液流电池的控制电路及控制系统

技术领域

本申请涉及液流电池技术领域，特别是涉及一种液流电池的控制电路及控制系统。

背景技术

随着能量储存技术的发展，出现了液流电池技术。液流电池可用于产生和储存电能。液流电池由多个电堆组成，电堆包括正负极板、隔膜、液流循环系统和外壳等。液流电池的储能方式是将化学能转化为电能，其工作原理是基于电堆正负极板上的氧化还原反应，正极板发生氧化反应，负极板发生还原反应，通过隔膜分离正负离子，并通过液流循环系统实现反应物的供应和产物的排出。

一般的，需要控制液流电池稳定地运行，以保证液流电池能够有效地储能，从而满足负载的供电需求。液流电池电堆一般由几十个至上百个单电池串联构成，随着用电需求的日益增长，液流电池的规模也越来越大，这对于如何控制液流电池稳定地运行带来了巨大挑战。

发明内容

基于此，有必要提供一种液流电池的控制电路及控制系统，以提高液流电池的稳定性和管理效率。

第一方面，本申请实施例提供了一种液流电池的控制电路，所述液流电池包括多个储液模块和呈阵列排布的多个电堆模块，其中，位于同一行的部分所述电堆模块连接构成电流回路，位于同一列的部分所述电堆模块对应与一所述储液模块连接，以构成液流回路，所述控制电路包括：

多个辅控模块，所述多个辅控模块与多个所述电堆模块一一对应连接，所述辅控模块用于获取所述电堆模块的第一状态信息，并控制所述电堆模块的运行状态；

多个电池簇控制模块，各所述电池簇控制模块分别与一所述液流回路的各所述电堆模块对应的所述辅控模块、所述储液模块连接，所述电池簇控制模块用于根据所述液流回路的各所述电堆模块的第一状态信息，分别对应控制各所述辅控模块的运行状态，并获取所述储液模块的第二状态信息，并控制所述储液模块的运行状态；

电池阵列控制模块，分别与各所述电池簇控制模块连接，用于根据各所述电堆模块的第一状态信息和各所述储液模块的第二状态信息，控制各所述电池簇控制模块的运行状态。

在其中一个实施例中，所述电池阵列控制模块用于根据各所述电堆模块的第一状态信息和各所述储液模块的第二状态信息，生成第一控制指令并发送至所述电池簇控制模块，以控制所述电池簇控制模块的运行状态；

所述电池簇控制模块用于根据所述第一控制指令和所述液流回路的各所述电堆模块的第一状态信息，生成第二控制指令并发送至对应的各所述辅控模块，以控制各所述辅控模块的运行状态，以及根据所述第一控制指令和所述储液模块的第二状态信息控制所述储液模块的运行状态；

所述辅控模块用于根据所述第二控制指令和所述电堆模块的第一状态信息，控制所述电堆模块的运行状态。

在其中一个实施例中，所述电池簇控制模块采用CAN总线分别与所述电池阵列控制模块、同一行的各所述电堆模块对应的所述辅控模块连接，以通过所述CAN总线传输所述第一控制指令和所述第二控制指令。

在其中一个实施例中，所述电堆模块包括多个单电池、管道和调节单元，其中，所述管道分别与所述多个单电池、所述储液模块连接，所述管道用于为所述多个单电池提供所述储液模块中的电解液的流动通道；所述调节单元与所述管道连接，所述调节单元用于调节所述流动通道内的流体参数；其中，所述辅控模块包括：

管道采集单元，分别与所述电堆模块的所述多个单电池、所述管道连接，用于采集所述电堆模块的子状态信息；其中，所述子状态信息包括泵前压力、堆前压力、电堆温度、进口流量中的至少一种；

管道控制单元，分别与所述管道采集单元、所述调节单元连接，用于根据所述子状态信息控制所述调节单元的运行状态，以调节所述流动通道内的流体参数。

在其中一个实施例中，所述辅控模块还包括：

多个单电池采集单元，所述多个单电池采集单元分别与所述电堆模块的多个所述单电池一一对应连接，所述单电池采集单元用于采集所述单电池的电池电压；

电堆采集单元，与所述电堆模块的多个所述单电池连接，用于采集所述电堆模块的电堆电压；

单电堆控制单元，分别与各所述单电池采集单元、所述电堆采集单元、所述管道控制单元连接，用于根据各所述单电池的电池电压、所述电堆模块的子状态信息和电堆电压，生成检测信号和第三控制指令，并将所述第三控制指令发送至所述管道控制单元；其中，所述检测信号用于指示所述电堆模块是否故障。

