專利名稱：用于液流電池組的控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
在此披露的實施方式總體上涉及控制系統(tǒng)，具體而言涉及一種用于液流電池組 (flow cell battery)的控制系統(tǒng)。
背景技術：
現(xiàn)在對新穎而創(chuàng)新的電力存儲系統(tǒng)的需求日益增加。氧化還原(Redox)液流電池組已經(jīng)成為用于這種能源存儲的具有吸引力的裝置。尤其是在來自電網(wǎng)的電力不可靠的區(qū)域，氧化還原電池組能夠被用作能源備份供應源用于在電力需求低谷時間存儲能量而在電力需求高峰時間供應能量的能源負荷變化的情況，以及用于在替代能源(例如，太陽能、風能、潮汐能、或其他能源)不可獲得或產(chǎn)量較低時在替代能源系統(tǒng)進行存儲以便提供電力。例如，在氧化還原電池組系統(tǒng)中，電池組電池可包括兩個電極，每個電極都浸沒在電解液中。兩個電極通過隔膜分開。當電流在這兩個端子之間流動并且?guī)щ婋x子穿過所述隔膜時該電池組放電，。所述電解液流過所述電池組使得通過電池自身的大小來決定所存儲能量的量。在電流被提供到所述端子之間并且?guī)щ婋x子返回穿過所述隔膜對電池的兩個分開電解液充電時電池組被充電。電能由此通過對這兩個電解液進行適當?shù)某潆姸淮鎯ζ饋怼榱颂峁┮恢碌碾娏?，重要的是，液流電池組多個元件之間要正確地工作。例如，液流電池的性能會基于諸如充電狀態(tài)、溫度、電解液液面、電解液濃度的參數(shù)以及諸如泄漏、泵送問題以及用用為電子提供動力的電力供應故障之類的故障狀態(tài)而改變。要作為一個有效的電力存儲系統(tǒng)，理想的是，需要使得液流電池組的維護和檢測工作量最小化。因此，人們存在一種對用于液流電池組系統(tǒng)的控制和監(jiān)測系統(tǒng)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，已期望利用存儲器標簽用于廣闊范圍的應用。例如，希望使用存儲器標簽來增強零售商業(yè)產(chǎn)品的便利性。根據(jù)這些實施例，披露了一種用于控制液流電池組系統(tǒng)的控制器。在這些實施例中，所述控制器包括一個或多個處理器，用于執(zhí)行狀態(tài)機，該狀態(tài)機包括停機(shutdown) 狀態(tài)、當液流電池組系統(tǒng)被開啟時從停機狀態(tài)轉變來的初始化狀態(tài)、從初始化狀態(tài)轉變來電鍍(plating)狀態(tài)、從電鍍狀態(tài)轉變來的充電狀態(tài)、如果充電完成時可從充電狀態(tài)轉變來的浮充電(float)狀態(tài)、如果檢測到發(fā)電情況時從充電狀態(tài)或浮充電狀態(tài)轉變來的放電狀態(tài)、以及在液流電池組被放電到閾值電平之下時可從放電狀態(tài)轉變來的休眠 (hibernate)狀態(tài)，其中所述休眠狀態(tài)在檢測到充電條件時轉變到充電狀態(tài)。在一個實施例中，在電鍍狀態(tài)下，所述電極的至少一部分被電鍍上一種電鍍金屬。 在充電狀態(tài)，使得在液流電池組中的所述電解液的至少一部分處于被充電化學狀態(tài)。在放電狀態(tài)下，電力被供應到與處于放電狀態(tài)下的液流電池組系統(tǒng)藕接的負載。在一個實施例中，如果電極的電鍍完成時，所述控制器將所述液流電池組系統(tǒng)切換到充電狀態(tài)。當?shù)剿鲆毫麟姵亟M系統(tǒng)的電力被斷開并且負載被藕接到所述液流電池組系統(tǒng)時，所述控制器還將所述液流電池組系統(tǒng)從所述充電狀態(tài)切換到放電狀態(tài)。所述液流電池組系統(tǒng)還可以在浮充電狀態(tài)下運行。相對于在充電狀態(tài)期間被提供到電極的電力而言，在浮充電狀態(tài)下，到液流電池組系統(tǒng)的電力減小。在所述液流電池組系統(tǒng)的電荷的狀態(tài)大于預定充電設置點時以及在電力被供應到所述液流電池組系統(tǒng)時，所述控制器將所述液流電池組系統(tǒng)從充電狀態(tài)切換到浮充電狀態(tài)。在一些實施例中，所述預定充電設置點是超過80 %、85 %、90 %、95 %、或99 %的電荷的狀態(tài)。在到所述液流電池組系統(tǒng)的電力被斷開并且負載藕接到所述液流電池組系統(tǒng)時，所述控制器還可以將所述液流電池組系統(tǒng)從浮充電狀態(tài)切換到放電狀態(tài)。所述液流電池組系統(tǒng)還可以運行在休眠狀態(tài)。在所述液流電池組系統(tǒng)的電荷的狀態(tài)小于一個預定的放電設置點并且沒有電力正被供應到所述液流電池組系統(tǒng)時，所述控制器將所述液流電池組系統(tǒng)從放電狀態(tài)切換到休眠狀態(tài)。在有些實施例中，所述預定放電設置點是小于20%、15%、10%、5%或1 %的電荷的狀態(tài)。當電力被供應到所述液流電池組系統(tǒng)是，所述控制器還可以將所述液流電池組系統(tǒng)從休眠狀態(tài)切換到充電狀態(tài)。在一些實施例中，當在放電狀態(tài)期間電力被供應到所述液流電池組系統(tǒng)時且當所述液流電池組系統(tǒng)的電荷的狀態(tài)小于預定的充電設置點時，所述控制將所述液流電池組系統(tǒng)從放電狀態(tài)切換到充電狀態(tài)。所述液流電池組系統(tǒng)還可以在停機狀態(tài)運行。在檢測到故障時，控制器可以將所述液流電池組系統(tǒng)從任何狀態(tài)切換到停機狀態(tài)。如果所述停機時由于在所述液流電池組系統(tǒng)的輸出部分或在所述液流電池組系統(tǒng)內(nèi)的短路導致的，那么所述液流電池組系統(tǒng)可以在經(jīng)過預定的時間后擺脫這種停機。所述液流電池組系統(tǒng)還可以在初始化狀態(tài)下運行。當電力被供應到在停機狀態(tài)下運行的液流電池組系統(tǒng)時，控制器將所述液流電池組系統(tǒng)切換到初始化狀態(tài)。在初始化狀態(tài)完成時所述控制器將所述液流電池組系統(tǒng)切換到電鍍狀態(tài)。


