全钒液流电池多场耦合建模研究

• 作者: 邵军康 李鑫 邱亚 朱浩宇 张里 侯杨成
• 来源期刊: 高电压技术
• 关键词: VRB 建模 温度变化 流量控制 系统效率
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 高压电磁效应及其特性|High Voltage Electromagnetic Effects and Their Characteristics
• 页码范围: 1881-1891
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.20200664

摘要

为了提高全钒液流电池(vanadium redox battery,VRB)的系统效率,基于全钒液流电池的组成和工作原理,将VRB等效电路模型、流体力学模型、电化学模型和温度模型相互耦合,建立了计及温度变化的全钒液流电池混合模型.其中等效电路模型总体展现VRB的电学关系,流体力学模型、电化学模型和温度模型分别展现VRB运行过程中的动量传递过程、质量传递过程和热量传递过程,4种模型将VRB运行过程中的"三传一反"同电学关系结合,并通过Matlab/Simulink仿真分析验证了该模型的准确性.通过对计及温度变化的全钒液流电池混合模型仿真,分析温度变化、流量分配变化和VRB系统效率的耦合关系.结果 表明,充放电期间的最优流量是关于荷电状态(state of charge,SOC)和温度的函数,通过仿真分析得到不同时段温度下,各SOC的最优流量值.模拟5 kW 4h全钒液流电池储能系统选择计及温度变化的最优流量控制策略,仿真结果表明系统效率由73.7％提高至76.4％.