【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及液流电池储能，特别涉及一种铁铬液流电池控制系统。
技术介绍
1、液流电池是一种新型蓄电池，是利用正负极电解液分开，各自循环的一种高性能蓄电池，具有容量高、使用领域广、循环使用寿命长的特点，是一种新能源产品。氧化还原液流电池是一种正在积极研制开发的新型大容量电化学储能装置，它不同于通常使用固体材料电极或气体电极的电池，其活性物质是流动的电解质溶液，它最显著特点是规模化蓄电，最早的液流储能电池概念于1974年由thaller首次提出，它是利用cr3+/cr2+电对中cr2+的还原性和fe3+/fe2+电对中fe3+的氧化性，在由质子交换膜隔离开的酸性cr3+电解液与酸性fe2+电解液里进行电化学氧化还原反应。该液流电池以fe2+/fe3+电对作为充放电过程中正极电化学反应电对，以cr3+/cr2+电对作为充放电过程中负极电化学反应电对时，充放电过程中恒流泵推动电解液分别在正负极半电池和与其对应的电解液储罐之间形成的闭合回路中循环流动；
2、例如公开号为cn113875071a的中国专利公开了一种用于机动车的电池(10)的冷却板(14)，该冷却板包括能由冷却介质贯穿流过的空心型材(20)，该空心型材的高度相对于原始形状能够通过内压力的施加来扩大并且能够通过外压力的施加来缩小；其中所述空心型材(20)具有至少一个将上空心型材内侧面(36)与下空心型材内侧面(38)连接起来的应变接片(34)，其中所述应变接片(34)具有以下横截面，所述横截面在所述空心型材具有其原始形状时不是在最短的路径上将所述上空心型材内侧面(
3、例如公开号为cn113314733a的中国专利公开了一种铁铬液流电池再平衡系统，包括平衡储罐、再平衡电池、直流电源、第一进液管、第一出液管、第一泵、第二进液管、第二出液管和第二泵，直流电源设在再平衡电池上，第一进液管和第一出液管均连通设置在平衡储罐和在平衡电池的正极之间，第一泵设在第一进液管和/或第一出液管上，第二进液管和第二出液管均连通设置在正极储罐和在平衡电池的负极之间，第二泵设在第二进液管和/或第二出液管上。本专利技术的铁铬液流电池再平衡系统降低了成本，无需频繁补充有效活性物质，实现了对电解液中氢离子的补充；
4、然而现有铁铬液流电池电解液中的析氢效应影响电池的效率，抑制析氢效应的方法容易产生杂质，增加电解液中物质的复杂性，或对电池的反应本身造成不良的影响；铁铬液流电池控制系统无法同时具有调节反应速率和抑制析氢效应两种功能；
5、本专利技术是为了解决这一问题，提出一种铁铬液流电池控制系统。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种铁铬液流电池控制系统，能够有效解决
技术介绍
中的问题：现有铁铬液流电池电解液中的析氢效应影响电池的效率，解决析氢效应的方法容易产生杂质，增加电解液中物质的复杂性，或对电池的反应本身造成不良的影响；铁铬液流电池控制系统无法同时具有调节反应速率和抑制析氢效应两种功能。
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、一种铁铬液流电池控制系统，包括数据采集模块、数据分析模块和控制处理模块，所述数据采集模块用于采集铁铬液流电池反应过程中的数据信息,所述数据分析模块用于计算铁铬液流电池的反应速率、中和剂添加量和盐酸添加量，添加中和剂用于将负极电解液中多余的氢离子通过与cr(oh)3进行反应，生成cr3+和h2o，在消耗氢离子抑制析氢效应的同时，补充铁铬液流电池所需的反应原料，在氢离子与中和剂反应生成水后，负极电解液中的氢离子减少且被水稀释，氢离子浓度降低，不能维持反应所需的酸性环境，添加盐酸用于补充铁铬液流电池负极电解液中所需的氢离子，维持酸性环境，所述控制处理模块用于根据计算出的铁铬液流电池的反应速率、中和剂添加量和盐酸添加量向铁铬液流电池电解液中加入催化剂、中和剂和盐酸。
4、所述数据采集模块包括反应物数据采集单元和氢离子数据采集单元，所述反应物生成数据采集单元用于采集铁铬液流电池负极电解液体积v以及电解液中fe2+和cr3+的浓度c(fe2+)和c(cr3+)，所述氢离子数据采集单元用于通过ph计采集负极电解液中的ph值，并设定反应标准氢离子浓度c0(h+)。
