全釩液流電池儲(chǔ)能仿真模型及荷電狀態(tài)監(jiān)測方法研究

謝克桓，李傳常，陳 薦，余龍海，譚 準(zhǔn)，秦位海

（1長沙理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院，湖南長沙 410114；2湖南釩谷新能源技術(shù)有限公司，湖南長沙 410116；3大力電工襄陽股份有限公司，湖北襄陽 441057）

全釩液流電池(VRB)是電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)中較為新型的一項(xiàng)技術(shù)，同時(shí)也是未來最有潛力實(shí)現(xiàn)長壽命、低成本的大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)。根據(jù)最新發(fā)布的《儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)研究白皮書2021》顯示，預(yù)計(jì)2021年的電化學(xué)儲(chǔ)能市場累計(jì)裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到5790.8 MW，作為電化學(xué)儲(chǔ)能之一的全釩液流電池自然也備受國內(nèi)外的關(guān)注[1-5]。

對于大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)，儲(chǔ)能系統(tǒng)一直是研究的重點(diǎn)。其中，建立仿真模型對VRB 系統(tǒng)的研究具有重要的作用。利用仿真模型可以模擬VRB 的充放電狀態(tài)，不僅可以及時(shí)調(diào)整充放電策略，還可以為電池系統(tǒng)的優(yōu)化提供一定的指導(dǎo)。

通過對國內(nèi)外學(xué)者建立的VRB 模型進(jìn)行分析總結(jié)可知[6-9]，VRB模型可分為兩類：靜態(tài)的電路模型和動(dòng)態(tài)的電化學(xué)模型。電路模型由電阻、電容與電壓源等元器件串并聯(lián)組成，并可通過串聯(lián)的電路來解釋VRB 的物理現(xiàn)象，描述電池的電壓、電流與荷電狀態(tài)等參數(shù)的變化[10]；電化學(xué)模型則是基于能斯特方程及部分經(jīng)驗(yàn)公式構(gòu)造的數(shù)學(xué)模型，反映的是電池內(nèi)部微觀參數(shù)的變化及內(nèi)部損失，通常描述離子濃度、荷電狀態(tài)與電池電壓之間的關(guān)系[6]。

本文綜述了VRB 儲(chǔ)能仿真模型的研究進(jìn)展，重點(diǎn)闡述了電路模型與電化學(xué)模型兩類VRB 仿真模型，對比分析了各模型的基本原理，探討了電流、電壓、離子濃度、電解液流量等參數(shù)與整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)之間的關(guān)系，并總結(jié)了釩電池SOC 的監(jiān)測方法，期望對今后VRB 儲(chǔ)能仿真模型的研究提供參考。

1 全釩液流電池工作原理

全釩液流電池，是一種以金屬釩離子為活性物質(zhì)的液態(tài)氧化還原可再生電池。全釩液流電池是以+4、+5價(jià)態(tài)的釩離子溶液作為正極的活性物質(zhì)，以+2、+3價(jià)態(tài)的釩離子溶液作為負(fù)極的活性物質(zhì)，分別儲(chǔ)存在各自的電解液儲(chǔ)罐中。對電池進(jìn)行充、放電時(shí)，正負(fù)極電解液在離子交換膜兩側(cè)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)。同時(shí)，通過電堆外泵的作用，儲(chǔ)液罐中的電解液不斷送入正極室和負(fù)極室內(nèi)，以維持離子的濃度，實(shí)現(xiàn)對電池的充放電，具體工作原理圖如圖1所示。

圖1 全釩液流電池工作原理圖[11]Fig.1 Operating principle of all-vanadium redox flow battery figure[11]

充放電過程中，主要是依靠電解液中H+在離子膜上的定向移動(dòng)形成電流回路。全釩液流電池在電堆內(nèi)部發(fā)生氧化還原反應(yīng)，其化學(xué)反應(yīng)方程式為(正向充電，反向放電)

全釩液流電池僅存在釩離子反應(yīng)有利于減少電池容量的衰減。由于電池在正負(fù)極反應(yīng)均使用同一元素的金屬離子，即使正負(fù)電解液在離子膜兩側(cè)發(fā)生離子遷移也可通過相混兩罐的電解液減少電池容量的衰減。

