[0003] 这里公开的实施例通常涉及一种控制系统，更具体地涉及一种液流电池元蓄电池(flow cell battery)的控制系统。

[0004] 对于新颖和创新的电功率存储系统存在不断增加的需求。氧化还原液流电池元蓄电池已经成为对于这种能量存储的有吸引力的装置。在一些应用中，氧化还原液流电池元蓄电池可以包括一个或多个氧化还原液流电池元。氧化还原液流电池元的每一个可以包括在分离的半电池元隔间中设置的正负电极。这两个半电池元可以通过多孔或离子选择性隔膜分离，在氧化还原反应期间离子可以转移通过所述离子选择性隔膜。通常利用外部泵浦系统，电解液(阳极电解液和阴极电解液)在发生氧化还原反应时流过半电池元。按照这种方式，氧化还原液流电池元蓄电池中的隔膜在水成电解液环境中操作。在一些应用中，含铁离子的水成盐酸可以用作阴极电解液，而含铬离子水成盐酸溶液可以用作阳极电解液。在一些应用中，含铬和铁溶液的混合物可以用于氧化还原元的两侧。混合反应物的使用消除了对于高选择性隔膜的要求，因为两个半电池元的电解液成分在放电状态下是相同的。

[0005] 为了提供能量的稳定供应，重要的是氧化还原液流电池元蓄电池系统的许多成分正确地执行。例如，氧化还原液流电池元蓄电池性能可以基于诸如电荷状态、温度、电解液电平、电解液浓度之类的参数以及诸如泄露、泵浦问题以及用于向电子装置供电的电源故障之类的故障条件而变化。为了在电功率存储系统中是有用的，需要的是氧化还原液流电池元蓄电池系统要求最小量的维护和监测。因此，需要一种用于识别、控制和监测氧化还原液流电池元蓄电池系统的有效控制系统。

[0020] 应该理解的是本发明不局限于具体的装置或方法，装置和方法当然可以变化。还应该理解的是这里使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，而不是为了限制。如该说明书和所附权利要求中所使用的，除非上下文明确指出，单数形式“一个”包括单数和复数参考。

[0021] 如在本说明书中所使用的，以下词语和短语通常倾向于具有如下面所阐述的意思，除了使用它们的上下文所表示的程度之外。

[0022] 如这里所使用的，术语“电池元”通常指的是能够执行电化学能量转换的任意电池元。示范性电池元包括但是不限于氧化还原液流蓄电池、燃料电池和二次蓄电池。

[0023] 如这里所述的，术语“隔膜”指的是在流体之间形成蓄电池的任意材料，例如在电化学半电池元(例如阳极隔间和阴极隔间)之间。示范性隔膜可以选择性地渗透性的，并且可以包括多孔隔膜和离子选择性隔膜。示范性隔膜可以包括一个或多个层，其中每一层表现出针对特定核素(例如离子)的选择性渗透性和/或影响特定核素的通过。

[0024] 如这里所述的，术语“流体连通”指的是彼此接触但是不必粘附的结构，从而流体或者气体可以通过一个结构至另一个结构。例如，即使所述连通包括在闭合状态下的阀门、但是假设所述阀门可以打开，两个结构可以是通过沟道、管道、开口和/或阀门彼此流体连通的，从而流体或气体可以从一个结构移动到另一个结构。此外，即使在一个或多个中间结构转向和/或中断流体或气体从第一结构到第二结构的流动的情况下，只要流体或气体从一个或多个结构到第二结构的流动最终是可能的，就可以将两个结构看作是彼此流体连通的。

[0025] 如这里所使用的，电池元的“铬侧”通常指的是基于Cr/Fe的氧化还原液流电池元的负极一侧。在一些实施例中，铬的氧化发生在电池元的铬侧。

[0026] 如这里所使用的，电池元的“铁侧”通常指的是基于Cr/Fe的氧化还原液流电池元的正极一侧。在一些实施例中，铁的还原发生在电池元的铁侧。

[0027] 图1说明了简化的氧化还原液流电池元蓄电池系统100的示意图。如所示的，氧化还原液流电池元系统包括氧化还原液流电池元100，所述氧化还原液流电池元包括由隔膜106分离的两个半电池元108和110。电解液124流过半电池元108，而电解液126流过半电池元110。半电池元108和110包括分别包括电极102和104，所述电极分别与电解液124和126接触，使得氧化还原反应在电极102或104的表面处发生。在一些实施例中，多个氧化还原液流电池元100可以串联电耦合(例如堆叠)以实现高电压或者并联电耦合以实现高电流。将堆叠的电池元统称为蓄电池堆，并且可以液流电池元蓄电池可以指的是单独的电池元或者蓄电池堆。如图1所示，电极102和104耦合在负载/源120两端，通过电极对电解液124和126充电或者放电。