在其中一个实施例中，所述电池簇控制模块包括：

储液采集单元，与所述储液模块连接，用于采集所述储液模块的所述第二状态信息，所述第二状态信息包括气体浓度、罐体压力、储液温度、液位中的至少一种；

电池簇控制单元，分别与所述储液采集单元、一所述液流回路的各所述电堆模块对应的所述辅控模块连接，用于根据所述液流回路的各所述电堆模块的所述第一状态信息生成第一检测信息，并根据所述第一检测信息控制对应的各所述辅控模块的运行状态；其中，所述第一检测信息包括所述电堆模块的剩余容量、劣化参数和可用充放电功率中的至少一种；

所述电池簇控制单元还用于根据所述储液模块的第二状态信息生成第二检测信息，并根据所述第二检测信息控制所述储液模块的运行状态；其中，所述第二检测信息包括所述储液模块的电解液的剩余容量、浓度参数中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述液流电池的控制电路还包括对应与各所述电堆模块并联的多个开关模块，所述电池簇控制单元还与所述液流回路的各所述电堆模块对应的所述开关模块连接，所述电池簇控制单元还用于根据所述电堆模块的第一状态信息，控制对应的所述开关模块的通断状态。

在其中一个实施例中，所述液流电池的控制电路还包括：

多个电压转换模块，各所述电压转换模块与同一行的各所述电堆模块以构成所述电流回路，所述电压转换模块用于对同一行的各所述电堆模块输出的电压进行转换，以为负载供电；其中，

所述电池阵列控制模块与各所述电压转换模块连接，所述电池阵列控制模块用于根据同一行的各所述电堆模块的第一状态信息，调节对应的所述电压转换模块的电压转换参数。

第二方面，本申请实施例提供了一种液流电池的控制系统，包括：

液流电池，包括呈阵列排布的多个电堆模块和多个储液模块，其中，位于同一行的部分所述电堆模块连接构成电流回路，位于同一列的部分所述电堆模块对应与一所述储液模块连接，以构成液流回路；

如上述第一方面提供的液流电池的控制电路，其中，所述液流电池的控制电路分别与各所述电堆模块、各所述储液模块连接，所述液流电池的控制电路用于控制各所述电堆模块和各所述储液模块的运行状态。

在其中一个实施例中，所述液流电池的控制系统还包括：

能量管理模块，与所述液流电池的控制电路中的电池阵列控制模块连接，用于根据负载的供电参数生成调度指令，并发送至所述电池阵列控制模块，以控制所述电池阵列控制模块的运行状态。

上述液流电池的控制电路及控制系统，通过辅控模块获取电堆模块的第一状态信息，并控制电堆模块的运行状态；并且，通过电池簇控制模块根据同一液流回路中各电堆模块的第一状态信息控制对应的辅助模块运行状态，以及通过电池簇控制模块获取同一液流回路中的储液模块的第二状态信息，并控制该储液模块的运行状态；并且，通过电堆阵列控制模块根据各电堆模块的第一状态信息和各储液模块的第二状态信息，控制各电池簇控制模块的运行状态。本申请实施例提供的液流电池的控制电路，采用分级设计辅控模块、电池簇控制模块和电池阵列控制模块，实现了对于液流电池中各电堆模块和各储液模块的分级管理，也即，通过辅控模块实现对一个电堆模块的一级控制，实现了对单个电堆模块的独立管理，并且通过电池阵列控制模块实现对电池簇控制模块和一个储液模块的二级控制，实现了对同一液流回路中各电堆模块和储液模块的集群化管理，并且通过电池簇控制模块实现对电池簇控制模块的三级控制，实现了对液流电站中各电堆模块和各储能模块的整体化管理，从而实现了从多个层级、多个粒度对液流电池的管理，提高了液流电池的稳定性的同时，提高了液流电池的管理效率，也简化了硬件开发复杂程度和液流电池的维护难度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一实施例的液路电池的控制系统的结构示意图之一；