2 全釩液流電池儲(chǔ)能仿真模型

為了使儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化更具高效性與便捷性，建立能夠反映全釩液流電池電化學(xué)原理、充放電特性和滿足儲(chǔ)能系統(tǒng)要求的仿真模型至關(guān)重要[12]。高精度的仿真模型要求能夠準(zhǔn)確地反映電池的電壓、電流特性、電池荷電狀態(tài)(SOC)的數(shù)值、電池的損耗、效率等信息。本節(jié)主要介紹針對全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)建立的電路模型和電化學(xué)模型。

2.1 電路模型

2007年，Li等[13]通過實(shí)驗(yàn)證明了恒定的電阻值也可以模擬全釩液流電池的各種損耗。由此，國內(nèi)外學(xué)者依據(jù)這一原理建立了等效電路模型[14-15]。

李國杰等[16]根據(jù)全釩液流電池充放電過程中電池內(nèi)部阻抗變化規(guī)律建立了充放電阻抗模型，并通過實(shí)驗(yàn)和仿真模擬證明了該模型能夠有效地反映全釩液流電池充放電特性。如圖2所示，D1、D2均為二極管；Rf、Rc分別為放電回路與充電回路的電阻；Cf、Cc分別為放電回路與充電回路的電容；R1包含了電極、電解液、離子交換膜的電阻以及接觸電阻；R2為電荷穿越電極和電解質(zhì)兩相界面的電阻。

圖2 充放電阻抗模型[16]Fig.2 Charge and discharge impedance model[16]

Wei等[17-18]建立了一階RC模型，該模型在擴(kuò)展卡爾曼濾波的集成框架下，能夠在線更新模型參數(shù)，實(shí)時(shí)觀察系統(tǒng)的SOC，檢測全釩液流電池的容量損失，建立的一階RC 模型如圖3 所示。圖3的左側(cè)描述了SOC 的動(dòng)態(tài)范圍，右側(cè)描述了釩電池的電學(xué)性能。其中，受控電壓源表示釩電池的開路電壓，并與SOC 和溫度有關(guān)。Rs為歐姆電阻，包括元件電阻和元件間的接觸電阻。然而為了提高數(shù)值穩(wěn)定性，該模型降低模型的復(fù)雜度，省略了詳細(xì)描述釩電池傳質(zhì)動(dòng)力特性的恒相位元件(CPE)。

圖3 一階RC模型[17]Fig.3 First-order RC model[17]

與一階模型相比，三階模型在傳統(tǒng)蓄電池建模中的應(yīng)用更加廣泛。李蓓等[19]通過建立支路電流等效電路模型，計(jì)算得到支路電流。支路電流等效電路簡化模型如圖4所示。支路電流對全釩液流電池的影響不容忽視，且在電池規(guī)模較大時(shí)，支路電流對釩電池的影響也會(huì)被放大，因此在三階模型的基礎(chǔ)上建立了含支路電流的三階模型。含支路電流的三階模型如圖5所示，Ip為支路電流；Eb為電壓源；Uout為電池的輸出電壓；Rb為電池內(nèi)阻；R1//C1與R2//C2為描述電池極化的阻容網(wǎng)絡(luò)。由于該模型對支路電流影響因素的考慮較多，導(dǎo)致模型較為復(fù)雜，但仍能準(zhǔn)確地反映電池外特性。通過仿真模擬表明，在不進(jìn)行充放電循環(huán)時(shí)，含支路電流的電池系統(tǒng)中仍有電能損耗；在進(jìn)行充放電循環(huán)時(shí)，含支路電流的電池系統(tǒng)放電時(shí)損耗更大。

圖4 支路電流等效電路簡化模型[19]Fig.4 Simplified equivalent circuit model of shunt current[19]

圖5 含支路電流的三階模型[19]Fig.5 Third-order model with shunt current[19]