[0028] 当填充电解液时，氧化还原液流电池元100的半电池元110容纳阳极电解液126，而另一个半电池元108容纳阴极电解液124，将阳极电解液和阴极电解液统称为电解液。可以将反应物电解液存储在分离的贮液器中，并且经由分别耦合至电池元入口/出口(I/O)端口112、114和116的管道分配到半电池元108和110中。在一些实施例中，外部泵浦系统用于将电解液运输进出氧化还原液流电池元。电解液124通过入口端口112流进半电池元108并且通过出口端口114流出，而电解液126通过入口端口116流进半电池元110并且通过出口端口118流出。

[0029] 每一个半电池元108和110中的至少一个电极102和104提供上面发生氧化还原反应并且从中转移电荷的表面。用于准备电极102和104的合适材料通常包括对于本领域普通技术人员已知的那些材料。氧化还原液流电池元100通过在充电或放电期间改变氧化还原电池元的成分的氧化状态来操作。两个半电池元108和110通过导电电解液彼此相连，一个用于阳极反应而另一个用于阴极反应。在操作时(例如在充电和放电期间)，电解液126和124在发生氧化还原反应的同时分别通过I/O端口112、114和116、118流过半电池元108和110。

[0030] 当氧化还原液流电池元100充电或放电时，正离子或负离子通过渗透性隔膜106，所述渗透性隔膜106分离两个半电池元108和110。如有必要，反应物电解液按照受控的方式流过半电池元108和110，以向负载/由源120供电或者充电。用于隔膜106的合适隔膜材料包括但是不限于当放置在水成环境中时吸收水汽并且膨胀的材料。在一些实施例中，隔膜106可以包括编织或非编织塑料片，所述编织或非编织品具有诸如活性离子交换材料，例如树脂或者异质(例如，混合挤压)或同质(例如，辐射接枝)方式嵌入在其中的功能。在一些实施例中，隔膜106可以是具有高电流效率Ev和高库伦效率的多孔隔膜，并且可以设计为在仍然便于离子输运的同时限制通过将通过隔膜的质量转移最小。在一些实施例中，隔膜106可以由聚丙烯材料构成，并且可以具有特定的后代和气孔直径。具有制造根据所公开实施例的这些隔膜和气体隔膜能力的制造者参见Daramic Microporous Products，L.P.，N.Community House Rd.，Suite35，Charlotte，NC28277。在确定的实施例中，隔膜106可以是也有Daramic Microporous Products L.P制造的无选择性微孔塑料隔离器。在
2008年7月1日公开的美国已出版专利申请No.2010/0003586中公开了由这种隔膜形成的液流电池元，将其合并在此作为参考。

[0031] 在一些实施例中，可以将多个氧化还原液流电池元堆叠以形成氧化还原液流电池元蓄电池系统。在2009年10月9日递交的题为“公共模块堆叠部件设计(Common Module Stack Component Design)”的美国专利申请No.12/577,134中公开了液流电池元堆叠蓄电池系统的构造，将其合并在此作为参考。

[0032] 在图1的氧化还原液流电池元100的一些实施例中，电解液124包括水成酸溶液。在一些实施例中，酸溶液包括水成盐酸。电解液124还包括至少一种金属盐(例如，金属氯化物盐)。在一些实施例中，电解液126包括水成酸溶液。在一些实施例中，酸溶液包括水成盐酸。电解液126还包括至少一种金属盐(例如，金属氯化物盐)。

[0033] 在一个实施例中，氧化还原液流电池元蓄电池系统是基于Cr/Fe氧化还原对。其余描述将基于Cr/Fe氧化还原液流电池元蓄电池，然而应该理解的是这里所述的概念也可以应用于其他金属。在Cr/Fe氧化还原液流电池元蓄电池的实施例中，电解液124和126包括水成HCl中的FeCl2和CrCl3的溶液。