图2为一实施例的液路电池的控制系统的结构示意图之二；

图3为一实施例的液路电池的控制系统的结构示意图之三；

图4为一实施例的液路电池的控制系统的结构示意图之四；

图5为一实施例的液路电池的控制系统的结构示意图之五。

附图标记说明：

1-液流电池，2-液流电路的控制电路，3-辅控子系统，4-电池簇控制子系统，5-电池阵列控制子系统，6-储能变换子系统，7-显示屏，8-数据采集子与监视控制系统，9-能量管理子系统，10-储液模块，20-电堆模块，21-单电池，22-调节单元，221-调速器，222-电磁阀，223-调节阀，214-磁力泵，30-辅控模块，31-管道采集单元，32-管道控制单元，33-单电池采集单元，34-电堆采集单元，35-单电堆控制单元，40-电池簇控制模块，411-正极罐体控制板，412-负极罐体控制板，42-电池簇控制单元，50-电池阵列控制模块，60-电压转换模块，71-交流电源，72-第一直流电源，73-第二直流电源，74-交换机，80-开关模块。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传输，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

可以理解，“至少一个”是指一个或多个，“多个”是指两个或两个以上。“元件的至少部分”是指元件的部分或全部。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

本申请实施例提供的液流电池的控制电路，应用于液流电池。该液流电池包括多个储液模块和呈阵列排布的多个电堆模块。其中，位于同一行的部分电堆模块连接构成电流回路。并且，位于同一列的部分电堆模块对应与一储液模块连接以构成液流回路。因此，同一电路回路中的各电堆模块分别处于不同的液流回路，同一液流回路中的各电堆模块分别处于不同的电路回路。其中，电堆模块可以包括多个连接的单电池，可以用于为负载提供电能。储液模块用于存储电解液，以为电堆模块提供充放电支持。示例性的，储液模块包括正极储液罐和负极储液罐，其中，正极储液罐用于存储正极电解液，负极储液罐用于存储负极储液罐。

图1提供了一种液流电池的结构示意图。如图1所示，该液流电池1包括n行m列（n*m）个电堆模块10和m个储液模块20，其中，第i行的m个电堆模块10连接构成第i条电流回路，第j列的n个电堆模块10与第j个储液模块20连接构成第j条液流回路。其中，n＞1，m＞1，1≤i≤n，1≤j≤m。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种液流电池的控制系统的示意图，该液流电池的控制系统包括图1所示的液流电池1和液流电池的控制电路2。其中，液流电池的控制电路2包括多个辅控模块30（Fuel cell Control Unit，FCU）、多个电池簇控制模块40（battery cluster management unit，BCMU）和电池阵列控制模块50（Battery ArrayManagement Unit，BAMU）。

多个辅控模块30与多个电堆模块20一一对应连接。辅控模块30用于获取电堆模块20的第一状态信息，并控制电堆模块20的运行状态。其中，第一状态信息用于表示电堆模块20的运行状态。以图2所示的液流电池的控制电路为例，其中，第i行第j列的辅控模块30与第i行第j列的电堆模块20连接，第i行第j列的辅控模块30用于获取第i行第j列的电堆模块20的第一状态信息，并控制第i行第j列的电堆模块20的运行状态。其中，辅控模块30的数量为n*m个。

各电池簇控制模块40分别与一液流回路的各电堆模块20对应的辅控模块30、储液模块10连接。电池簇控制模块40用于根据所述液流回路的各电堆模块20的第一状态信息，分别对应控制各辅控模块30的运行状态，从而控制各辅控模块30对应的电堆模块20的运行状态。电池簇控制模块40还用于获取储液模块10的第二状态信息，并控制储液模块10的运行状态。以图2所示的液流电池的控制电路为例，其中，第j个电池簇控制模块40分别与第j条液流回路中n个电堆模块20对应的辅控模块30（即第j列的n个辅控模块30）、第j个储液模块10连接。第j个电池簇控制模块40用于根据第j条液流回路中（即第j列）的n个电堆模块20的第一状态信息，分别对应控制第j列的n个辅控模块30的运行状态。第j个电池簇控制模块40还用于获取第j个储液模块10的第二状态信息，并控制第j个储液模块10的运行状态。其中，电池簇控制模块40的数量为m个。

电池阵列控制模块50分别与各辅控模块30、各电池簇控制模块40连接。电池阵列控制模块50用于根据各电堆模块20的第一状态信息和各储液模块10的第二状态信息，并控制各电池簇控制模块40的运行状态，从而控制各电堆模块20和各储液模块10的运行状态。