借助于下面對實施例的詳細描述并參見所附的附圖，本領域的技術人員能更清楚本發(fā)明的有點，其中所述附圖為圖1圖解了根據(jù)一些實施例的液流電池組系統(tǒng)的特定離子。圖2圖解了根據(jù)一些實施例的藕接到控制系統(tǒng)的液流電池組。圖3圖解了根據(jù)一些實施例的容納液流電池組的艙室(cabinet)以及藕接到控制系統(tǒng)的溫度控制系統(tǒng)。圖4圖解了根據(jù)一些實施例的用于液流電池組系統(tǒng)的外部環(huán)境。圖5圖解了根據(jù)一些實施例的控制系統(tǒng)。圖6圖解了用于控制系統(tǒng)運行的狀態(tài)功能圖。圖7和8圖解了能夠用于液流電池組系統(tǒng)的通信系統(tǒng)。圖9圖解了具有繼電器(relay)控制板的控制板系統(tǒng)的示意圖。圖10描述了繼電器控制板的實施例的示意圖。圖11描述了 DAC對無負載輸出電壓的曲線。
圖12描述了泵送控制算法的示意圖。圖13貓鼠了用于再平衡電池的泵送控制校正方案。盡管本發(fā)明可以進行各種形式的修改或替換，但是其具體實施方式
在附圖中通過舉例的的方式進行顯示，并且在此進行了詳細的描述。所述附圖并不是按照比例描繪的。不過需要理解的是，這些附圖和詳細描述并不是為了將本發(fā)明限定為所披露的特定形式，而是恰恰相反，其意圖是為了覆蓋落入所附權利要求所限定的本發(fā)明的構思和范圍之內(nèi)的所有修改形式、等同形式以及替代形式。
具體實施例方式需要理解的是，本發(fā)明并不限于特定的裝置或系統(tǒng)，這些裝置或系統(tǒng)當然可以改變。還需要理解的是，此處所使用的術語僅僅是為了描述特定的實施方式，而不是為了進行限定。如在本說明書中和所附權利要求書中所用到的，單數(shù)形式“一”、“一個”以及“該”包括單數(shù)個或復數(shù)個指引物，除非該內(nèi)容明確指出了另外一種情況。圖1圖解了一種包括氧化還原電池202的氧化還原液流電池組系統(tǒng)100。如圖1 所示，電力接收于幾個源，包括外部電力線152或發(fā)電機154(例如，柴油或天然氣電力發(fā)電機)。通常，外部電力線可以從任何源提供能量，包括電力網(wǎng)或諸如太陽能、潮汐能、風能或其他形式能量的發(fā)電機的專用發(fā)電機。整流器102接收AC (交流)電力，該整流器藕接以便向負載164提供DC(直流)電力。當AC電力被供應給整流器102時，DC電力從整流器 102提供到液流電池組系統(tǒng)100。在圖1所示的實施例中，被供應到氧化還原液流電池組系統(tǒng)100以及負載164的DC電力被供應到參考總線(reference bus)和B總線(Bbus)之間。如圖1所示，氧化還原液流電池組系統(tǒng)100包括氧化還原液流電池202以及再平衡電池228。當切換器167閉合時，氧化還原液流電池202通過C總線(Cbus)向或從降壓-升壓(buck-boost)電路提供或接收DC電力。與本申請同時提交的、要求于2009年 5月觀日提交的題目為“降壓-升壓電路(Buck-Boost Control Circuit) ”的申請?zhí)枮?61/182,082的美國臨時專利申請的優(yōu)先權的美國專利申請中描述了降壓升壓電路110的一個例子。在充電過程中，降壓-升壓電路110將來自整流器102的充電電流提供給氧化還原液流電池202以便對氧化還原液流電池組系統(tǒng)100進行再充電。在放電過程中，當整流器102沒有提供電力時，降壓-升壓電路在負載164上提供電力。當切換器166閉合時， 降壓-升壓電路110提供或接收電力。再平衡電池2 藕接到氧化還原液流電池202以便在運行期間對電解液進行再平衡。再平衡電池2 受到再平衡控制板120的控制。在與本申請同時提交的，要求于2009年 5月28提交的題目為“液流電池再平衡(Flow Cell Rebalancing) ”的申請?zhí)枮?1/182，099 的美國臨時專利申請的優(yōu)先權的題目為“液流電池再平衡(Flow Cell Rebalancing) ”的美國專利申請中，還描述了再平衡電池2 和再平衡控制板120 —些實施例，這兩篇文獻都以引用方式結合在此。如圖1所示，當切換器168閉合時，可以通過再平衡控制板120將電力供應到再平衡電池228。電子設備130監(jiān)測和控制液流電池組系統(tǒng)100的運行。如圖1所示，電子設備130 藕接到再平衡控制板120，并且監(jiān)測rn^us和Cbus。電子設備130還藕接以便控制氧化還原液流電池202中的電解液的流動。電子設備130從C-Bus或B-Bus獲取電力，如圖所示，以便確保電力得以維持到該控制電子設備。圖2圖解了氧化還原液流電池組212，其包括氧化還原液流電池202和再平衡電池 228。氧化還原液流電池組一個或多個氧化還原液流電池202，每個電池具有通過隔膜205 分隔開的陰極側和陽極側。所述電池的末端由電極256和258限定。在氧化還原液流電池組212中，電極256是陽極(anode)電池組端子，而電極258是陰極(cathode)電池組端子。 用于陽極的電解液存儲在槽204中，用于陰極的電解液儲存在槽206中，并且流過氧化還原液流電池202。因此，在存儲在電解液中的化學能和氧化還原液流電池202的電能之間進行能量轉換。因此，氧化還原液流電池組212上的電荷僅僅通過槽204和206的存儲容量進行限制。液流電池層疊組件(stack)的運行以及隔膜的成分(composition)也在于2008年 7月1日提交的申請?zhí)枮?2/217，059，題目為“氧化還原液流電池(redox fow cell) ”的美國專利申請中進行了描述，該專利申請通過引用方式結合在本申請中。液流電池層疊組件的構造也在于2009年10月09日提交的申請?zhí)枮?2/577，134，題目為“普通模塊層疊組件元件結構(Common Module Stack Component Design) ”的美國專利申請中進行了描述，該專利申請通過引用方式結合在本申請中。槽204和206可以包括液位傳感器來確定所述槽中液體的液位。液位傳感器的例子也在于2009年10月09日提交的申請?zhí)枮?2/577，147， 題目為“用于導電性液體的液位傳感器(Level Sensor for Conductive Liquids) ”的美國專利申請中進行了描述，該專利申請通過引用方式結合在本申請中。電極256和258的例子也在于2009年10月08日提交的申請?zhí)枮?2/576，235，題目為“磁流收集器(Magnetic Current Collector) ”的美國專利申請中進行了描述，該專利申請通過引用方式結合在本申請中。如圖2所示，來自槽206的電解液可通過泵218經(jīng)過管道220被泵送到氧化還原液流電池202中并且經(jīng)過管道248返回到槽206中。