[0034] 图2说明了氧化还原液流电池元蓄电池系统400，所述氧化还原液流电池元蓄电池系统400包括耦合至再平衡电池元300的氧化还原液流电池元。只是为了方便起见，利用单独的电池元说明氧化还原液流电池元100，所述单独的电池元包括由隔膜106分离的半电池元隔间108和半电池元隔间110。将在隔间110中产生的H2通过管道248从氧化还原电池元100转移、并且通过入口250转移至贮液器252中，所述贮液器也容纳电解液126。可以从那里将H2从出口210排出、并且沿管道212携带、经由入口336进入再平衡电池元
300的阳极隔间240中。再平衡电池元300也收纳阴极隔间244。阳极隔间240和阴极隔间
244通过多孔隔膜242分离。阴极隔间244包含阴极292，而阳极隔间240包含阳极294。

[0035] 当阳极隔间240中的电解液包括水成HCl时，氧化的过程将影响阳极294处Cl2的形成，然后Cl2聚集在阳极隔间240的顶部处。通过入口336引进的H2也聚集在阳极隔间240的顶部处。阳极隔间240包括紫外源218，所述紫外源可以用于将H2和Cl2暴露到紫外辐射220。紫外源218可以通过外壳密封以保护紫外源免于暴露到阳极隔间240内的物质(例如Cl2和H2)。如前所述，将H2和Cl2暴露紫外辐射220实现了HCl的形成，然后HCl作+ -
为H 和Cl 游离于水成阴极电解液中。由紫外源218的操作产生的热和压力可以通过传感器246密切地监测。可以通过气体传感器247来监测H2和Cl2的浓度。

[0036] 渗透性隔膜242可以允许H+通过进入到阴极隔间244和阴极隔间中容纳的水成电解液中。这种通过典型地导致了阳极隔间240中电解液体积的下降。如前所述，控制阳极隔间240中的电解液的液面位于下部传感器334和上部传感器332之间。在一些实施例中，由下部传感器334检测的电解液液面下降将停止功率的流动，并且影响电解液通过出口340和阀门342的排泄。电解液可以从那里沿管道334转移并且经由入口346转移进入贮液器266中。然后，电解液可以从出口346并且沿管道312流动以经由入口310重新填充阳极隔间240。在一些实施例中，在电解液开始填充阳极隔间240之后阀门342可以保留打开某个时间段，以便冲洗隔间240。一旦重新填充了阳极隔间240，再次向电极294和292施加功率以开始氯气的产生。

[0037] 在一些实施例中，可以通过管道274的第二臂关断来完成阳极隔间240的重新填充。例如在一些实施例中，氧化还原液流电池元蓄电池系统400可以没有管道312。因此在一些实施例中，可以实现管道274(未示出)的第二臂关断以经由用于重新填充的入口310实现电解液至阳极隔间240的转移。在一些实施例中，可以实现阀门以控制填充。

[0038] H+的通过进入阴极隔间244中将导致电解液的液面上升以及其中存在的H+的增加。可以通过经由出口260通过管道262排出一定体积的电解液来实现适当电解液液面的恢复。经由入口264将电解液沿管道262转移进入贮液器266中。这里，可以使电解液平衡并且再次经由出口278消散。来自贮液器266的已平衡电解液可以用于替换通过管道280和入口282从阴极隔间244排出的电解液。

[0039] 替代地在一些实施例中，来自阴极隔间244的电解液可以放置为通过其他装置与贮液器266流体连通。例如在一些实施例中，氧化还原液流电池元蓄电池系统400可以缺少管道262。因此在一些实施例中，可以实现管道274的第二臂关断以实现将电解液从阴极隔间244到贮液器266的转移。在一些实施例中，可以实现阀门以控制所述转移。

[0040] 可以通过出口112排出氧化还原液流电池元100的半电池元隔间108中的电解液，并且经由管道274和入口276在贮液器266中补充电解液。补充的电解液124通过出口267离开贮液器266，然后通过管道268传送，并且经由入口114重新引入到半电池元隔间108中。类似地，贮液器252将电解液126从出口250经由管道248和入口118馈送到半电池元隔间110中。一旦耗尽，可以通过出口116从半电池元隔间110排出电解液，并且沿管道256传送用于经由入口254重新引入到贮液器252中。

[0041] 替代的I/O端口和管道布置对于本领域普通技术人员是清楚的。例如在一些实施例中，可以将入口346放置于贮液器266的顶部处，代替放置在如图2所示的侧面。对于图2所述的I/0端口和管道布置的其他重新布置是明显的并且具有实现类似效果的能力。

