电压差的"火眼金睛",一文了解为何液流电池要有单片电压巡检器!

据全球液流电池网获悉，液流电池是一种新型电化学储能技术，液流电池的正、负极电解液分布储存在2个液罐中，利用循环泵将电解液推入电堆，活性物质在电堆的离子隔膜两侧的多孔电极上发生电化学反应。

液流电池具有循环寿命长（＞10000次），可深度充放电、无燃烧爆炸风险、良好的本征安全性等优点，在大容量长时储能场景应用广泛。随着“混合储能”技术的发展，液流电池将发挥重要的能源支撑作用。

液流电池的总能量存储取决于系统的荷电状态（SOC）和活性化学物质数量。

钒电池在标准理论状态下平衡电势为1.26V，但受浓度、酸度、温度等因素影响，液流电池在不同荷电状态（SOC）下电压变化范围很大，影响到储能效率、运行稳定性和电池寿命。

在液流电池中，电压分布随着位置趋近于中心单体。如果堆内的电压波动较大，电压差会引起电解液中的离子定向迁移，形成旁路电流，导致电荷损失，降低库伦效率和电池容量。为了尽可能抑制减小旁路电流造成的电池能量损耗，减少单电池的电压差非常关键。

单片电压巡检器（CVM）就是及时发现处理电压差问题的“火眼金睛”，实时巡检分析单片电压状态，避免电压分布不均造成整个电池系统破坏。

在实际工况下，单电池的充电截止电压上限需要严格控制，主要是避免过充带来的风险。

因为电池过充会导致沉淀和析氢等副反应，对整个液流电池系统模块造成不可逆的损害。在充放电过程中，科学估算电池的SOC非常重要。

在液流电池SOC估算方法研究中，无论是开路电压法，扩展卡尔曼滤波（EKF）与无迹卡尔曼滤波（UKF）联合算法（EBKF-UKF），还是AI算法，都需要采集、辨识高精度的电压、电流等数据，从而帮助液流电池管理系统（FBMS）做出更准确的SOC估算结果。

因此，通过单片电压巡检器（CVM）对液流电池单电池进行全面精准的电压检测，做出优化控制策略，对于保障系统安全运行，延长使用寿命，具有重要意义。

单片电压巡检器（CVM）采集的电池实时运行数据，液流电池管理系统（FBMS）可以快速展开SOC估算、安全控制、故障诊断、警报处理、均衡管理等处理，保障系统运行。

当液流电池系统工作时，上位机PC中的操作程序向单片机发送工作信号，然后isoSPI总线至数据采集模块进行电池电压、电流采集，数据回传到单片机内部处理，再上传至上位机，通过软件分析进行数据校验、储存、显示等操作，从而实现对液流电池系统的单片电压巡检情况的实时监控。

纵观人类历史，从钻木取火、煤炭蒸汽、石油内燃机，再到如今的液流电池。每一次能源技术重大变革都将推动人类文明向前发展。

当前，我国可再生清洁能源消费比重越来越大，以液流电池为代表的新型储能技术迎来爆发，单片电压巡检器（CVM）助力液流电池系统行稳致远。