而且，來自槽204的電解液可通過泵 216經(jīng)過管道214被泵送到氧化還原液流電池202中并且經(jīng)過管道268返回到槽204中。 在一些實施例中，泵216和218可以分別布置在槽204和206內(nèi)。在一些實施例中，在液流電池層疊組件202運行過程中，會產(chǎn)生氫氣，并且氧化還原液流電池202每個半電池中的電解液變得不平衡。再平衡電池2 起到再平衡電解液的作用。如圖2所示，再平衡電池2 包括有隔膜234分隔開的電極232和236。電解液可以通過管道222被傳送到隔艙230中以及通過管道2M返回到槽204中。而且，隔艙238可以部分填充(filed)通過管道2 從槽204傳送過來的電解液。而且，在閥門250開啟時， 隔艙238可以通過管道252被排干到槽204中。閥門250也可以是一個泵，以便將液體從隔艙238中移送到槽204中。如圖2 所示，the level of electrolyte 208 in 隔艙 238 中的電解液 208 的液位可以利用低液位傳感器248和高液位傳感器246來進行控制。因為在隔艙238中的再平衡過程中存在電解液的損耗，當液體的液位到達低液位傳感器248時，來自槽204可以用來補充(refill)隔艙238直到液體到達高液位傳感器246為止。在經(jīng)過一定次數(shù)的補充之后，需要完全替換隔艙238中的電解液。在這種情況下，當隔艙238中的電解液的液位到達低液位傳感器248時，閥門250可以開啟，以便使得液體排出到槽204中或被泵送回槽204 中，然后從槽204中進行補充隔艙238。在一些實施例中，可以使得電解液流過隔艙238在預定時間段以便在補充新的電解液之前將液體沖刷出隔艙238。
如圖2所示，氫氣會通過管道212從槽206流進隔艙238。當在電極232和236之間施加電力以及隔艙238被部分填充電解液208時，會產(chǎn)生氯氣，使得氯氣和氫氣的混合物積累在隔艙238中的液面之上。UV光源244安裝在隔艙238中的氣體區(qū)域。來自UV光源 244的光使得氫氣和氯氣形成氯化氫HCl，其被隔艙238中的電解液208的液體吸收。氫離子能夠穿過隔膜234與正流過隔艙230的電解液238的成分相互作用。氫氣和氯氣在濃度方面存在問題，尤其是存在UV輻射時。為了監(jiān)測該過程，并且為了最終控制該過程，在隔艙238中提供了傳感器240和M2。例如，如果溫度或壓力超過設定的閾值，就可以采用諸如關閉氧化還原液流電池組212的某種措施。傳感器242測量氯氣和氫氣的相對濃度。氯的濃度和氫的濃度的比率可以保持在一個特定的水平，例如， 在1和2之間，以便安全地控制氯化氫HCl的形成。傳感器M2的例子也在與本申請同時提交的，要求于2009年5月觀日提交的申請?zhí)枮?1/182，076，題目為“氯化氫水平檢測器 (Hydrogen Chloride Level Detector) ”的美國臨時專利申請的、題目為“氯化氫水平檢測器(Hydrogen Chloride Level Detector) ”的美國專利申請中進行了描述，這兩個專利申請通過引用方式結合在本申請中。圖3圖解了一個殼體(enclosure) 312，其容納有氧化還原液流電池212。如圖3 所示，殼體312包括下部306和上部308.下部306容納保持槽206和204。上部308容納液流電池層疊組件202、再平衡電池228、控制電子設備302、以及所有其它的配線、管件 (plumbing)、閥門、泵、以及氧化還原液流電池組212其它構件。氧化還原液流電池組212 可以為任意大小，因此殼體312可以為能夠容納氧化還原液流電池組212的任意尺寸或形狀。氧化還原液流電池組可以在一個溫度范圍內(nèi)有效地運行，例如，在大約30°C和大約50°C之間。不過，氧化還原液流電池組也可以在處于在時間上變化較大的熱環(huán)境條件中。例如，氧化還原液流電池組可以放置在炎熱環(huán)境中的陽光位置或在寒冷環(huán)境中的陰涼位置。盡管如此，the temperature of the electrolyte in保持槽206禾口 204中電解液的溫度以及電子設備302、氧化還原液流電池202、以及再平衡電池228的溫度也應該維持在氧化還原液流電池組212的有效運行范圍之內(nèi)。氧化還原液流電池組212的熱量管理披露在于2009年10月09日提交的申請?zhí)枮?2/577，127，題目為“液流電池組的熱量控制 (Thermal Control of a flow cell battery) ”的美國專利申請中，該專利申請通過引用方式結合在本申請中。殼體312可以是氧化還原液流電池組212的熱量管理的部分。如圖3所示，在下部306中的保持槽206和204周圍創(chuàng)建流體墊層(blanket) 316。而且，在上部308中的液流電池層疊組件202、電子設備302、以及再平衡電池28周圍也存在流體墊層318。流體墊層316和流體墊層318可以是空氣墊層，其被用于從熱量方面來控制溫度。不過，在一些實施例中，流體墊層316或流體墊層318可以是能夠用來調整殼體312的內(nèi)部熱量的水、油或其他液體。溫度傳感器320和322可以用來監(jiān)測槽206和204中電解液的溫度。溫度傳感器 324可用于監(jiān)測上部308的溫度。而溫度傳感器3 可用于監(jiān)測c環(huán)境(ambient)溫度。 控制電子設備302接收來自溫度傳感器320、322、324、以及326的溫度讀數(shù)，隨后能夠控制風扇、鼓風機、或液體泵以及家加熱器來控制電池組112的運行溫度。例如，在圖3中，鼓風機330和3 可以控制墊層316中空氣流動。風扇332和334可以控制墊層318中空氣流動。圖4圖解了到布置在殼體312中的氧化還原液流電池組系統(tǒng)100的某些實施例的輸入和輸出。如圖4所示，液流電池組系統(tǒng)100從整流器102接收DC電力。用戶顯示面板 410可包括指示器412和數(shù)字顯示器414，用于將氧化還原液流電池組系統(tǒng)100的狀態(tài)通訊傳遞給用戶。此外，用戶顯示面板416可以包括輸入面板416，來接收來自用戶的輸入命令。這種輸入命令可以包括電源上升(power-up)命令、停機命令、以及各種對信息的請求， 其結果可以顯示在指示器412或顯示器414上。可以提供接口 420來使得液流電池組系統(tǒng) 100外部設備進行通訊。接口 420也可以被藕接以便使得液流電池組系統(tǒng)100通過英特網(wǎng)或者電話有線或無線地與和液流電池組系統(tǒng)100分離的監(jiān)測和控制系統(tǒng)進行通信。圖5所示的是電子設備160的實施例。