离子电池拥有优越的性能,通过SOC的精确估算才能使其工作在最优状态,充分发挥性能,提高经济效益.为了提高大容量锂离子电池SOC估算的准确性,总结了SOC估算中的一些方法,包括放电实验法、安时积分法、开路电压法、卡尔曼滤波法、神经网络法和电化学阻抗谱法;介绍了各种SOC估算方法的原理;讨论了各种SOC估算方法应用中存在的优缺点.     

全钒液流电池关键材料的研究进展

全钒液流电池相对传统蓄电池有很多优点。综述了全钒液流电池的关键材料的研究进展,其重点包括电极材料、电解液和隔膜。     

全钒氧化还原液流电池关键材料研究现状

全钒氧化还原液流电池是一种环保的规模化储能电池,由于其电池输出功率与储能容量彼此独立,适用于风能、太阳能等可再生能源发电过程和电网调峰过程,作为规模化储能装置使用。介绍了全钒液流电池的关键材料,电极材料的种类、特点和电极改性方法;报导了电池隔膜材料和电解液材料改性方法等国内外最新研究进展。     

全钒氧化还原液流电池研究进展

全钒氧化还原液流电池(Vanadium Redox Flow Battery,VRFB)以其灵活、环保等特性,在储能领域备受关注。作为VRFB的重要性能指标,能量效率和能量密度一直是研究热点。介绍了用于提高能量效率的优化液流电池系统结构和用于提高能量密度的盐酸体系支持电解质,并分析了其影响机理。     

全钒液流电池系统漏电功率影响因素研究

基于Simulink仿真平台,建立了多电堆串联运行全钒液流电池系统漏电回路等效模型,分析了电堆内串联单电池数量、系统盘管等效电阻、系统串联电堆数量以及系统开路电压等因素对系统整体漏电功率的影响规律及变化情况。仿真结果表明,电堆内串联单电池数量越少、系统盘管等效电阻越大、系统串联电堆数量越少、系统开路电压越小,系统整体漏电功率越小,但漏电功率的变化速率随上述各种因素的变化各有差异。该研究为全钒液流电池的多电堆串联运行系统的优化设计及风险防范提供了参考依据。     

一种全钒液流电池并网控制系统的仿真设计

分布式发电系统通过将各种不同的能源形式转换为电能加以利用,是分布式能源最有效的利用方式之一。全钒液流电池是大型的电力存储系统,在分布式电源中有许多潜在的应用。介绍了微电网的系统结构,阐述了储能电池的作用,设计了5 k W全钒液流电池放电系统的双环控制系统,详细分析了电流内环和电压外环控制器的设计过程。基于全钒液流电池的等效电路模型和放电特性,利用Matlab搭建了5 k W全钒液流电池放电系统的仿真电路,仿真表明了设计的合理性。     

添加剂对全钒液流电池电解液稳定性的影响

为获得更高浓度、更稳定的钒电池阳极电解液,在钒离子硫酸溶液中分别加入了硫酸钾、硫酸钠、硫酸锌、尿素、柠檬酸、柠檬酸钠、柠檬酸三钠和EDTA,并恒温在43℃保存。利用电位滴定分别测定钒离子硫酸溶液恒温保存1和30 d后的钒离子浓度。结果表明,硫酸钾、硫酸钠、硫酸锌、尿素等添加剂可以使钒离子硫酸溶液更稳定,而柠檬酸、柠檬酸钠、柠檬酸三钠和EDTA不适合做添加剂。     

钒氧化还原液流电池石墨-炭黑复合电极性能

采用循环伏安法研究了炭黑和石墨材料对电极电化学性能的影响。炭黑-石墨的复合材料电极,不仅综合了单纯的石墨和炭黑的优点,而且还完整地出现了钒离子电对V2 /V3 、V3 /VO2 和VO2 /VO2 三对氧化还原峰,并且表现出较好的电化学活性。在所研究的范围内,较合适的质量配比为:m (石墨)︰m(炭黑)=3︰1。分别计算了各种钒离子电化学反应扩散系数D0,其中VO2 /VO2 电对的还原反应中D0可达到4.44×10-5 cm2·s-1,显示了良好的电化学活性。