本發(fā)明涉及液流電池，尤其涉及一種液流電池流道優(yōu)化設計方法。

背景技術：

1、液流電池是一種通過電化學反應將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，具有能量密度高、壽命長、安全性好等優(yōu)點，被廣泛應用于大規(guī)模儲能系統(tǒng)、電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻、可再生能源并網(wǎng)等領域。液流電池的流道設計方法主要是側(cè)重于經(jīng)驗公式法與數(shù)值模擬法，都從流體流動的角度進行了優(yōu)化設計，沒有考慮其對電路的影響因素。并且經(jīng)驗公式法精度較低，需要實驗輔佐驗證，也未將內(nèi)部漏電考慮在內(nèi)，無法滿足高精度高可靠性設計的要求。數(shù)值模擬法雖然計算速度快，但也沒有考慮電池內(nèi)部漏電的影響，導致電池的系統(tǒng)效率無法保證。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術存在的不足和缺陷，提供了一種液流電池流道優(yōu)化設計方法，通過優(yōu)化算法與漏電模型，在提高流道設計精度的基礎上考慮了電池內(nèi)部漏電的影響與控制，提高了流道設計的可靠性。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)。

3、一種液流電池流道優(yōu)化設計方法，包括以下步驟：

4、s1，根據(jù)液流電池電堆的拓撲參數(shù)，搭建電堆的漏電模型；

5、s2，初始化等效流道電阻值計算參數(shù)；

6、計算等效流道電阻值r：式中，l為流道的等效長度，s為流道的等效截面積，ρ為電解液電阻率；

7、將r代入到漏電模型中，計算漏電損耗；

8、s3，將漏電損耗與設計指標中的損耗閾值比較：若漏電損耗小于損耗閾值，則直接執(zhí)行步驟s5；否則令等效流道電阻值r＝r+δr1后執(zhí)行步驟s4；

9、s4，將r代入到漏電模型中，重新計算漏電損耗，返回執(zhí)行步驟s3；

10、s5，計算當前等效流道電阻值對應的流道當量直徑d：式中a、b表示流道的半寬度和半高度；

11、比較流道當量直徑是否滿足所設范圍：若不滿足則令等效流道電阻值r＝r-δr2，然后跳轉(zhuǎn)到步驟s4；否則執(zhí)行步驟s6；

12、s6，根據(jù)當前對應的流道結(jié)構(gòu)參數(shù)，輸出流道優(yōu)化設計方案。

13、優(yōu)選地，所述步驟s1中提到的電堆拓撲參數(shù)包括電堆數(shù)量、電池數(shù)量、電堆平均電壓、充放電電流密度、反應面積。

14、優(yōu)選地，通過基爾霍夫定律或等效電路構(gòu)建漏電模型。

15、優(yōu)選地，所述步驟s3中損耗閾值根據(jù)電堆實際的設計生產(chǎn)需求與電堆的功率制定；步驟s5中的所設范圍根據(jù)電堆的壓損與電堆實際的設計生產(chǎn)需求制定。

16、優(yōu)選地，δr1＞δr2。

17、本發(fā)明的有益技術效果：通過優(yōu)化算法提高了流道設計的精度，與漏電模型的協(xié)同不僅將漏電損耗的評估與控制考慮在內(nèi)，提高了流道設計的可靠性，還能利用計算機快速輸出流道結(jié)構(gòu)參數(shù)，通用性好，適用范圍廣，適用于各種液流電池，由于電堆拓撲參數(shù)、流道結(jié)構(gòu)參數(shù)可以根據(jù)設計指標與實際需求進行調(diào)整，還具有較高的靈活性。

技術特征：

1.一種液流電池流道優(yōu)化設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液流電池流道優(yōu)化設計方法，其特征在于，所述步驟s1中提到的電堆拓撲參數(shù)包括電堆數(shù)量、電池數(shù)量、電堆平均電壓、充放電電流密度、反應面積。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液流電池流道優(yōu)化設計方法，其特征在于，通過基爾霍夫定律或等效電路構(gòu)建漏電模型。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液流電池流道優(yōu)化設計方法，其特征在于，所述步驟s3中損耗閾值根據(jù)電堆實際的設計生產(chǎn)需求與電堆的功率制定；步驟s5中的所設范圍根據(jù)電堆的壓損與電堆實際的設計生產(chǎn)需求制定。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液流電池流道優(yōu)化設計方法，其特征在于，δr1＞δr2。

技術總結(jié)
本發(fā)明涉及液流電池技術領域，公開了一種液流電池流道優(yōu)化設計方法，步驟如下：S1，搭建電堆的漏電模型；S2，初始化等效流道電阻值計算參數(shù)；計算等效流道電阻值R；算漏電損耗；S3，損耗小于閾值則執(zhí)行S5；否則R＝R+Δr<subgt;1</subgt;后執(zhí)行S4；S4，重新算損耗，返回S3；S5，流道當量直徑d不滿足所設范圍則R＝R?Δr<subgt;2</subgt;后跳轉(zhuǎn)S4；否則執(zhí)行S6；S6，輸出流道方案。本發(fā)明通過優(yōu)化算法提高流道設計精度，與漏電模型的協(xié)同不僅考慮了漏電損耗的評估與控制，提高設計可靠性，還利用計算機快速輸出流道結(jié)構(gòu)參數(shù)，通用性好，適用范圍廣，適用各種液流電池，參數(shù)可根據(jù)設計指標與實際需求進行調(diào)整，靈活性高。

技術研發(fā)人員：艾璐,范宮羽,李洋,陳超然,王家寶,沈華剛,范建華,任建瑋,苗壯,王濤
受保護的技術使用者：青島智電新能科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/22