[发明专利]一种液流电池荷电状态在线监测系统及方法

权利要求书

1.一种液流电池荷电状态在线监测系统，其特征在于，包括：

光源模块，其用于向所述液流电池的正负极储液罐内发射具有预设频率的激光信号，该激光信号经正负极储液罐内的正负极电解液散射后，以散射光信号的形式从正负极储液罐出射；

光采集模块，其用于采集所述散射光信号，并对其进行分束得到第一光信号和第二光信号，还用于在对第一光信号进行滤波得到不包含所述预设频率的第三光信号后，对第三光信号和第二光信号分别进行光电转换得到第一电信号和第二电信号；

光分析模块，其连接光采集模块，用于采集所述第一电信号和所述第二电信号，并根据第一电信号处理得到当前温度和相应的温度修正系数，根据第二电信号处理得到正负极单电池的荷电状态，还用于根据温度修正系数对正负极单电池的荷电状态进行修正得到液流电池的荷电状态；

通讯模块，其连接光分析模块，用于采集液流电池的荷电状态，并将其发送至液流电池的控制器。

2.基于权利要求1所述的液流电池荷电状态在线监测系统，其特征在于，所述光采集模块集成于光采集装置内部，光采集装置朝向光信号出口区域的光接收面透明，且该光接收面与光信号出口区域的形状匹配，以包裹光信号出口区域。

3.基于权利要求1所述的液流电池荷电状态在线监测系统，其特征在于，所述光采集模块包括：

透镜单元，其用于接收散射光信号，并对其进行会聚后输出；

光分束单元，其连接透镜单元，其用于接收会聚后的散射光信号，并在对其进行分束得到第一光信号和第二光信号后，输出第一光信号和第二光信号；

滤波单元，其连接光分束单元，用于接收第一光信号，并在对其进行滤波，以滤除预设频率的光得到第三光信号后，输出第三光信号；

光电转换单元，其连接光分束单元和滤波单元，用于接收第三光信号和第二光信号，并在分别对其进行光电转换得到第一电信号和第二电信号后，输出第一电信号和第二电信号。

4.基于权利要求3所述的液流电池荷电状态在线监测系统，其特征在于，所述光采集模块还包括：

数据暂存单元，其连接所述光电转换单元，用于接收并存储所述第一电信号和所述第二电信号，并在接收到光分析模块发送的获取请求时，以预设的速率向所述光分析模块发送所述第一电信号和所述第二电信号。

5.基于权利要求1所述的液流电池荷电状态在线监测系统，其特征在于，所述光分析模块包括：

温度识别单元，其用于获取所述第一电信号，并根据第一电信号得到斯托克斯光和反斯托克斯光的功率比值，根据功率比值得到当前温度，根据当前温度得到温度修正系数；

电解质浓度识别单元，其用于获取所述第二电信号，并根据第二电信号处理得到正负极电解液的电解液浓度，根据电解液浓度处理得到正负极单电池的荷电状态；

整体荷电状态计算单元，其连接所述温度识别单元和所述电解质浓度识别单元，用于根据温度修正系数对正负极单电池的荷电状态进行修正得到液流电池的荷电状态。

6.基于权利要求5所述的液流电池荷电状态在线监测系统，其特征在于，所述温度识别单元采用下述公式计算得到温度修正系数：

其中，

η表示正负极单电池的温度修正系数；

表示正负极电解液的标准温度；

T表示正负极电解液的当前温度。

7.基于权利要求5所述的液流电池荷电状态在线监测系统，其特征在于，所述电解质浓度识别单元采用下述公式计算得到电解液浓度：

其中，

表示正负极电解液的电解液浓度；

表示正负极电解液的摩尔吸光系数；

l表示激光信号在正负极电解液中的光程；

表示正负极电解液的吸光度；

表示从正负极电解液出射的散射光信号的光强；

表示入射到正负极电解液的激光信号的光强。