上述液流电池的控制电路，通过辅控模块30获取电堆模块20的第一状态信息，并控制电堆模块20的运行状态；并且，通过电池簇控制模块40根据同一液流回路中各电堆模块20的第一状态信息控制对应的辅助模块运行状态，以及通过电池簇控制模块40获取同一液流回路中的储液模块10的第二状态信息，并控制该储液模块10的运行状态；并且，通过电堆阵列控制模块根据各电堆模块20的第一状态信息和各储液模块10的第二状态信息，控制各电池簇控制模块40的运行状态。本申请实施例提供的液流电池的控制电路，采用分级设计辅控模块30、电池簇控制模块40和电池阵列控制模块50，实现了对于液流电池中各电堆模块20和各储液模块10的分级管理，也即，通过辅控模块30实现对一个电堆模块20的一级控制，实现了对单个电堆模块20的独立管理，并且通过电池阵列控制模块50实现对电池簇控制模块40和一个储液模块10的二级控制，实现了对同一液流回路中各电堆模块20和储液模块10的集群化管理，并且通过电池簇控制模块40实现对电池簇控制模块40的三级控制，实现了对液流电站中各电堆模块20和各储能模块的整体化管理，从而实现了从多个层级、多个粒度对液流电池的管理，提高了液流电池的稳定性的同时，提高了液流电池的管理效率，也简化了硬件开发复杂程度和液流电池的维护难度。

在一个实施例中，请继续参阅图2，电池阵列控制模块50用于根据各电堆模块20的第一状态信息和各储液模块10的第二状态信息，生成第一控制指令，并将第一控制指令发送至电池簇控制模块40，以控制电池簇控制模块40的运行状态。其中，第一控制指令用于调整电池簇控制模块40的运行状态。示例性的，电池阵列控制模块50还可以获取各电池簇控制模块40的第三运行信息，并根据各电堆模块20的第一状态信息、各储液模块10的第二状态信息和各电池簇控制模块40的第三运行信息生成第一控制指令。其中，第三运行信息用于表示电池簇控制模块40的运行状态。示例性的，第三运行信息包括电池簇控制模块40正常或电池簇控制模块40故障等与运行状态相关的信息，在此不做限定。

电池簇控制模块40用于根据电池阵列控制模块50发送的第一控制指令和液流回路的各电堆模块20的第一状态信息，生成第二控制指令，并将第二控制指令发送至对应的各辅控模块30，以控制各辅控模块30的运行状态，以及根据第一控制指令和储液模块10的第二状态信息控制储液模块10的运行状态。其中，第二控制指令用于调整辅控模块30的运行状态。

为了更好的理解，以图2所示的液流电池的控制电路为例，其中，第j个电池簇控制模块40用于根据电池阵列控制模块50发送的第一控制指令、第j条液流回路（即第j列）的n个电堆模块20的第一状态信息，生成第二控制指令，并将第二控制指令发送至第j列的n个辅控模块30，以控制第j列的n个辅控模块30的运行状态。第j个电池簇控制模块40还用于根据电池阵列控制模块50发送的第一控制指令和第j个储液模块10的第二状态信息，控制第j个储液模块10的运行状态。

示例性的，第j个电池簇控制模块40还可以获取第j列的n个辅控模块30的第四运行信息，并根据第一控制指令、第j条液流回路的n个电堆模块20的第一状态信息和第四运行信息，生成第二控制指令，并将第二控制指令发送至第j列的n个辅控模块30，以控制第j列的n个辅控模块30的运行状态。其中，第四运行信息用于表示辅控模块30的运行状态。示例性的，第四运行信息包括辅控模块30正常或辅控模块30故障等与运行状态相关的信息，在此不做限定。

辅控模块30还用于根据第二控制指令和电堆模块20的第一状态信息控制电堆模块20的运行状态。以图2所示的液流电池的控制电路为例，其中，第i行第j列的辅控模块30还用于根据第j个电池簇控制模块40发送的第二控制指令、第i行第j列的电堆模块20的第一状态信息，控制第i行第j列电堆模块20的运行状态。

上述液流电池的控制电路，通过电池阵列控制模块50根据第一状态信息和第二状态信息生成第一控制指令，以通过第一控制指令实现对电池簇控制模块40的控制，继而电池簇控制模块40能够根据第一控制指令、第一状态信息和第二状态信息生成第二控制指令，以通过第二控制指令实现对辅控模块30和储液模块10的控制，进而辅控模块30能够根据第二控制指令和第一状态信息实现对电堆模块20的控制，该液流电池的控制电路，通过逐层传递控制指令的方式，实现电池阵列控制模块50对电池簇控制模块40、电池簇控制模块40对辅控模块30的逐层递进式控制，从而实现了从多个层级、多个粒度对液流电池的管理，降低了电堆模块20和储液模块10之间的耦合度，提高了液流电池的管理效率和稳定性。

