全钒液流电池系统温度应力的响应特性研究

发布时间：2020-12-20 07:57

　　掌握全钒液流电池在运行工况温度应力作用下的特性响应能力,对提高全钒液流电池储能系统的性能、可靠性和经济性有着重要的作用。开展了温度应力对全钒液流电池容量、效率和内阻等特性影响的实验研究,分析了全钒液流电池性能随温度应力变化的规律。实验结果表明,在0～30℃,全钒液流电池系统的容量和效率随温度的降低显著降低,内阻随温度的上升而呈现二次函数的下降规律。在20～30℃,与功率需求相应的容量响应能力逐渐降低,但能提供50%可用容量,在0～10℃,功率需求增加对系统的库仑效率影响显著。研究结果为优化全钒液流电池的设计方案和运行管理策略提供了实验依据。 

【文章来源】：电源技术. 2020年11期 北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

图２?ＶＲＦＢ系统温度应力响应特性测试原理图??２实验方案设计??为了得到ＶＲＦＢ系统的温度应力响应特性，将５?ｋＷ／１０??

采用高低温箱，温度范围为－５０？１３０＇Ｃ，温度偏差??为±?２．０?＇Ｃ，容积为１２?ｍ３。数据采集平台采用Ｒｅｍｏｔｅ?Ｉｎｐｕｌ／??Ｏｕｔｐｕｔ终端，通信接口?ＲＳ４８５，５１２路数据采集通道。综合分析??测试平台采用电池测试系统软件ＶｉｓｕａＬＣＮ。??图２?ＶＲＦＢ系统温度应力响应特性测试原理图??１实验平台的搭建??２实验方案设计??１．１实验对象??本文所研究的对象是５?ｋＷ／１０?ｋＷｈ?ＶＲＦＢ系统。该ＶＲＦＢ??系统主要由电堆、电解液和循环系统３部分构成，如图１所示。??图１?温度应力测试中的５?ｋＷ／１０?ｋＷｈ?ＶＲＦＢ系统??电堆是提供电化学反应的场所，是实现储能系统电能和??化学能相互转换的平台６电解液为钒离子的硫酸溶液，在充放??电过程中不同价态钒离子进行氧化还原反应，将电能转化为??化学能。循环系统主要包括泵和循环管路，循环系统为电池提??供基本的运行条件。辅机控制系统主要包括传感器和就地监??控单元，具有采集数据、安全保护和通讯等功能。??５?ｋＷ／１０?ｋＷｈ的ＶＲＦＢ系统参数如表１所示。??表?１?５?ｋＷ／１０?ｋＷｈ?ＶＲＦＢ?参数??参数??数值??额定功率／ｋＷ??５??额定能量／ｋＷｈ??１０??电堆数／个??１??单体电池数／个??３８??单体电池电压范围斤??１．００?？１．５５??电解液体积／ｍ３??０．８??通讯接口??ＲＳ４８５??１．２测试平台的搭建??ＶＲＦＢ系统测试平台主体包括功率源、环境模拟、数据采??集和综合分析测试平台４个部分，如图２所示。其中，功率源??为了得到ＶＲＦＢ系统的温度应力响应特性，将５?ｋＷ／１０??ｋＷｈ的ＶＲ

等性能影响的实验研究，分析不同环境温度应力下ＶＲＦＢ??系统性能的变化规律。??平台为充放电测试设备，输出电压为５？１００?ＶＤＣ，输出电流??范围为±?３００?Ａ?ＤＣ，电流控制精度为满量程的０．１％。环境模??拟平台采用高低温箱，温度范围为－５０？１３０＇Ｃ，温度偏差??为±?２．０?＇Ｃ，容积为１２?ｍ３。数据采集平台采用Ｒｅｍｏｔｅ?Ｉｎｐｕｌ／??Ｏｕｔｐｕｔ终端，通信接口?ＲＳ４８５，５１２路数据采集通道。综合分析??测试平台采用电池测试系统软件ＶｉｓｕａＬＣＮ。??图２?ＶＲＦＢ系统温度应力响应特性测试原理图??１实验平台的搭建??２实验方案设计??１．１实验对象??本文所研究的对象是５?ｋＷ／１０?ｋＷｈ?ＶＲＦＢ系统。该ＶＲＦＢ??系统主要由电堆、电解液和循环系统３部分构成，如图１所示。??图１?温度应力测试中的５?ｋＷ／１０?ｋＷｈ?ＶＲＦＢ系统??电堆是提供电化学反应的场所，是实现储能系统电能和??化学能相互转换的平台６电解液为钒离子的硫酸溶液，在充放??电过程中不同价态钒离子进行氧化还原反应，将电能转化为??化学能。循环系统主要包括泵和循环管路，循环系统为电池提??供基本的运行条件。辅机控制系统主要包括传感器和就地监??控单元，具有采集数据、安全保护和通讯等功能。??５?ｋＷ／１０?ｋＷｈ的ＶＲＦＢ系统参数如表１所示。??表?１?５?ｋＷ／１０?ｋＷｈ?ＶＲＦＢ?参数??参数??数值??额定功率／ｋＷ??５??额定能量／ｋＷｈ??１０??电堆数／个??１??单体电池数／个??３８??单体电池电压范围斤??１．００?？１．５５??电解液体积／ｍ３??０．８??通讯接口??ＲＳ４


本文编号：2927513