等效損耗模型是表示釩電池主要參數(shù)變化規(guī)律的一種電路模型[20]。全釩液流電池等效損耗模型圖如圖6所示，該模型的特點(diǎn)是將原本復(fù)雜的電路用簡單的電路所替代，同時(shí)還考慮了電池的內(nèi)阻和寄生電阻以及系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)。經(jīng)計(jì)算，全釩液流電池每次充放電循環(huán)約損耗21%的電能。其中，15%為內(nèi)部損耗，6%為外部損耗[9,21-22]。內(nèi)部損耗中的Rreaction表示為化學(xué)反應(yīng)、氫離子交換引起的電阻，Rresitive表示為離子交換膜、電解液、電極等引起的電阻。而外部損耗分別由寄生電阻Rfixed的損耗以及泵的電流損耗Ipump組成。Celectrodes則可以表示為電極電容的瞬態(tài)分量。該模型的損耗系數(shù)為5 kW電堆的充放電循環(huán)實(shí)驗(yàn)所得，損耗系數(shù)在其他電堆中存在差異。但因模型具備結(jié)構(gòu)簡單、計(jì)算方便、仿真速度快等特點(diǎn)，國內(nèi)外許多學(xué)者通過全釩液流電池的等效損耗模型進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果也表明全釩液流電池具有良好的充放電性能[23-26]。

圖6 全釩液流電池等效損耗模型[24]Fig.6 Equivalent loss model of VRB[24]

2.2 電化學(xué)模型

電路模型雖然能準(zhǔn)確反映電氣參數(shù)和電池?fù)p耗，但不能反映電解液溫度、離子濃度等參數(shù)變化。因此，部分學(xué)者建立了電化學(xué)模型[27-28]。電化學(xué)模型描述的是電堆各種狀態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系，主要是電堆電壓Ustack與各狀態(tài)參數(shù)如電流I、各價(jià)態(tài)釩離子的濃度cav、氫離子濃度cH+、電解液流量Q以及溫度T等之間的關(guān)系。此外，電化學(xué)模型還描述了電解液成分如何隨電池的運(yùn)行而變化。

圖7為Blanc團(tuán)隊(duì)[29]在2008年建立的電化學(xué)模型。從圖7可以看出，電堆電壓Ustack取決于平衡電壓Ueq和內(nèi)部損耗Uloss。當(dāng)沒有電流流過電堆時(shí)，不存在內(nèi)部損失，Ustack等于Ueq。因此，Ustack可由式(3)獲得。

圖7 全釩液流電池電化學(xué)模型[29]Fig.7 Electrochemical model of VRB[29]

平衡電壓Ueq對應(yīng)于構(gòu)成電堆的各個(gè)單電池的開路電壓E之和。該電壓由能斯特方程[式(4)]可得，并取決于釩離子濃度和氫離子濃度。

式中，E0為標(biāo)準(zhǔn)電極電勢；R為理想氣體常數(shù)；T為電堆溫度；F為法拉第常數(shù)。釩離子濃度可由式(5)獲得。

式中，cavi為釩離子濃度，cavi與釩離子的初始濃度、儲(chǔ)液罐的體積Vtk、單電池?cái)?shù)量Ncell以及電流i和電解液流量Q有關(guān)；b是一個(gè)系數(shù)，取決于釩離子的價(jià)態(tài)；NA為阿伏伽德羅常數(shù)；e 為基本電荷。

氫離子濃度則可由式(6)獲得。

式中，cH+,discharged為電解液完全放電時(shí)氫離子的濃度。

內(nèi)部電壓損耗Uloss可由式(7)獲得。

式中，Uact為電化學(xué)極化過電位；Uconc為濃差極化過電位；Uohm為歐姆極化過電位；Uion為離子通過膜時(shí)產(chǎn)生的電壓損失。

Blanc 團(tuán)隊(duì)擬利用該模型評估全釩液流電池的電堆效率，該模型能準(zhǔn)確計(jì)算全釩液流電池的電壓效率，但對庫侖效率的計(jì)算卻并不準(zhǔn)確。由于模型忽略了電解液中存在離子遷移及副反應(yīng)，以致計(jì)算得到的庫侖效率低于理論值。后來，一些學(xué)者們[30]建立的電化學(xué)模型則彌補(bǔ)了上述缺點(diǎn)。Leonardo等[31]在建立電化學(xué)模型的基礎(chǔ)上，又加入了電堆模型和機(jī)械模型，整合成一個(gè)完整的全釩液流電池系統(tǒng)模型，如圖8所示。該VRB電堆模型最大的優(yōu)勢是既考慮了電壓損耗，也考慮了庫侖損耗，因此具有更高的精度。圖9 為圖8 的電堆模型部分，圖9中的電阻Rs和Rp分別表示了電壓損耗和庫侖損耗。庫侖損耗的產(chǎn)生有兩方面原因：①庫侖損耗可能由副反應(yīng)引起，例如充電過程中可能發(fā)生的析氧或析氫；②庫侖損耗可能由離子遷移引起，電解液在膜兩側(cè)的交叉混合導(dǎo)致離子遷移。考慮了電堆的庫侖損耗的寄生電流Ip可由式(8)獲得。