5、所述数据分析模块包括数据采集和储存单元、反应速率计算单元、氢离子浓度计算单元、中和剂添加量计算单元、盐酸添加量计算单元和数据传输单元，所述数据采集和储存单元用于采集和储存数据采集模块所采集的数据，所述反应速率计算单元用于将数据采集和储存单元所采集到的数据代入反应速率计算公式，计算铁铬液流电池反应的反应速率，所述氢离子浓度计算单元用于将数据采集和储存单元所采集到的数据代入氢离子浓度计算公式，所述中和剂添加量计算单元用于将数据采集和储存单元所采集到的数据代入中和剂添加量计算公式，计算所需加入的中和剂的量，所述盐酸添加量计算单元用于将数据采集和储存单元所采集到的数据代入盐酸添加量计算公式，计算所需加入的盐酸的量，所述数据传输单元用于各个单元之间的数据传输。
6、本专利技术的进一步改进在于，所述中和剂的成分为cr(oh)3固体粉末，cr(oh)3作为中和剂加入后，与负极电解液中的氢离子产生的化学反应式为：通过将cr(oh)3粉末与氢离子进行反应，生成cr3+和h2o，在消耗氢离子抑制析氢效应的同时，补充铁铬液流电池负极反应所需的原料cr3+。
7、所述氢离子浓度计算公式为：c(h+)＝10-ph，其中ph为负极电解液中的ph值。
8、本专利技术的进一步改进在于，所述中和剂添加量计算公式为：当δc(h+)＝c(h+)-c0(h+)＝10-ph-c0(h+)>0时，由于cr(oh)3和h+消耗比例为1:3，多余氢离子的物质的量为中和剂添加量其中ph为负极电解液中的ph值，c(h+)为负极电解液中氢离子的浓度，c0(h+)为反应标准氢离子浓度，δc(h+)为负极电解液中的氢离子浓度和反应标准氢离子浓度之差，为负极电解液中的氢离子与反应标准氢离子所相差的物质的量，v为负极电解液体积，为中和剂cr(oh)3的质量，为cr(oh)3的摩尔质量。
9、本专利技术的进一步改进在于，所述盐酸添加量计算公式为：当δc(h+)＝c(h+)-c0(h+)＝10-ph-c0(h+)<0时，缺少的氢离子的物质的量为盐酸添加量其中ph为负极电解液中的ph值，c(h+)为负极电解液中氢离子的浓度，c0(h+)为反应标准氢离子浓度，δc(h+)为负极电解液中的氢离子浓度和反应标准氢离子浓度之差，为负极电解液中的氢离子物质的量与反应的标准氢离子物质的量之差，v为负极电解液体积，mhcl为需要添加的盐酸的质量，mhcl为hcl的摩尔质量。
10、所述反应速率计算公式为：v＝k·c(fe2+)·c(cr本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铁铬液流电池控制系统，包括数据采集模块、数据分析模块和控制处理模块，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种铁铬液流电池控制系统，其特征在于：所述数据采集模块包括反应物数据采集单元和氢离子数据采集单元，所述反应物生成数据采集单元用于采集铁铬液流电池负极电解液体积y以及电解液中Fe2+和Cr3+的浓度c(Fe2+)和c(Cr3+)，所述氢离子数据采集单元用于通过PH计采集负极电解液中的PH值，并设定反应标准氢离子浓度c0(H+)。
3.根据权利要求2所述的一种铁铬液流电池控制系统，其特征在于：所述数据分析模块包括数据采集和储存单元、反应速率计算单元、氢离子浓度计算单元、中和剂添加量计算单元、盐酸添加量计算单元和数据传输单元，所述数据采集和储存单元用于采集和储存数据采集模块所采集的数据，所述反应速率计算单元用于将数据采集和储存单元所采集到的数据代入反应速率计算公式，计算铁铬液流电池反应的反应速率，所述氢离子浓度计算单元用于将数据采集和储存单元所采集到的数据代入氢离子浓度计算公式，所述中和剂添加量计算单元用于将数据采集和储存单元所采集到的数据代入中和剂
4.根据权利要求3所述的一种铁铬液流电池控制系统，其特征在于：所述中和剂的成分为Cr(OH)3固体粉末，Cr(OH)3作为中和剂加入后，与负极电解液中的氢离子产生的化学反应式为：通过将Cr(OH)3粉末与氢离子进行反应，生成Cr3+和H2O，在消耗氢离子抑制析氢效应的同时，补充铁铬液流电池负极反应所需的原料Cr3+。
5.根据权利要求4所述的一种铁铬液流电池控制系统，其特征在于：所述氢离子浓度计算公式为：c(H+)＝10-PH，其中PH为负极电解液中的PH值。
