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1. WO2022009140 - METHOD FOR MANAGING THE STATE OF CHARGE OF REDOX FLOW BATTERIES, AND REDOX FLOW BATTERY

Publication Number WO/2022/009140
Publication Date 13.01.2022
International Application No. PCT/IB2021/056134
International Filing Date 08.07.2021
IPC
H01M 8/18 2006.1
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
8Fuel cells; Manufacture thereof
18Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
Applicants
  • UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI PADOVA [IT]/[IT]
Inventors
  • GUARNIERI, Massimo
  • TROVÒ, Andrea
  • PICANO, Francesco
Agents
  • DI BERNARDO, Antonio
  • MATI, Silvia
  • BELLONI, Giancarlo
Priority Data
10202000001660009.07.2020IT
Publication Language English (en)
Filing Language Italian (IT)
Designated States
Title
(EN) METHOD FOR MANAGING THE STATE OF CHARGE OF REDOX FLOW BATTERIES, AND REDOX FLOW BATTERY
(FR) PROCÉDÉ DE GESTION DE L'ÉTAT DE CHARGE DE BATTERIES À FLUX REDOX, ET BATTERIE À FLUX REDOX
Abstract
(EN) The present invention relates to a redox flow battery and a method for managing the state of charge of a redox flow battery wherein, in particular, the battery comprises: at least one module (110, 120, 130) comprising a plurality of electrochemical cells (10), each cell (10) being divided into a pair of half-cells (13, 15) separated by an ion exchange septum (11), each half-cell (13, 15) housing a first quantity of a respective electrolyte and a respective electrode (17, 19). The battery further comprises a pair of tanks (20, 30), each tank housing a second quantity of a corresponding electrolyte and being hydraulically connected to the half-cell (13, 15) which houses the same electrolyte by means of a corresponding loading conduit (21, 31) and a discharge conduit (23, 33). The battery further comprises a battery management system (70), configured to control the operation of the battery (100), and a power management system (60), connected to said at least one module (110, 120, 130). The power management system (60) is configured to supply electrical energy generated by the battery (100) to a load (L) connected thereto or to absorb electricity from a generator (G) connected to the battery (100). The battery (100) further comprises one or more sensor elements (80) configured to acquire at least a state of charge of said at least one module (110, 120, 130). The tanks (20, 30) comprise at least two compartments (90) superimposed and separated by means of a separation element (91) comprising at least one opening (93) and each compartment (90) comprises at least one sensor (80) configured to acquire at least one state of charge of the compartment (90) and at least one mobile device (25) apt to regulate the passage of electrolyte between two adjacent compartments (90), through said at least one opening (93). Each compartment (90) is in hydraulic connection with said loading and discharge conduits (21, 23, 31, 33), and the passage of the electrolyte between each compartment (90) and the relative loading conduit (21, 31) or discharge conduit (23, 33) is regulated through a flow regulation device managed by the battery management system (70) on the basis at least of the state of charge values of the individual compartments (90) detected by sensors (80).
(FR) La présente invention concerne une batterie à flux redox et un procédé de gestion de l'état de charge d'une batterie à flux redox où, en particulier, la batterie comprend : au moins un module (110, 120, 130) comprenant une pluralité de cellules électrochimiques (10), chaque cellule (10) étant divisée en une paire de demi-cellules (13, 15) séparées par un septum d'échange ionique (11), chaque demi-cellule (13, 15) recevant une première quantité d'un électrolyte respectif et une électrode respective (17, 19). La batterie comprend en outre une paire de réservoirs (20, 30), chaque réservoir recevant une seconde quantité d'un électrolyte correspondant et étant relié hydrauliquement à la demi-cellule (13, 15) qui reçoit le même électrolyte au moyen d'un conduit de chargement correspondant (21, 31) et d'un conduit d'évacuation (23, 33). La batterie comprend en outre un système de gestion de batterie (70), conçu pour commander le fonctionnement de la batterie (100), et un système de gestion de puissance (60), connecté audit au moins un module (110, 120, 130). Le système de gestion de puissance (60) est conçu pour fournir de l'énergie électrique générée par la batterie (100) à une charge (L) connectée à celle-ci ou pour absorber l'électricité provenant d'un générateur (G) connecté à la batterie (100). La batterie (100) comprend en outre un ou plusieurs éléments capteurs (80) conçus pour acquérir au moins un état de charge dudit au moins un module (110, 120, 130). Les réservoirs (20, 30) comprennent au moins deux compartiments (90) superposés et séparés au moyen d'un élément de séparation (91) comprenant au moins une ouverture (93), chaque compartiment (90) comprenant au moins un capteur (80) conçu pour acquérir au moins un état de charge du compartiment (90) et au moins un dispositif mobile (25) approprié pour réguler le passage de l'électrolyte entre deux compartiments adjacents (90), à travers ladite au moins une ouverture (93). Chaque compartiment (90) est en liaison hydraulique avec lesdits conduits de chargement et d'évacuation (21, 23, 31, 33), et le passage de l'électrolyte entre chaque compartiment (90) et le conduit de chargement (21, 31) ou le conduit de d'évacuation (23, 33) relatif est régulé par l'intermédiaire d'un dispositif de régulation de débit géré par le système de gestion de batterie (70) sur la base au moins de l'état de valeurs de charge des compartiments individuels (90) détectés par des capteurs (80).
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