電子設備160包括控制系統(tǒng)100的所有方面的控制系統(tǒng)。如圖5所示，電子設備160包括系統(tǒng)控制器510。系統(tǒng)控制器510包括一個或多個處理器512、易失性或非易失性存儲器514、以及接收和處理各種輸入信號并驅動輸出信號的信號處理器516。如圖5所示，控制器510接收分別在傳感器532和534中的在Kxis上的電壓和電流。此外，流向或來自電池層疊組件202的電壓和電流被分別提供在傳感器536和538 中。泄漏檢測器輸入端M0542、以及544提供關于氧化還原液流電池組系統(tǒng)100中液體泄漏的信息。例如能夠區(qū)分電解液泄漏的泄漏檢測器的實施例在與本申請同時提交的，要求于2009年5月觀日提交的申請?zhí)枮?1/182，077，題目為“光學泄漏檢測傳感器(Optical Leak Detection knsor”的美國臨時專利申請的、題目為“光學泄漏檢測傳感器(Optical Leak Detection Sensor) ”的美國專利申請中進行了描述，這兩個專利申請通過引用方式結合在本申請中。泄漏傳感器可以布置在隔艙312中的各種位置，可以提供在泵216和 218中?？刂破?10還接收來自溫度傳感器討6548、550、552、554、556、以及558的信號， 例如，這些溫度傳感器是位于整個系統(tǒng)的各種位置的溫度傳感器。而且，可以從壓力傳感器 558接收信號。也可以從電解液泵216和218接收信號。例如，如圖5所示，可以接收每個泵的轉速(rpm)和從每個泵抽出的流量?？刂破?10向每個泵提供信號以便控制所述轉速(rpm)， 這又反過來控制多快地泵送電解液?？刂破?10還從各種風扇或鼓風機560接收和向各種風扇或鼓風機560提供信號以便液流電池組系統(tǒng)100的熱量控制。使用溫度傳感器546-556和風扇和鼓風機560來在熱量上管理液流電池組系統(tǒng)100也在于2009年10月09日提交的申請?zhí)枮?2/577，127，題目為“液流電池組的熱量控制(Thermal Control of a flow cell battery) ”的美國專利申請中被披露，該專利申請通過引用方式結合在本申請中。液位傳感器562提供關于電解液的液位的信息以及存儲在槽204和206中的電解液的情況信息。能夠作用液位傳562的液位傳感器實施例在于2009年10月09日提交的申請?zhí)枮?2/577，147，題目為“用于導電性液體的液位傳感器(Level Sensor for Conductive Liquids) ”的美國專利申請中進行了描述，該專利申請通過引用方式結合在本申請中。系統(tǒng)電壓監(jiān)測564向控制器510提供關于供應給控制電路的電壓的信號這些電壓
9包括例如5V、10V、15V、以及3. 3V供應源。在一些實施例中，控制器510可以監(jiān)測再平衡電池228。在該情況下，控制器510 接收來自再平衡電池系統(tǒng)電壓監(jiān)測器566、傳感器240中的監(jiān)測再平衡電池2 中的各個位置處的溫度的再平衡電池熱敏電阻(thermiSterS)568、再平衡電池LED 570、再平衡電池液位切換器572的信號、在電極232和236 (576)之間供應的再平衡電池電壓、在電極232和 236(576)之間的再平衡電池電流、以及提供對對再平衡電池閥門2 和250(578)的控制。 再平衡電池2 和再平衡控制板120還被披露在與本申請同時提交的，要求于2009年5月 28提交的題目為“液流電池再平衡(Flow Cell Rebalancing) ”的申請?zhí)枮?1/182，099的美國臨時專利申請的優(yōu)先權的、題目為“液流電池再平衡(Flow Cell Rebalancing) ”的美國專利申請中，這兩篇文獻都以引用方式結合在此。在一些實施例中，控制器510可以通過設備接口 530與一些設備進行通信，該設備接口 530可以是I2C接口。例如，控制器510可以通過I2C接口與再平衡控制板120和降壓-升壓110進行通信。而且，控制器510通過通信設備580與全球監(jiān)測系統(tǒng)520進行通信，該通信設備580可以無線或直接藕接到網(wǎng)絡。圖6圖解了能夠在用于使得液流電池組系統(tǒng)100運行的控制器510的狀態(tài)示意圖。如圖所示6，狀態(tài)機600起始于初始化狀態(tài)602。在主要切換器，切換器166，開啟時或在經(jīng)歷了短路(short)情況之后經(jīng)過預定時間短之后，控制器510轉變到系統(tǒng)初始化狀態(tài) 602。在一些實施例中，切換器168隨切換器166—起閉合。在初始化狀態(tài)602，負載164可以獲得并且液流電池組系統(tǒng)100被上電(power on)。而且，初始化軟件參數(shù)。一旦初始化步驟602完成，控制器510就轉變到電鍍步驟603。在電鍍狀態(tài)603期間，電力被施加到液流層疊組件202 (如圖2所示)的電極256 和258上以便使用添加到電解液中的用于液流層疊組件202中的電極的電鍍金屬(例如， 鉍金屬)提供電極的電鍍。在一些實施例中，在電極256和258上提供額定電壓的小電流。 當所述電流降低到電流閾值之下或電壓增加到電壓閾值之上時，電鍍完成。例如，在一些實施例中，電鍍電壓設置在18. 5V，電流為8安培(amps)。如果電流下降(crop)到4安培 (amps)以下或電壓增加到大約18. 5V，則電鍍完成。一旦電鍍完成，控制器510就轉變到充電狀態(tài)604。在一些實施例中，尤其是在一個新的液流電阻阻112被置于服務時，少量的電鍍金屬被添加到電解液208和210中并且在電鍍狀態(tài)603被電鍍到液流電池層疊組件202的電極。當液流電池層疊組件202已經(jīng)被電鍍時，在一些實施例中，電鍍狀態(tài)603越過不做。 在一些實施例中，電鍍狀態(tài)603在每次從初始化狀態(tài)602轉變來時進行。電鍍以低壓和低電流進行。為了完成電鍍狀態(tài)603，即使有些已經(jīng)完成電鍍的系統(tǒng)，控制器510也能夠檢測完成以便轉變到充電狀態(tài)604。狀態(tài)機600的幾種狀態(tài)在檢測到故障時都轉變到停機狀601。故障條件包括例如檢測到泄漏、檢測到高溫情形、檢測到泵的問題、檢測到用于為電子設備供電的電力供應失敗、以及檢測到低電解液液位。也可以檢測其他故障條件。在檢測到故障或在不能啟用降壓-升壓110的降壓狀態(tài)時控制器510從電鍍狀態(tài)603轉變到停機狀態(tài)601。