大容量液流电池系统数学模型与仿真

发布时间：2020-06-30 04:06

【摘要】：大容量液流电池系统LCFBS(Large Capacity Flow Battery System)的内电阻特性与锂电池、铅蓄电池有较大差异。基于100 k W全钒液流电池系统的试验数据,采用多元高次多项式拟合的方法得到内阻的精确解析式,再根据电动势和荷电状态SOC(State Of Charge)的理论解析式,构建了大容量液流电池系统的数学模型;利用MATLAB/Simulink搭建了具有一定精度的容量液流电池系统单元的仿真模型,通过仿真验证了数学模型的精确度,使内阻的相对误差控制在4.5%以内。
【图文】：

issn.1006－6047.2015.08.011大容量液流电池系统数学模型与仿真王亚光，王秋源，陆继明，毛承雄，王丹，杨峗（华中科技大学强电磁与新技术国家重点实验室，湖北武汉430074）Vol．35No．8Aug.2015第35卷第8期2015年8月收稿日期：2014－09-05；修回日期：2015-06-23基金项目：国家重点基础研究发展计划（973计划）资助项目（2010CB227206）ProjectsupportedbytheNationalBasicResearchandDevelop-mentProgramofChina（973Program）（2010CB227206）图1全钒氧化还原液流电池原理图Fig.1SchematicdiagramofvanadiumredoxflowbatteryV5+／V4+正极电解液储罐V2+／V3+负极电解液储罐V5+V4+V2+V3+H+e-e-泵电极质子交换膜泵V5+V2+V4+V3++-+e-e-++-电池

3+p21·x2y+p12·xy2（14）当P=2时：R（x，y）=p00+p10·x+p01·y+p20·x2+p11·xy+p02·y2+p30·x3+p21·x2y+p12·xy2p40·x4+p31·x3y+p22·x2y2（15）其中，x、y分别代表SOC、S。根据表2中的电池原始数据可以拟合得到一组模型参数如表3所示，其置信区间取为95%。通过以上方法拟合得到的三维图如图7所示。图中，z轴代表R，x轴代表SOC，y轴代表S，三维图0.0340506070800.040.05R／ΩSOC／%图5单电堆内阻随SOC的变化趋势Fig.5Curveofinternalresistancevs.SOCforsinglecell-stack40608000.120.24R／ΩSOC／%S=10，P=1，S=8，P=1S=6，P=1，S=5，P=2S=4，P=2，S=3，P=2单电堆图6不同容量电池的内阻随SOC变化趋势（电池原始数据）Fig.6Curveofinternalresistancevs.SOCfordifferentbatterycapacities（originaldata）串并联方式R／ΩSOC1SOC2SOC3单电堆0.0420.0380.037S=6，P=10.1730.1610.135S=8，P=10.2200.1740.167S=10，P=10.1780.1760.173S=3，P=20.0420.0380.037S=4，P=20.0550.0440.042S=5，P=20.0690.0560.055表2内阻与S、P、SOC的关系Table2RelationshipbetweeninternalresistanceandSOCsfordifferentconfigurationmodes（S，P）SOCR／ΩSOCR／Ω0.40.04190.70.03630.50.03890.80.03680.60.0369表1单电堆内阻与SOC的关系Table1Relationshipbetweeninternalresistanceofsinglecell-stackandSOC电力自动化设备第35卷

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本文编号：2734836