在一个实施例中，电池簇控制模块40采用CAN（Controller Area Network，控制器局域网）总线分别与电池阵列控制模块50、各辅控模块30之间连接，以通过CAN总线传输第一控制指令和第二控制指令。以图2所示的液流电池的控制电路为例，其中，第j个电池簇控制模块40分别与电池阵列控制模块50、第j列的n个辅控模块30之间通过CAN总线连接。基于此，能够通过CAN总线实现辅控模块30、电池簇控制模块40和电池阵列控制模块50之间的通讯，从而实现对液流电池的分级管理，提高对液流电池的管理效率。

图3提供了一种液路电池的控制系统的结构示意图。请参阅图3，在一个实施例中，电堆模块20包括多个单电池21、管道和调节单元22。其中，单电池21的数量可以根据实际需求设置，在此不做限定。管道分别与电堆模块20的多个单电池21、电堆模块20对应的储液模块10连接。管道用于为多个单电池21提供储液模块10中的电解液的流动通道。调节单元22与管道连接。调节单元22用于调节流动通道内的流体参数。其中，流体参数是用于衡量流动通道内电解液的相关参数。示例性的，流体参数包括流速、流量、管道压力等参数中的至少一种，在此不做限定。示例性的，调节单元22包括调速器221、磁力泵224、电磁阀222、调节阀223、循环泵等调节器件中的至少一个，在此不做限定。

其中，辅控模块30包括管道采集单元31和管道控制单元32。其中，管道采集单元31分别对应与电堆模块20的多个单电池21、管道连接。管道采集单元31用于采集电堆模块20的子状态信息。其中，子状态信息包括泵前压力、堆前压力、电堆温度、进口流量中的至少一种。管道控制单元32分别与管道采集单元31、调节单元22连接，管道控制单元32用于根据子状态信息控制调节单元22的运行状态，以调节流动通道内的流体参数。

以子状态信息包括进口流量、调节单元22包括调节阀223为例，应用过程中，管道控制单元32可以比较电堆模块20的进口流量与预设流量阈值，并在进口流量小于预设流量阈值的情况下，增大调节阀223的开度，从而增大流动通道内的电解液的流量，进而提高电堆模块20的进口流量。其中，预设流量阈值是预先设置的，可以根据液流电池的实际应用场景确定，在此不做限定。需要说明的是，在此仅为示例性说明，管道控制单元32可以根据液流电池的具体结构及实际应用场景对调节单元22进行适应性控制。

上述液流电池的控制电路，通过管道采集单元31获取电堆模块20的子状态信息，由于子状态信息表示了电堆模块20当前的运行状态，从而能够通过管道控制单元32根据电堆模块20的子状态信息对调节单元22的运行状态进行调节，实现对电堆模块20管道内电解液的流动参数的调节，也即控制储液模块10中的电解液与电堆模块20中的多个单电池之间的反应速率，从而使得电堆模块20的运行状态能够维持稳定，进而提高液流电池的稳定性。

在一个实施例中，请继续参阅图3，辅控模块30还包括多个单电池采集单元33、电堆采集单元34和单电堆控制单元35。其中，多个单电池采集单元33分别与电堆模块20的多个单电池一一对应连接。单电池采集单元33用于采集单电池的电池电压。电堆采集单元34与电堆模块20的多个单电池连接。电堆采集单元34用于采集电堆模块20的电堆电压。单电堆控制单元35分别与各单电池采集单元33、电堆采集单元34、管道控制单元32连接。单电堆控制单元35用于根据各单电池的电池电压、电堆模块20的子状态信息和电堆电压，生成检测信号和第三控制指令，并将第三控制指令发送至管道控制单元32，以控制管道控制单元32的运行状态，从而控制调节单元22的运行状态。其中，检测信号用于指示电堆模块20是否故障。第三控制指令用于调整管道控制单元32的运行状态。

可选地，单电堆控制单元35还可以与漏液检测传感器、绝缘检测传感器、报警器、风扇中的至少一个连接，单电堆单元还可以用于获取来自漏液检测传感器的漏液检测信号、绝缘检测传感器发送的绝缘检测信号、报警器发送的报警信号，以及生成风扇控制信号、停机信号和功率状态（State of Power，SOP）信息，并将风扇控制信号发送至风扇以控制风扇的运行状态以调节电堆模块20的温度，将停机信号发送至电堆模块20以停止电堆模块20充放电，以及将SOP信息发送至电池簇控制模块40。