在停機狀態(tài) 601，所有泵都關閉，并且所有的降壓-升壓也關閉。傳感器監(jiān)測開啟并且控制器510可以對數(shù)據(jù)進行采樣。而且，發(fā)電機組(genset)請求開啟。從本質上而言，液流電池組系統(tǒng)100是關閉的。切換器166，如圖1所示，可以是斷開的(open)，如圖1所示，將液流電池組系統(tǒng) 100與負載164隔離開。如果由于存在負載出或mxis處的短路而造成轉變到停機狀態(tài)601，控制器510被配置成使得所述系統(tǒng)在經(jīng)過預定時間后轉變到初始化狀態(tài)。該順序由一個短路所存釋放算法來引導。來自降壓升壓板的電力良好信號被施加(tied to)中斷線INT1，在所述終端出現(xiàn)的時候，所述系統(tǒng)應該產(chǎn)生mxis故障，并應該進入停機狀態(tài)。起初，INTl應該被配置為在下降邊緣觸發(fā)。當所述中斷出現(xiàn)時，這表示在mxis存在短路。該錯誤被報告。中斷例程設置一個標志使得系統(tǒng)停機。所述中斷應被重新配置為獲取在上升邊緣的中斷。當該中斷出現(xiàn)在上升邊緣時，重置該錯誤代碼。發(fā)送200毫秒寬的鎖存釋放信號并從所述初始狀態(tài)重啟所述狀態(tài)機。在下1秒，消隱(blank)所述錯誤核實。如所述建議的，在充電狀態(tài)604器件，液流電池組112被充電。通常，充電包括將電流供應在端子256和258之間，同時使得電解液流過液流電池層疊組件202以便恢復電解液208和210的被充電化學狀態(tài)。在2008年2月觀日提交的美國專利申請12/074，110 中從總體上描述了對電解液208和210的充電，該專利申請通過引用被合并到本專利中。在充電狀態(tài)604期間，從發(fā)電機IM或電源152通過整流器102供應電力。在一些實施例中，當整流器102有效(active)時Kxis上的電壓大約為MV。降壓升壓電路110 開啟在降壓模式并向C-bus提供電力，該C-bus用于對液流電池層疊組件202充電。泵控制起作用(active)來控制泵216和218。液位傳感器起作用來監(jiān)測槽206和204中的電解液的液位。充電狀態(tài)監(jiān)測起作用并且熱量控制開啟。圖12描述了泵送控制算法。1.基于化學計量流速(SFR)的控制電壓計算a.在放電時，SFR = 3* (I*NumCells) / (C*S0C*1608)b.在充電時，SFR = 3*(I*NumCells)/(C*(l_S0C)*1608)其中C為電解液的濃度。2.對槽的液位差的補償a.計算液位容限(tolerance) = ABS (L1-L2)/2*H電解液的距離槽的底部的液位Ll和L2，其中Ll在槽的右側，而L2在槽的左側，并且H槽的總高度。b.計算補償電(Vdelta) = PUMP_GAIN*tolerance*tolerance*Vmin.3.計算泵控制電壓Pump Vf = VminPump Vc = Vmin+Vdelta用于計算用于再平衡液流電池的泵送控制校正的算法下面參照圖13被提出。在下面的公式中，Qf是穿過氧化還原液流電池的側的流速；Qc是穿過氧化還原液流電池的Cr側的流速；Qr是穿過再平衡電池的流速；Vf是用于在氧化還原液流電池的！^側的泵的泵送控制電壓；Vc是用于在氧化還原液流電池的Cr側的泵的泵送控制電壓；Pf是氧化還原液流電池的狗側的壓力；Pc是氧化還原液流電池的Cr側的壓力；而k、α、β為常數(shù)。 可以通過如下公式確定校正控制如果Qf = k*Vf，Qc = k*Vc 且 Qr = α *Vf
Q，= Qf-QrQ，= (k_a)*Vf如果Pf = β *Q，且 Pc = β *QCpf= β * (k_ a ) *VfPc = β 氺k氺Vc如果Pf = Pcβ Φ (k- a ) *Vf = β 氺k氺VcVf = k/ (k- a ) *VC因此，如果Qc是15L/min (升/分鐘)且Qr是1. 5L/min，啟動泵送控制的基礎電壓為Vf = 1. IVc而且，電解液208和210的充電狀態(tài)(SOC)可以在充電過程期間得到監(jiān)測和報告。 在與2007年2月12日提交的美國專利申請11/674，101中提供了測量充電狀態(tài)的描述，該專利通過引用被結合到本專利申請中。在充電過程中，例如像于2009年10月09日提交的申請?zhí)枮?2/577，127，題目為“液流電池組的熱量控制(Thermal Control of a flow cell battery) ”的美國專利申請一樣完成人量監(jiān)測和控制，該專利申請通過引用方式結合在本申請中。在一些實施例中，在電極256和258施加具體的電壓和電流，以便對電解液208 和210。將電力施加到電極256和258同時電解液流動穿過液流電池組使得至少一部分電解液從放電化學狀態(tài)進入充電化學狀態(tài)。在一些實施例中，充電可以在預定充電設置點停止。例如，充電可以在SOC到達基本上100%是停止。在其他實施例中，當SOC大于80%、 85^,,90^,,95%,或99%時就到達了預定充電設置點。如果，在那時，依然可以獲得來自電源152的電力，控制器510就轉變到浮充電狀態(tài)605。在一些實施例中，例如，充電可以在電極256和258上的電壓為大約30伏以及流過液流電池層疊組件202的電流為大約100 安培(amps)時進行，盡管控制器510可以采用更多中負載的充電算法?？梢栽O計一種替代充電算法來快速地達到目標充電電流。該算法包括1.讀取 Cbus 電壓(Vcell).2.如果電池的ESR值是已知的，使用它，否貝丨」，假設額定值為27m0hms.3. Vcharge = Vcell+Icharg鐘ESR，在上述公式中，Icharge是所需的充電電流。4.根據(jù)用于每個單元的校準曲線，使用用于DAC電壓對Vcharge的公式。(圖11 中描述了樣本曲線和公式，DAC值=-0. 0792x+2. 9822。χ是一個理想的Vcharge電壓)。5.施加DAC電壓并等待系統(tǒng)調整(settle).如果在充電過程中檢測到在充電狀態(tài)604出現(xiàn)的故障，控制器510轉變到停機狀態(tài)601以便使得系統(tǒng)100關閉。否則一旦獲得大約100%的S0C，如果降壓也被啟用，控制器510就轉變到浮充電狀態(tài)605。如果降壓-升壓110從降壓切換到升壓(這表示不再從整流器102接收電力)，控制器510就從充電狀態(tài)604轉換到放電狀態(tài)。