圖8 全釩液流電池完整系統(tǒng)模型[31]Fig.8 Complete model of VRB[31]

圖9 全釩液流電池電堆模型[31]Fig.9 Stack model of VRB[31]

Merei 等[11]建立了一個(gè)更為復(fù)雜的全釩液流電池多物理模型，該模型在電化學(xué)模型的基礎(chǔ)上不僅加入了機(jī)械模型考慮泵的損耗，還加入了溫度模型研究電堆溫度與儲(chǔ)液罐溫度的變化，模型圖如圖10所示，該模型的主要參數(shù)多達(dá)43個(gè)。其中在電化學(xué)模型中，Merei 等既考慮了充放電時(shí)釩離子在膜兩側(cè)的擴(kuò)散，又充分考慮了可能出現(xiàn)的析氫反應(yīng)以及腐蝕反應(yīng)。具體表現(xiàn)為將電堆電流分為三部分：充放電電流Ic/d、析氫電流IH2以及腐蝕電流Icorr，其關(guān)系式如式(9)所示。

圖10 全釩液流電池多物理模型[11]Fig.10 Multi-physics VRB model[11]

雖然該模型的腐蝕和析氫模型由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所得，可以進(jìn)一步完善，但依然適用于不同功率和容量的VRB 系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確地得到全釩液流電池的釩離子濃度、SOC、電堆溫度、儲(chǔ)液罐溫度等參數(shù)，并能通過以上參數(shù)預(yù)測全釩液流電池的壽命。

3 全釩液流電池荷電狀態(tài)(SOC)的定義與監(jiān)測方法

3.1 荷電狀態(tài)的定義

電池荷電狀態(tài)(以下簡稱SOC)定義為當(dāng)前電量與電池總?cè)萘康谋戎?。而在全釩液流電池中，電池的正極存在VO2+、離子，電池的負(fù)極存在V2+、V3+離子，因此SOC的表達(dá)式可寫為

作為全釩液流電池儲(chǔ)能仿真模型中重要的狀態(tài)參數(shù)之一，SOC 能夠反映釩電池的當(dāng)前電量，以避免對電池的過充和過放電。在電池應(yīng)用時(shí)，準(zhǔn)確監(jiān)測釩電池的SOC 能避免對釩電池造成損害，合理利用釩電池提供的電能，既可提高電池的利用率，又可延長電池組的使用壽命。

在第2 節(jié)中，學(xué)者們建立的充放電阻抗模型、含支路電流的三階模型均無法通過系統(tǒng)仿真得到釩電池的SOC，而等效損耗模型雖能監(jiān)測卻無法保證精度。事實(shí)上，SOC監(jiān)測受到許多條件的約束，在工程實(shí)際中，釩離子跨膜遷移、水分子擴(kuò)散、析氫及氧化等問題均會(huì)影響正負(fù)極電解液中釩離子的濃度，進(jìn)而影響SOC 的監(jiān)測?；诖?，洪為臣等[32]闡明了SOC 的工程定義與理論概念的區(qū)別。在工程中，SOC 可重新定義為電池實(shí)際可放出的容量與電池可放出的最大容量之比，其表達(dá)式如式(11)所示。

式中，i、v分別為充放電過程的電流、電壓；t1、t分別為充放電過程的開始時(shí)間與任意時(shí)刻時(shí)間。

電池的理論容量與電池的最大容量不同，理論容量為所有釩離子均參與充放電過程的最大儲(chǔ)能容量；最大容量則是考慮釩離子跨膜遷移、水分子擴(kuò)散、析氫及氧化等因素后電池能夠放出的最大容量，其數(shù)值小于理論容量。同時(shí)，隨著釩電池充放電循環(huán)次數(shù)的增加，電池最大容量也逐漸衰減，若不對最大容量的狀態(tài)值進(jìn)行及時(shí)地更新，監(jiān)測得到的SOC 值往往偏低。國內(nèi)外學(xué)者對釩電池進(jìn)行SOC監(jiān)測時(shí)，應(yīng)采用符合工程實(shí)際的監(jiān)測方法。