可选地，单电堆控制单元35、管道控制单元32、电堆采集单元34可以与通信及电源总线连接，以与第一直流电源72连接。其中，通信及电源总线包括前述CAN总线。示例性的，第一直流电源72可以与交流电源71连接，其中，第一直流电源72用于提供48V直流电压，交流电源71用于提供380V交流电压。

上述液流电池的控制电路，通过单电池采集单元33采集电堆模块20中的单电池的电池电压，通过电堆采集单元34采集电堆模块20的电堆电压，也即，从单电池局部和电堆整体两个维度对电堆模块20的电压进行检测，并且通过单电堆控制单元35根据各单电池的电池电压和电堆电压生成检测信号，从而实现对电堆模块20的故障检测，还能够通过单电堆控制模块根据电池电压、电堆电压和电堆模块20的子状态信息生成第三控制指令，从而实现对管道控制单元32的运行状态的控制，从而实现对电堆模块20的运行状态的调节，以提高电堆模块20的稳定性。

图4提供了一种液流电池的控制系统的结构示意图。如图4所示，在一个实施例中，电池簇控制模块40包括储液采集单元和电池簇控制单元42。其中，储液采集单元与储液模块10连接。储液采集单元用于采集储液模块10的第二状态信息。其中，第二状态信息包括气体浓度、罐体压力、储液温度、液位中的至少一种。其中，气体浓度是指电堆模块20充放电过程中产生的气体含量，包括但不限于氢气浓度、氧气浓度等。示例性的，储液采集单元可以集成在印刷电路板（Printed Circuit Board，PCB）上。示例性的，储液采集单元可以包括正极罐体控制板411和负极罐体控制板412，其中，正极罐体控制板411用于采集储液模块10中正极储液罐的第二状态信息，负极罐体控制板412用于采集负极储液罐的第二状态信息。

电池簇控制单元42分别与储液采集单元、一液流回路的各电堆模块20对应的辅控模块30连接。电池簇控制单元42用于根据液流回路的各电堆模块20的第一状态信息生成第一检测信息，并根据第一检测信息控制对应的各辅控模块30的运行状态。其中，第一检测信息包括电堆模块20的荷电状态（State of Charge，SOC）、健康状态（State of Health，SOH）和功率状态（State of Power，SOP）中的至少一种。电池簇控制单元42还用于根据储液模块10的第二状态信息生成第二检测信息，并根据第二检测信息控制储液模块10的运行状态。其中，第二检测信息包括储液模块10的电解液的剩余容量SOC、浓度参数SOH中的至少一种。

对于图2所示的液流电池的控制电路而言，其中，第j个电池簇控制单元42分别与第j个储液采集单元、第j条液流回路的n个电堆模块20对应的辅控模块30（即第j列的n个辅控模块30）连接。第j个电池簇控制单元42用于根据第j列的n个电堆模块20的第一状态信息生成第一检测信息，从而根据第一检测信息分别控制第j列的n个辅控模块30的运行状态。第j个电池簇控制单元42还用于根据第j个储液模块10的第二状态信息生成第二检测信息，从而根据第二检测信息控制第j个储液模块10的运行状态。

可选地，各电池簇控制单元42可以集成在高压控制箱中。其中，高压控制箱可以通过通信及电源总线连接以分别与各辅控模块30、第二直流电源73连接。示例性的，高压控制箱与辅控模块30之间可以通过交换机74连接。示例性的，第二直流电源73可与交流电源71连接，其中，第二直流电源73可以用于为高压控制箱提供24V直流电压，交流电源71可以为第二直流电源73提供380V的交流电压。

上述液流电池的控制电路，通过储液采集单元采集储液模块10的第二状态信息，并通过电池簇控制单元42根据电堆模块20的第一状态信息生成第一检测信息，实现了对电堆模块20当前运行状态的实时监测，并通过根据第一检测信息对辅控模块30的运行状态进行控制，从而实现了对电堆模块20的运行状态的控制，并且电池簇控制单元42能够根据储液模块10的第二状态信息生成第二检测信息，并根据第二检测信息对储液模块10的运行状态进行控制，实现了对储液模块10当前运行状态的实时监测与控制，从而实现了对同一液流回路中各电堆模块20和储液模块10的集群化管理，也实现了对于液流电池中的电堆模块20和储液模块10的独立控制，降低了电堆模块20与液流电池之间的耦合度，提高了液路电池的稳定性。