在浮充電狀態(tài)605過程中，降壓被啟用并且提供具有具體值的輸出電壓。在一些實施例中，所述值大約為25伏。在該狀態(tài)期間，液流電池組112備用并且在整流器102的電力減少時準備向負載164提供電力。在浮充電狀態(tài)期間，泵送控制開啟并且泵216和218運轉以便提供小流量的電解液穿過液流電池層疊組件202。而且，在一些實施例中，用于在降壓-升壓110上提供電壓的電力和用于使得泵和其他系統(tǒng)運轉的電力可以由充電整流器 102提供而不是在電池組112的充電電解液上引出(drawing)。而且，可以關閉SOC的監(jiān)測。 而且如果檢測到故障，控制器510就轉變到停機狀態(tài)601。如果到整流102電力失敗，則控制器510從浮充電狀態(tài)605轉換到放電狀態(tài)606。 如果信號En_Buck表示到整流器102的電力已經(jīng)中斷，在SOC為大約100%之前，控制器510 也可以從充電狀態(tài)604轉變到放電狀態(tài)606在放電狀態(tài)606，來自液流電池組112的電力被供應到負載164。在這種情況下，泵216和218被激活和控制，降壓-升壓110處于升壓模式，槽208和210中的電解液的液位被監(jiān)測，并且SOC被監(jiān)測并報告。在一些實施例中， Bbus的電壓可被保持在大約50V。一旦SOC下見到某一值，例如10%以下，或者在Cbus上的可獲得電力下降到例如大約20V —下，這就意味著液流電池組112基本上處于放電狀態(tài)， 那么控制器510能夠從放電狀態(tài)606轉換到休眠狀態(tài)607。如果在放電期間，檢測到故障， 那么控制器510就能夠從放電狀態(tài)606轉換到停機狀態(tài)601。而且，例如，來自電源152或來自發(fā)電機154的電力保被供應到整流器102，那么控制器510能夠從放電狀態(tài)606轉換回充電狀態(tài)604，降壓-升壓110從升壓模式轉換到降壓模式，使得液流電池組112能夠再次充電。在液流電池組112達到預定放電設置點時，控制器510從放電狀態(tài)606轉換到休眠狀態(tài)607。例如，液流電池組可以在SOC小于10%時轉換到休眠狀態(tài)。在其他實施例中， 當SOC小于20%、15 %、10%、5 %、或2 %時達到預定放電設置點。在休眠狀態(tài)607，泵216 和218關閉，并且降壓-升壓110關閉?？刂破?10監(jiān)測液流電池組系統(tǒng)100直到液流電池層疊組件202上的電荷被耗。如果電流恢復到整流器102，控制器510可以轉換脫離休眠狀態(tài)，在這種情況下，控制器510轉換到充電狀態(tài)604以便對液流電池組112充電。如果檢測到故障條件，控制器510也可以從休眠狀態(tài)607轉換到停機狀態(tài)701。如果在mxis上出現(xiàn)電力，控制器510可以從休眠狀態(tài)607轉換到充電狀態(tài)604。 在一些實施例中，如果SOC降低到閾值水平以下，發(fā)電機154可以在放電狀態(tài)606被激活。 在一些實施例中，發(fā)電機1 可以在休眠狀態(tài)607被激活。在一些實施例中，控制器可以使得系統(tǒng)從休眠狀態(tài)轉換到電鍍狀態(tài)(未示出)。在處理整個狀態(tài)機700中出現(xiàn)的任何故障狀態(tài)中，第一個故障可能被所存以便隨后復查(review)，并且狀態(tài)機600轉換到停機狀態(tài)601。在某些情況下，多級聯(lián)(cascading) 故障條件產(chǎn)生于初始故障條件，因此獲取第一故障條件能夠有助于服務人員確定什么導致了系統(tǒng)進入停機模式。如圖5所示，控制器510被藕接到通信設備520。圖7圖解了用于液流電池組系統(tǒng) 100的網(wǎng)絡連接環(huán)境800。如圖7所示，任何數(shù)量的液流電池組系統(tǒng)100，其中顯示了系統(tǒng) 100-1到系統(tǒng)100-N，能夠被網(wǎng)絡連接到服務器808。如圖5所示，每個系統(tǒng)100-1到100-N 包括相應的通信設備520-1到520-N，藕接到控制器510-1到510-N。在一些實施例中，通信設別520-1到520-N能夠分別藕接到通信設備802-1到802-N。通信設備802-1到802-N 可以藕接以便將向或從服務器808傳輸或接收數(shù)據(jù)。圖7顯示了藕接到無線收發(fā)器804-1 到804-N的通信設備802-1到802-N，但是可以使用任何網(wǎng)絡連接。例如，收發(fā)器804-1到 804-N可以是有線連接、因特網(wǎng)連接、或其他用于發(fā)送數(shù)據(jù)的連接。通過分別通過通信設備812-1到812-N和收發(fā)器806-1到806-N藕接的服務器接收數(shù)據(jù)。服務器808能夠從系統(tǒng)100-1到100-N接收數(shù)據(jù)，并且能夠將數(shù)據(jù)和指令發(fā)送到系統(tǒng)100-1到100-N。計算機810藕接到服務器，能夠提供用戶界面，通過該用戶界面，系統(tǒng) 100-1到100-N的各個系統(tǒng)可以被監(jiān)測和控制。圖8還圖解了系統(tǒng)800。如圖8所示，系統(tǒng)100包括控制電子設備，該設備包括控制器和通信設備。如上所述，控制器監(jiān)測系統(tǒng)100的各個方面，并且尤其是檢測液流電池組，并且提供運行信息用于傳輸?shù)椒掌?08，運行信息包括故障信息。服務器808通過收發(fā)器從系統(tǒng)接收信息。如塊822中所示，從系統(tǒng)100接收的數(shù)據(jù)可以得到處理和存儲。如圖中所示，服務器808可以包括跟蹤系統(tǒng)8M和性能(performance)系統(tǒng)擬6并在所有時間跟蹤系統(tǒng)100的性能。而且，連接到服務器808的用戶810(見圖7)能夠獲得報警、能夠發(fā)起軟件更新、以及以其他方式監(jiān)測或控制系統(tǒng)100。在一些實施例中，系統(tǒng)100利用任何通信方案，例如SMS發(fā)送消息，與服務器808通信。在一些實施例中，可以采用數(shù)據(jù)加密。在一些實施例中，系統(tǒng)100使用具體電話號碼來報告由于故障告知的警報。在一些實施例中， SMS消息的長度通常為256字節(jié)。例如，可以使用40字節(jié)來發(fā)送與模擬輸入有關的數(shù)據(jù)到 DAS 520?？