6.根据权利要求5所述的一种铁铬液流电池控制系统，其特征在于：所述中和剂添加量计算公式为：当Δc(H+)＝c(H+)-c0(H+)＝10-PH-c0(H+)＞0时，由于Cr(OH)3和H+消耗比例为1∶3，多余氢离子的物质的量为中和剂添加量其中PH为负极电解液中的PH值，c(H+)为负极电解液中氢离子的浓度，c0(H+)为反应标准氢离子浓度，Δc(H+)为负极电解液中的氢离子浓度和反应标准氢离子浓度之差，为负极电解液中的氢离子与反应标准氢离子所相差的物质的量，V为负极电解液体积，为中和剂Cr(OH)3的质量，为Cr(OH)3的摩尔质量。
7.根据权利要求6所述的一种铁铬液流电池控制系统，其特征在于：所述盐酸添加量计算公式为：当Δc(H+)＝c(H+)-c0(H+)＝10-PH-c0(H+)＜0时，缺少的氢离子的物质的量为盐酸添加量其中PH为负极电解液中的PH值，c(H+)为负极电解液中氢离子的浓度，c0(H+)为反应标准氢离子浓度，Δc(H+)为负极电解液中的氢离子浓度和反应标准氢离子浓度之差，为负极电解液中的氢离子物质的量与反应的标准氢离子物质的量之差，V为负极电解液体积，mHCl为需要添加的盐酸的质量，MHCl为HCl的摩尔质量。
8.根据权利要求7所述的一种铁铬液流电池控制系统，其特征在于：所述反应速率计算公式为：v＝k·c(Fe2+)·c(Cr3+)，其中v为反应速率，k为反应速率常数，c(Fe2+)为电解液中Fe2+的浓度，c(Cr3+)为电解液中Cr3+的浓度，设定反应的标准速率为v0，当v＜v0时，加入催化剂Bi。
9.根据权利要求8所述的一种铁铬液流电池控制系统，其特征在于：所述控制处理模块包括数据采集和储存单元、催化剂控制单元、中和剂控制单元、盐酸控制单元和数据传输单元，所述数据采集和储存单元用于采集和储存数据分析模块的数据，所述催化剂控制单元用于根据数据采集和储存单元所采集到的反应速率控制催化剂的添加，所述中和剂控制单元于根据数据采集和储存单元所采集到的中和剂添加量控制中和剂的添加，所述盐酸控制单元于根据数据采集和储存单元所采集到的盐酸添加量控制盐酸的添加，所述数据传输单元用于进行数据传输。
...【技术特征摘要】
1.一种铁铬液流电池控制系统，包括数据采集模块、数据分析模块和控制处理模块，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种铁铬液流电池控制系统，其特征在于：所述数据采集模块包括反应物数据采集单元和氢离子数据采集单元，所述反应物生成数据采集单元用于采集铁铬液流电池负极电解液体积y以及电解液中fe2+和cr3+的浓度c(fe2+)和c(cr3+)，所述氢离子数据采集单元用于通过ph计采集负极电解液中的ph值，并设定反应标准氢离子浓度c0(h+)。
3.根据权利要求2所述的一种铁铬液流电池控制系统，其特征在于：所述数据分析模块包括数据采集和储存单元、反应速率计算单元、氢离子浓度计算单元、中和剂添加量计算单元、盐酸添加量计算单元和数据传输单元，所述数据采集和储存单元用于采集和储存数据采集模块所采集的数据，所述反应速率计算单元用于将数据采集和储存单元所采集到的数据代入反应速率计算公式，计算铁铬液流电池反应的反应速率，所述氢离子浓度计算单元用于将数据采集和储存单元所采集到的数据代入氢离子浓度计算公式，所述中和剂添加量计算单元用于将数据采集和储存单元所采集到的数据代入中和剂添加量计算公式，计算所需加入的中和剂的量，所述盐酸添加量计算单元用于将数据采集和储存单元所采集到的数据代入盐酸添加量计算公式，计算所需加入的盐酸的量，所述数据传输单元用于各个单元之间的数据传输。
4.根据权利要求3所述的一种铁铬液流电池控制系统，其特征在于：所述中和剂的成分为cr(oh)3固体粉末，cr(oh)3作为中和剂加入后，与负极电解液中的氢离子产生的化学反应式为：通过将cr(oh)3粉末与氢离子进行反应，生成cr3+和h2o，在消耗氢离子抑制析氢效应的同时，补充铁铬液流电池负极反应所需的原料cr3+。
5.根据权利要求4所述的一种铁铬液流电池控制系统，其特征在于：所述氢离子浓度计算公式为：c(h+)＝10-ph，其中ph为负极电解液中的ph值。
6.根据权利要求5所述的一种铁铬液流电池控制系统，其特征在于：所述中和剂添加量计算公式为：当δ...
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