在一个实施例中，请继续参阅图4，控制电路还包括对应与各电堆模块20并联的多个开关模块80。示例性的，开关模块80为旁路控制器。其中，电池簇控制单元42还与液流回路的各电堆模块20对应的开关模块80连接。电池簇控制单元42还用于根据第一状态信息，控制对应的开关模块80的通断状态。

在开关模块80处于导通状态的情况下，开关模块80将对应的电堆模块20短路，相较于开关模块80处于断开状态的情况，电流回路中的电堆模块20数量有所减少，则电流回路输出的电压会相应地降低。基于此，通过电池簇控制单元42控制电堆模块20对应的开关模块80的通断状态，可以有效地控制液流电池中正常运行的电堆模块20的数量，从而能够精确地控制液流电池的存储性能，以提高液流电池的电能利用率，进一步提高了控制电路对液流电池的管理性能。

示例性的，电池簇控制单元42可以根据辅控模块30发送的检测信号、电堆模块20的第一状态信息和储液模块10的第二状态信息，控制开关模块80的通断状态，以控制开关模块80对应的电堆模块20是否接入电流回路。其中，辅控模块30发送的检测信号是辅控模块30根据电堆模块20的电堆电压和电堆模块20的各单电池的电池电压生成的，且检测信号用于表示电堆模块20是否故障。因此，在检测信号为电堆模块20故障的情况下，电池簇控制单元42可以控制故障的电堆模块20对应的开关模块80闭合，以将故障的电堆模块20从电流回路中切除，避免电堆模块20故障对其他模块的影响，保证液流锂电池的正常运行，无需停机维护，降低了维护成本，进一步提高了液流电池的稳定性，也提高了液流电池的控制电路的可靠性。

在一个实施例中，请继续参阅图2，液流电池的控制电路还可以包括多个电压转换模块60。各电压转换模块60与同一行的各电堆模块20以构成电流回路。电压转换模块60用于对同一行的各电堆模块20输出的电压进行转换，以为负载供电。其中，电池阵列控制模块50与各电压转换模块60连接。电池阵列控制模块50用于根据同一行的各电堆模块20的第一状态信息，控制对应的电压转换模块60的电压转换参数。示例性的，电压转换参数可以为电压转换电路输出的电压与电流回路输出的电压的比值。实际应用中，电压转换参数可以根据负载供电需求、电堆模块20的数量等因素确定，在此不做限定。

以图2所示的液流电池的控制电路为例，其中，液流电池的控制电路还包括n个电压转换模块60，其中，第i个电压转换模块60与第i行的m个电堆模块20串联构成第i条电流回路。第i个电压转换模块60用于对第i行的m个电堆模块20输出的直流电进行电压转换，从而为负载供电。

示例性的，电堆转换模块可以包括DC/DC转换单元和DC/AC转换单元。其中，第i个DC/DC转换单元与第i行的m个电堆模块20串联构成第i条电流回路，用于将对第i行的m个电堆模块20输出的直流电进行电压转换。第i个DC/AC转换单元与第i个DC/DC转换单元连接，用于将第i个DC/DC转换单元输出的直流电转换为交流电，以为负载供电。示例性的，电堆转换模块可以为储能逆变器（Power Conversion System，PCS）。

上述液流电池的控制电路，通过电压转换模块60对同一电流回路中的各电堆模块20输出的电压进行转换，保证液流电池能够稳定地为负载供电，提高了液流电池的可靠性。

基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种液流电池的控制系统。请继续参阅图2，该液流电站的控制系统包括液流电池和液流电池的控制电路。其中，液流电池包括呈阵列排布的多个电堆模块20和多个储液模块10。其中，位于同一行的部分电堆模块20连接构成电流回路，位于同一列的部分电堆模块20对应与一储液模块10连接，以构成液流回路。液流电池的控制电路分别与各电堆模块20、各储液模块10连接，液流电池的控制电路用于控制各电堆模块20和各储液模块10的运行状态。其中，液流电池的控制电路可参见前述实施例相关内容，在此不再赘述。