梢砸許MS消息的進一步字節(jié)發(fā)送二進制故障標記。所監(jiān)測的參數(shù)可以包括，例如，泄漏檢測、溫度、液流電池組112的電壓以及電流、負載上的電壓和電流、泵電流和旋轉頻率、計時表、電源和/或發(fā)電機的可獲得性。任何這種數(shù)據(jù)都可以例如以電子表格的形式被存儲在服務器808的數(shù)據(jù)庫中。服務器808可以執(zhí)行警報處理，狀態(tài)報告、軟件更新、電話號碼更新、以及其他功能。警報處理可包括報警消息決定性人員(critical personal)的處理、驗證、記錄、傳輸、 確認警報到達系統(tǒng)100、以及向系統(tǒng)100提供用于服務的估計時間。服務時間是估計用于服務人員到達并解決警報導致的問題的時間量。在一些實施例中，如果警報不是關鍵性功能所導致的結果，系統(tǒng)100可在接收到服務時間時忽略該警報。在一些實施例中，如果沒有接收到服務時間，系統(tǒng)100可以以隨后的時間間隔提供警報知道提供服務時間為止。在一些實施例中，服務器808可以向系統(tǒng)100提交狀態(tài)請求。在響應中，系統(tǒng)100 除了其報告功能外，可以處理狀態(tài)請求，并提供所請求的數(shù)據(jù)。在一些實施例中，到達或來自系統(tǒng)100的消息可以被加密。在一些實施例中，服務器808還可以維持服務功能，諸如， 客戶賬單、客戶報告、以及其他功能。在圖9中示意性地圖示了用于在此披露的控制系統(tǒng)130繼電器(relay)控制板的例子。在一個實施例中，理想的是操作一種可常規(guī)斷開的機械繼電器將我們48V的直流 (DC)B-Bus隔離開以防止在出現(xiàn)諸如B-Bus輸出短路的故障或在升壓轉換器處存在任何欠電壓(這將影響到客戶側BTS電源的功能)時給BTS中的外部負載供電。如圖9所示，客戶側電源910也被連接到B-Bus。如果存在短路或由于在客戶的電源中的任何故障而在BTS 處存在小于30V直流(DC)的欠電壓，控制器被設計成使得所述繼電器觸點開啟(open)并使得升壓輸出隔離開。在電源的那些側端存在故障的指示可以被顯示出來。繼電器控制板920包括電子控制板以及機電繼電器。繼電器控制板920可以安裝在主控制板930上，并且所述機電繼電器安裝在匯流線(bus bar)上，該匯流線將B-Bus連接到客戶側的BTS。在匯流線中設置有切口(cut)以便安裝機電繼電器的觸點(contacts) 使得如果在降壓/升壓調節(jié)器的升壓轉換器的輸出端中出現(xiàn)諸如輸出短路或輸出欠電壓的故障時，機械繼電器的觸點將打開(open up)并使得降壓/升壓與BTS隔離開。當降壓/升壓轉換器啟動時，在一個實施例中，將可以在所述升壓轉換器的輸出端獲得額定電壓48V。在控制板中也可以獲得來自降壓/升壓的同樣電壓48V。所述B-Bus 電壓被繼電器控制板感測到并且將啟動(turn on)機電繼電器，該機電繼電器的Ν/0觸點將關閉并將升壓(Boost)輸出端連接到BTS。如果在升壓(Boost)轉換器的輸出端存在任何短路或者如果升壓(Boost)轉換器的輸出端下降到30V+/-2V(在某些實施例中，額定電壓為48V)時，該故障將被繼電器控制板感測并將所述繼電器切換關閉(switch off)，繼電器觸點將斷開(open)；因此將升壓(Boost)轉換器輸出端與BTS隔離開。在另一方面，當升壓(Boost)的輸出端恢復到40V+/-2V的直流電時，繼電器將受到繼電器控制板的激勵并且其觸點將閉合，由此使得升壓(Boost)轉換器輸出端連回到BTS。圖10描繪了繼電器控制板的一個實施例的示意圖。圖10中描繪的所述繼電器控制板需要12V的直流(DC)，不過，該電壓來自于MV的C-Bus而不是使用來自控制板中的 12V調整器(regulator)的12V電壓。取自控制板中的5V調整器(regulator)的5V DC電壓被連接到繼電器控制板以便為比較器電路提供基準(reference)電壓。機械繼電器具有 12V直流線圈，但是可以使用MV DC繼電器。為此，調整器U2被用于將24V轉換為12V。在本專利中，美國專利、美國專利申請以及其他素材(例如論文)都通過引用方式結合在本專利申請中。不過，諸如美國專利、美國專利申請以及其他素材的文本通過引用結合在本專利申請中僅僅以在這樣的文本與在此所提到的其他表述和附圖之間不存在沖突的程度為限，因此，任何在這種通過引用美國專利、美國專利申請以及其他素材而進行結合導致的這種沖突的文本都明確不被引用結合在本專利申請中。而且，基于本說明，本領域技術人員清楚本發(fā)明的各個方面的進一步的修改、替換實施例。因此，本說明書僅僅被認為是說明性的，并且為了教導本領域技術熱源實施本發(fā)明的基本方式。需要理解的是，在此所描述和現(xiàn)實的本發(fā)明的形式應該被當作對實施例的例子。在此描述和闡述的那些與阿年和材料可以進行替換，部件和過程可以反過來，并且本發(fā)明的某些特征可以獨立使用，所有這些對本領域技術人員而言在得益于本發(fā)明的該說明書之后都是清楚的。可以在不奪理附后的權利要求書描述的本發(fā)明的構思和范圍的情況下對在此描述的元件進行改變。
權利要求
1.一種用于控制液流電池組系統(tǒng)的控制器，包括一個或多個處理器，使得液流電池組系統(tǒng)在多種狀態(tài)下運行，所述多種狀態(tài)包括電鍍狀態(tài)，其中在電鍍狀態(tài)中，電極的至少一部分被鍍上電鍍金屬；充電狀態(tài)，其中在充電狀態(tài)中，使得所述液流電池組系統(tǒng)中的電解液的至少一部分處于被充電化學狀態(tài)；以及放電狀態(tài)，其中電力被供應到與處于放電狀態(tài)的液流電池組系統(tǒng)藕接的負載。
2.如權利要求1所述的控制器，其中，如果電極的電鍍完成，所述控制器就將液流電池組系統(tǒng)切換到充電狀態(tài)。
3.如權利要求1所述的控制器，其中，當?shù)揭毫麟姵亟M系統(tǒng)的電力斷開以及負載藕接到所述液流電池組系統(tǒng)時，所述控制器就將液流電池組系統(tǒng)從充電狀態(tài)切換到放電狀態(tài)。
4.如權利要求1所述的控制器，其中液流電池組系統(tǒng)還包括浮充電狀態(tài)，其中在所述浮充電狀態(tài)，到液流電池組系統(tǒng)的液流電池組的電極的電力相對于充電狀態(tài)期間供應到電極的電力被減小，并且其中當液流電池組的電荷的狀態(tài)大于預定充電設置點以及當電力被供應到所述液流電池組系統(tǒng)時，控制器將液流電池組系統(tǒng)從充電狀態(tài)切換到浮充電狀態(tài)。