[0042] 在以下的美国专利申请中可以找到对于氧化还原液流电池元蓄电池系统的细节的另外描述，将其全部合并在此作为参考：

[0043] 2007年2月12日递交的题为“确定氧化还原液流蓄电池中的电荷状态的设备和方法(Apparatus and Methods of Determination of State of Charge in a Redox Flow Battery)”的美国专利申请No.11/674,101；2008年2月28日递交的题为“蓄电池充电器(Battery Charger)”的美国申请No.12/074,110；2008年7月1日递交的题为“氧化还原液流电池源(Redox Flow Cell)”的美国专利申请No.12/217,059；2009年10月8日递交的题为“磁电流收集器(Magnetic Current Collector)”的美国专利申请No.12/576,235；2009年10月8日递交的题为“液流蓄电池的氢气循环中的文氏管泵浦系统(Venturi Pumping System in a Hydrogen Gas Circulation of a Flow Battery)”的美国专利申请No.12/576,240；2009年10月9日递交的题为“确定蓄电池的充电状态的方法和设备(Method and Apparatus for Determining State of Charge of a Battery)”的美国专利申请No.12/576,242；2009年10月9日递交的题为“柔性多壁管状组件(Flexible Multi-Walled Tubing Assembly)”的美国专利申请No.12/577,124；2009年10月9日递交的题为“液流电池元蓄电池的热控制(Thermal Control of a Flow Cell Battery”的美国专利申请No.12/577,127；2009年10月9日递交的题为“使用溶剂结合多孔柔性隔膜的方法(Methods for Bonding Porous Flexible Membranes Using Solvent)”的美国专利申请No.12/577,131；2009年10月9日递交的题为“共模块堆叠部件设计(Common Module Stack Component Design)”的美国专利申请No.12/577,134；2009年10月9日递交的题为“导电液体的液面传感器(Level Sensor for Conductive Liquids)”的美国专利申请No.12/577,147；2009年12月4日递交的题为“氧化还原液流蓄电池的溶液的准备和净化方法(Methods for the Preparation and Purification of solutions for Redox Flow Batteries)”的美国专利申请No.12/631,749；2010年3月10日递交的题为“铬-铁氧化还原液流蓄电池的电解液的准备方法(Methods for the Preparation of electrolytes for Chromium-Iron Redox Flow Batteries”美国专利申请No.12/721,411；2010年5月28日递交的题为“液流电池元蓄电池的控制系统(Control System for a Flow Cell Battery”的美国专利申请No.12/790,793；2010年5月28日递交的题为“从原料准备氧化还原液流蓄电池电解液(Preparation of Redox Flow Battery Electrolytes from Raw Materials)”美国专利申请No.12/790,595；2010年5月28日递交的题为“电解液成分(Electrolyte Compositions)”的美国专利申请No.12/790,601；2010年5月28日递交的题为“氯化氢液面检测器(Hydrogen Chlorine Level Detector)”的美国专利申请No.12/790,794；2010年
5月28日递交的题为“光学泄露检测传感器(Optical Leak Detection Sensor)”的美国专利申请No.12/790,749；2010年5月28日递交的题为“降压-升压控制电路(Buck-Boost Control Circuit)”的美国专利申请No.12/790,783；2010年5月28日递交的题为“液流电池元再平衡(Flow Cell Rebalancing)”的美国专利申请No.12/790,753；以及20l0年5月28日递交的题为“从氢气和氯气产生盐酸的方法(Methods of Producing Hydrochloric Acid from Hydrogen Gas and Chlorine Gas”的美国专利申请No.12/790,613。

[0044] 图3说明了氧化还原液流电池元蓄电池系统500的方框图。如图3所示，氧化还原液流电池元蓄电池100中的系统部件560-570通过命令和数据接口665和第一链路525与控制器520发送和接收控制信号。例如，系统部件可以是氧化还原液流电池元蓄电池堆、阀门、泵、传感器、控制和供电系统等。例如，第一链路525可以是线(例如，绞线或实心铜线)、同轴电缆、光纤等。第一链路525可以可选地配置为一个或多个并行和/或串行总线。

[0045] 图4是根据本发明实施例的控制器520的简化方框图。控制器220可以包括一个或多个处理器610-615。所述一个或多个处理器610-615可以是微控制器、微处理器、数字信号处理器等等(例如，微芯片PIC、ARM、英特尔x86、功率ISA、德州仪器OMAP等等)。固定存储器620可以是磁性硬盘、固态硬盘、PROM、EPROM、EEPROM、闪存、磁阻RAM(MRAM)和其他不可拆卸存储器。可拆除存储器625可以是磁带、软盘、USB闪存驱动器、CD-ROM、DVD、蓝光盘和其他可拆除介质。