3.2 荷電狀態(tài)(SOC)的監(jiān)測方法

3.2.1 開路電壓法

開路電壓法是一種商業(yè)電池中運(yùn)用較為廣泛的SOC監(jiān)測方法。其原理相對簡單，基于單個(gè)全釩液流電池的開路電壓，通過能斯特方程[式(4)]，便可計(jì)算得到電池的SOC。王文紅等[33]早在2006 年便通過實(shí)驗(yàn)得到全釩液流電池開路電壓與SOC 的關(guān)系式，該關(guān)系式可由式(10)代入能斯特方程[式(4)]得到，如式(12)所示。

式中，U為開路電壓；cH+為氫離子濃度。

Mohamed 等[34]曾在溫度為298 K 的條件下進(jìn)行開路電壓法的誤差分析實(shí)驗(yàn)，待電壓完全穩(wěn)定時(shí)通過開路電壓法測量得到的SOC 值與實(shí)驗(yàn)值相比誤差約為2.4%。Wei 等[35]利用開路電壓與SOC 存在的一定函數(shù)關(guān)系[式(13)]，監(jiān)測得到一階RC模型的SOC值，并且校準(zhǔn)了SOC與開路電壓的關(guān)系曲線[17]，如圖11所示。

圖11 SOC與開路電壓的關(guān)系曲線圖[17]Fig.11 SOC versus OCV graph[17]

式中，Voc為開路電壓；z為VRB的SOC值；ci為多項(xiàng)式系數(shù)；np為模型階數(shù)，文獻(xiàn)[35]中取值為5。

雖然開路電壓法較為簡單，但該方法易受溫度、流速等因素的影響，若溫度、流量不穩(wěn)定時(shí)，極易產(chǎn)生測量誤差。此外，如圖12 所示，由于每個(gè)電堆需要預(yù)留一個(gè)電池的空間，同時(shí)需要安裝額外的電壓傳感器，使全釩液流電池電堆的設(shè)計(jì)更為復(fù)雜。

圖12 開路電壓法電堆結(jié)構(gòu)[36]Fig.12 Open-circuit voltage method of the stack structure[36]

3.2.2 電流積分法

電流積分法[37]是最易實(shí)現(xiàn)的SOC 監(jiān)測方法。該方法需已知電池的初始SOC0，并用電流傳感器測量不斷充入電池或電池釋放的電量，從而測量電池的SOC，其表達(dá)式為

式中，η為庫侖效率；CN為電池標(biāo)定容量；SOC0為電池初始SOC值。

電池的初始SOC0可由式(15)、式(16)以及式(17)得到。

充電狀態(tài)的初始SOC0

放電狀態(tài)的初始SOC0

開路狀態(tài)的初始SOC0

式中，Ub為釩電池電壓；Ib為釩電池電流；UOC為釩電池開路電壓。

第2節(jié)中，Ontiveros等[31]利用電流積分法監(jiān)測得到全釩液流電池完整系統(tǒng)模型的SOC 值。具體SOC監(jiān)測可由式(18)、式(19)得到。

式中，Ief(k)為VRB電池堆在沒有寄生電流損失的情況下的有效電流；Ueq(k)·Ief(k)為電堆有效功率；To為采樣周期；Emax為最大容量。

然而，該方法存在三個(gè)問題：①電流積分法需已知電池準(zhǔn)確的初始SOC 值；②電流傳感器會(huì)存在一定的誤差，且誤差會(huì)隨著時(shí)間累積；③電流積分法還需知道準(zhǔn)確的電池容量和庫侖效率，而容量和庫侖效率又極易受電堆溫度和電流大小的影響[38]。陳宗海等[39]對電流積分法存在的以上三個(gè)問題進(jìn)行了分析與校準(zhǔn)，并在電流積分法的基礎(chǔ)上提出更為精確的校準(zhǔn)法。