5.如權利要求4所述的控制器，其中當?shù)揭毫麟姵亟M系統(tǒng)的電力斷開以及負載藕接到所述液流電池組系統(tǒng)時，控制器將液流電池組系統(tǒng)從浮充電狀態(tài)切換到放電狀態(tài)。
6.如權利要求1所述的控制器，其中液流電池組系統(tǒng)還包括休眠狀態(tài)，并且其中當液流電池組系統(tǒng)的液流電池組中的電荷的狀態(tài)小于預定放電設置點并且當沒有電力正被供應到所述液流電池組系統(tǒng)時，控制器將液流電池組系統(tǒng)從放電狀態(tài)切換到休眠狀態(tài)。
7.如權利要求6所述的控制器，其中當電力被供應到所述液流電池組系統(tǒng)時，控制器將液流電池組系統(tǒng)從休眠狀態(tài)切換到充電狀態(tài)。
8.如權利要求1所述的控制器，其中當在放電狀態(tài)期間有電力供應到所述液流電池組系統(tǒng)并且當液流電池組系統(tǒng)的電荷狀態(tài)小于預定的充電設置點時，控制器將液流電池組系統(tǒng)從放電狀態(tài)切換到充電狀態(tài)。
9.如權利要求1所述的控制器，其中所述液流電池組系統(tǒng)還包括停機狀態(tài)，并且其中當檢測到故障時，控制器將所述液流電池組系統(tǒng)從任何狀態(tài)切換到停機狀態(tài)。
10.如權利要求9所述的控制器，其中所述液流電池組系統(tǒng)還包括初始化狀態(tài)，其中當電力被供應到運行于停機狀態(tài)的液流電池組系統(tǒng)時，控制器將液流電池組系統(tǒng)切換到初始化狀態(tài)。
11.如權利要求10所述的控制器，其中當初始化狀態(tài)完成時，控制器將液流電池組系統(tǒng)切換到電鍍狀態(tài)。
12.如權利要求1所述的控制器，其中如果在升壓轉換器的輸出端存在任何短路或者如果在升壓轉換器的輸出端下降到預定電壓之下，繼電器控制板將檢測到這種故障，并且控制器將升壓轉換器輸出端與BTS隔離開，以及如果在BTS處感測到短路，則繼電器控制板隔離升壓轉換器。
13.如權利要求1所述的控制器，其中處理器被配置成基于電解液槽的液位和電解液的電荷的狀態(tài)來控制泵送流量。
14.如權利要求1所述的控制器，還包括通信設備，其藕接到一個或多個處理器，其中該通信設備向液流電池組系統(tǒng)之外發(fā)送數(shù)據(jù)。
15.如權利要求1所述的控制器，還包括一個或多個處理器，用于控制再平衡電池，并且其中使得液流電池組系統(tǒng)在多種狀態(tài)下運行的一個或多個處理器與所述使得再平衡電池運行的一個或多個處理器進行通信。
16.一種使得液流電池組系統(tǒng)運行的方法，包括使用一種控制器使得液流電池組系統(tǒng)運行，所述控制器能使得液流電池組系統(tǒng)過渡到多種運行狀態(tài)，所述多種運行狀態(tài)包括電鍍狀態(tài)，其中在電鍍狀態(tài)中，電極的至少一部分被鍍上電鍍金屬；充電狀態(tài)，其中在充電狀態(tài)中，使得所述液流電池組系統(tǒng)中的電解液的至少一部分處于被充電化學狀態(tài)；以及放電狀態(tài)，其中電力被供應到與處于放電狀態(tài)的液流電池組系統(tǒng)藕接的負載。
17.如權利要求16所述的方法，還包括如果液流電池組系統(tǒng)的液流電池組的電極的電鍍完成，將液流電池組系統(tǒng)切換到充電狀態(tài)。
18.如權利要求16所述的方法，還包括當?shù)揭毫麟姵亟M系統(tǒng)的電流斷開以及負載藕接到所述液流電池組系統(tǒng)時，將液流電池組系統(tǒng)從充電狀態(tài)切換到放電狀態(tài)。
19.如權利要求16所述的方法，其中所述運行狀態(tài)還包括浮充電狀態(tài)，其中在所述浮充電狀態(tài)，到液流電池組系統(tǒng)的液流電池組的電極的電力相對于充電狀態(tài)期間供應到電極的電力被減小，并且其中該方法還包括當液流電池組的電荷的狀態(tài)大于預定充電設置點以及當電力被供應到所述液流電池組系統(tǒng)時，將液流電池組系統(tǒng)從充電狀態(tài)切換到浮充電狀態(tài)。
20.如權利要求19所述的方法，還包括當?shù)揭毫麟姵亟M系統(tǒng)的電力斷開以及負載藕接到所述液流電池組系統(tǒng)時，將液流電池組系統(tǒng)從浮充電狀態(tài)切換到放電狀態(tài)。
21.如權利要求16所述的方法，其中所述運行狀態(tài)還包括休眠狀態(tài)，并且其中該方法還包括當液流電池組系統(tǒng)的液流電池組中的電荷的狀態(tài)小于預定放電設置點并且當沒有電力正被供應到所述液流電池組系統(tǒng)時，將液流電池組系統(tǒng)從放電狀態(tài)切換到休眠狀態(tài)。
22.如權利要求21所述的方法，還包括當電力被供應到所述液流電池組系統(tǒng)時，將液流電池組系統(tǒng)從休眠狀態(tài)切換到充電狀態(tài)。
23.如權利要求16所述的方法，還包括當在放電狀態(tài)期間有電力供應到所述液流電池組系統(tǒng)并且當液流電池組系統(tǒng)的液流電池組的電荷狀態(tài)小于預定的充電設置點時，將液流電池組系統(tǒng)從放電狀態(tài)切換到充電狀態(tài)。
24.如權利要求16所述的方法，其中所述運行狀態(tài)還包括停機狀態(tài)，并且其中所述方法還包括當檢測到故障時，將所述液流電池組系統(tǒng)從任何狀態(tài)切換到停機狀態(tài)。
25.如權利要求M所述的方法，其中所述運行狀態(tài)還包括初始化狀態(tài)，其中所述方法還包括當電力被供應到運行于停機狀態(tài)的液流電池組系統(tǒng)時，將液流電池組系統(tǒng)切換到初始化狀態(tài)。
26.如權利要求25所述的方法，還包括當初始化狀態(tài)完成時，將液流電池組系統(tǒng)切換到電鍍狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于控制液流電池組系統(tǒng)的控制器。該控制器使得所述液流電池組系統(tǒng)在包括電鍍狀態(tài)、充電狀態(tài)以及放電狀態(tài)的多種狀態(tài)下運行。
文檔編號H01M8/18GK102460810SQ201080033069
公開日2012年5月16日 申請日期2010年5月29日 優(yōu)先權日2009年5月29日
發(fā)明者A.菲魯齊, B.阿加瓦爾, G.R.帕拉庫拉姆, J.巴納吉, R.溫特, S.K.薩胡, S.潘達里納思 申請人:迪亞能源股份有限公司