上述液流电池的控制系统，包括液流电池和液流电池的控制电路，其中，通过辅控模块30获取电堆模块20的第一状态信息，并控制电堆模块20的运行状态；并且，通过电池簇控制模块40根据同一液流回路中各电堆模块20的第一状态信息控制对应的辅助模块运行状态，以及通过电池簇控制模块40获取同一液流回路中的储液模块10的第二状态信息，并控制该储液模块10的运行状态；并且，通过电堆阵列控制模块根据各电堆模块20的第一状态信息和各储液模块10的第二状态信息，控制各电池簇控制模块40的运行状态。本申请实施例提供的液流电池的控制电路，采用分级设计辅控模块30、电池簇控制模块40和电池阵列控制模块50，实现了对于液流电池中各电堆模块20和各储液模块10的分级管理，也即，通过辅控模块30实现对一个电堆模块20的一级控制，实现了对单个电堆模块20的独立管理，并且通过电池阵列控制模块50实现对电池簇控制模块40和一个储液模块10的二级控制，实现了对同一液流回路中各电堆模块20和储液模块10的集群化管理，并且通过电池簇控制模块40实现对电池簇控制模块40的三级控制，实现了对液流电站中各电堆模块20和各储能模块的整体化管理，从而实现了从多个层级、多个粒度对液流电池的管理，提高了液流电池的稳定性的同时，提高了液流电池的管理效率，也简化了硬件开发复杂程度和液流电池的维护难度。

在一个实施例中，液流电池的控制系统还可以包括能量管理模块，能量管理模块与液流电池的控制电路中的电池阵列控制模块50连接。能量管理模块用于根据负载的供电参数生成调度指令，并发送至电池阵列控制模块50以控制电池阵列控制模块50的运行状态，从而能够满足负载的供电需求。其中，负载的供电参数可以根据负载的实际应用场景确定，在此不做限定。

请继续参阅图5，示例性的，液路电池的控制系统还可以显示模块，显示模块与液流电池控制系统中的电池阵列控制模块50连接，显示模块用于根据电池阵列控制模块50输出的显示信号进行显示。其中，显示信号可以是电池阵列控制模块50根据各电堆模块20的第一状态信息和各储液模块10的第二状态信息生成的，显示信号用于表示液流电池及液流电池的控制电路中各模块的运行状态。示例性的，显示模块可以为LED显示屏。基于此，能够通过显示模块直观地展示液流电池的控制系统中各模块的运行状态，有利于液流电池的管理。

请继续参阅图5，示例性的，液流电池的控制系统还可以包括数据采集与监视控制系统8（Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA），用于采集液流电池的运行信息。其中，液流电池的控制电路中的各辅控模块30（FCU）可以构成辅控子系统3，各电池簇控制模块40（BCMU）可以构成电池簇控制子系统4，电池阵列控制模块50（BAMU）可以构成电池阵列控制子系统5，各电压转换模块60可以构成储能变换子系统6，能量管理模块可以构成能量管理子系统9。

实际应用中，FCU可以采集氧化还原液流电池（RFB）的电压、电流、温度、压力、流量等信号，利用采集的电压电流等信息与BCMU进行协调，通过BCMU的算法估计电池的SOC、SOH、SOP，保护电池过充过放，电解液实时状态，电堆出力情况，其运行状态可通过触摸屏和LED灯显示。FCU还可以需要控制循环泵的启停，将正负极电解液罐中的液体抽到电堆中反应。另外，FCU具有通讯接口，可与BCMU进行通信，通过BCMU将电池的运行状态发送给BAMU，实现就地控制。

液流电池的控制系统包括高压控制箱，高压控制箱指的是硬件控制箱，高压控制箱包含BCMU，BCMU主要用于对容量部分即储罐系统的管理，其作用包括：接收FCU的监测故障信号，输出对单电堆的旁路接触器反馈控制信号，对单个或者单列电堆做旁路控制；对储罐系统的参数（压力、温度、氢氧浓度、液位）进行监测和控制；接收储罐系统的报警信号，输出反馈信号控制容量恢复系统和环境控制系统的运行；对储罐系统中的电解液SOC/SOH状态进行估测。

BAMU主要用于接收EMS/SCADA的调度指令，协调BCMU、RFB、PCS的稳定运行，满足调度的调频高峰、电压调节、无功输出、黑启动等一系列的电能需求。

本申请实施例提供的液流电池的控制系统，通过架构分级设计，实现对不同子系统的管理，提高了液路电池的稳定性，简化了控制器的硬件开发复杂程度，提高了多系统管理效率。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。