3.2.3 卡爾曼濾波算法

卡爾曼濾波算法是1960 年Kalman[40]提出來的一種算法?？柭鼮V波的原理較為復(fù)雜，是數(shù)據(jù)與測量值融合的一種算法。數(shù)據(jù)是在已知上一狀態(tài)的基礎(chǔ)上對事物的當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行估算，得到一個(gè)存在著誤差的估算值，測量值則是通過傳感器對當(dāng)前狀態(tài)測量得到，最后估算值與測量值相結(jié)合并通過加權(quán)平均算出最新估算值[41]?？柭鼮V波算法常用于控制及信號(hào)處理領(lǐng)域，近些年有學(xué)者[42]運(yùn)用該算法進(jìn)行電池SOC 的監(jiān)測。韓永輝[25]采用卡爾曼濾波算法得到全釩液流電池的SOC 值，并通過與離散計(jì)算法對比，卡爾曼濾波算法精度更高。Xiong等[36]通過熱電模型實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展卡爾曼濾波算法，并驗(yàn)證了全釩液流電池同樣適用該方法。孫成才[43]則認(rèn)為，無論是卡爾曼濾波算法還是更進(jìn)一步的擴(kuò)展卡爾曼濾波算法都存在對SOC 的初值依賴性過高的缺陷。Yang 等[44]采用擴(kuò)展卡爾曼濾波算法以及無跡卡爾曼濾波算法對電池SOC 進(jìn)行測量，并比較了兩者在跟蹤精度、計(jì)算時(shí)間以及對SOC 初值不確定時(shí)的魯棒性等各方面的性能，結(jié)果表明無跡卡爾曼濾波算法具有更強(qiáng)的魯棒性。

3.2.4 其他算法

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、內(nèi)阻法也是SOC 的監(jiān)測方法。其中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法[45-46]是一種常見的方法，但該方法需要提供數(shù)據(jù)進(jìn)行大量的練習(xí)，數(shù)據(jù)較少時(shí)測量誤差較大。而內(nèi)阻法是根據(jù)電池內(nèi)阻與SOC 之間的聯(lián)系，測量電池的內(nèi)阻進(jìn)而得到SOC 的方法，但該方法的精度較低，且全釩液流電池中內(nèi)阻受溫度、電流等因素的影響，波動(dòng)較大，在應(yīng)用中少有使用。SOC監(jiān)測方法對比如表1所示。

表1 SOC監(jiān)測方法對比[47-48]Table 1 Comparison of several SOC monitoring methods[47-48]

4 結(jié)語

仿真模型與SOC 監(jiān)測方法作為全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)研究的重要組成部分，對VRB 系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以及控制分析有很大的作用。本文總結(jié)了電路模型、電化學(xué)模型兩類仿真模型和常用的全釩液流電池SOC 監(jiān)測方法。其中，電路模型多是以固定的電路元件模擬電池回路，能夠快速地反映在充放電時(shí)VRB 的各項(xiàng)損耗以及電流電壓等參數(shù)的變化，數(shù)據(jù)較為直觀但卻不能充分反映電池內(nèi)部的電化學(xué)反應(yīng)過程；電化學(xué)模型是從電池內(nèi)部的電化學(xué)反應(yīng)出發(fā)，基于能斯特方程以及一些經(jīng)驗(yàn)公式構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型反映電池內(nèi)部各參數(shù)的變化?，F(xiàn)如今的電化學(xué)模型多是加入了機(jī)械模型或電堆模型的混合模型，不僅能反映離子濃度的變化，還具備更高的精確度，然而考慮的參數(shù)較多且復(fù)雜，模型的建立難度大，仿真速度也相對較慢。兩類模型各自的原理及特點(diǎn)均有不同，研究人員在二者中選擇建立仿真模型時(shí)，應(yīng)優(yōu)先從實(shí)際出發(fā)，建立一個(gè)滿足工程實(shí)際需求的模型。而本文綜述的SOC 監(jiān)測方法則是對部分仿真模型缺少SOC監(jiān)測或SOC監(jiān)測精度較低的補(bǔ)充，以便于構(gòu)建更為完善的全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。

未來，對全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的研究可以考慮加入電極與離子交換膜等參數(shù)，完善對電池SOC 的監(jiān)測以更好地維護(hù)全釩液流電池，延長其使用壽命?？傊鳛橐豢罹哂虚L壽命、高性價(jià)比的儲(chǔ)能電池，全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的研究重點(diǎn)應(yīng)與工程實(shí)際相結(jié)合，建立符合工程需求的儲(chǔ)能仿真模型。