[0046] 用户输入630可以是键盘、键区、鼠标、触摸板、数字化板、轨迹球、游戏控制器(例如，操纵杆、游戏板、方向盘、踏板、轭架、跳舞板等等)、指纹读取器、条形码扫描器和其他用户输入设备。用户输出635可以是显示屏幕或监视器、指示灯、扬声器、头戴式耳机、铃、蜂鸣器等。用户输出635可以包括图形处理单元、声音芯片等等。

[0047] 主存储器645可以是易失性静态和/或动态随机存取存储器(例如SRAM、FPM、EDO、同步SDRAM、DDR SDRAM、DDR2SDRAM、DDR3SDRAM等)、非易失性存储器(例如EPROM、EPROM、Flash等)，并且基于诸如硅芯片和碳纳米管之类的技术。固件650可以是诸如程序和数据之类的内容，以使能控制器520的操作。在一些实施例中，固件650可以存储在只读非易失性存储器(例如PROM、EPROM、EEPROM、闪存等)。专用存储器655可以是与主存储器类似的技术，并且可以用于高速缓存、影子存储器、图形等(例如，GDDR)。

[0048] 例如，通信接口660可以是计算机或装置之间的任意有线或无线通信的一个或多个接口，例如以太网、无线LAN、地面微波、通信卫星、蜂窝和PCM系统和智能网格。在本发明的一些实施例中，通信接口660可以是调制解调器。例如，命令和数据接口665可以是用于向氧化还原液流电池元蓄电池系统的其他部件发送指令或其他控制信号的一个或多个接口，所述其他部件例如是泵、阀门、加热器、冷却器、电源等等。例如，命令和数据接口665可以是用于从氧化还原液流电池元蓄电池系统的其他部件接收数据的一个或多个接口，所述其他部件例如是气体浓度、温度、压力、液面高度、电压等。

[0049] 控制器部件610-670通过总线640互连。总线640可以是单独的总线、或者可以是将控制器部件的子集互连的两个或多个单独的总线。总线640可以是并行或串行的任意2
拓扑结构，并且使用任意协议。例如，总线可以是以下的至少一个：交互-集成电路(IC)总线、通用串行总线(USB)、SPI、RS-232、CANBUS、ISA、VMEbus、PCI、PCI-X等等。例如，控制器部件610-670可以是在具有总线640的单一印刷电路板上，或者在通过总线640(即，印刷电路板上并且互连印刷电路板的总线)连接的两个或多个印刷电路板上。

[0050] 回去参考图3，控制器520通过电子狗接口670和第二链路515与电子狗510通信。例如，电子狗510可以由以下部件组成：闪速存储器、电可擦除可编程只读存储器2
(EEPROM)、磁阻RAM(MRAM)、光盘等。例如，第二链路515可以是并行或串行总线(例如IC、USB、SPI、RS-232、CANBUS等)。

[0051] 可以对控制器520和电子狗510之间传递的信息加密。回去参考图4，在一些实施例中，处理器610-615可以对写入到电子狗510的数据加密，并且对从电子狗510读取的数据解密。在一些实施例中，电子狗510包括用于加密和解密的电子装置，并且对通过处理器610-615写入的数据加密以及对处理器610-615读取的数据解密。例如，加密方法可以是AES、河豚(Blowfish)加密、DES、三倍DES、蛇形加密(Serpent)、双鱼(Twofish)加密等。可以将加密密钥存储在主存储器645、固件650和固定存储器620的至少一个中。

[0052] 回去参考图3，控制器520也可以通过通信接口660和第三链路530与网络545通信。例如，通信接口660可以是以太网接口、调制解调器等。网络545可以使用物理连接(例如，种类6电缆、双绞线、同轴电缆、光缆等)以及无线电波或红外信号(例如，地面微波、通信卫星、蜂窝和PCS系统、无线局域网(WLAN)等)。网络545可以使用一种或多种通信协议(例如，以太网(即IEEE802.3)、GPRS、GSM、CDMA等)。第三链路530可以是并行2
或串行总线(例如交互-集成电路(IC)总线、通用串行总线(USB)、SPI、RS-232、CANBUS等)。

[0053] 移动设备535可以通过第三链路530和/或通过通信网络545与控制器520相连。例如，移动设备535可以是笔记本计算机、膝上型计算机、坚固(或抗震)膝上型计算机、超便携计算机、上网本计算机、桌上型计算机、智能电话、PDA等。在本发明的一些实施例中，移动设备535是笔记本计算机。移动设备535可以包括与用户交互作用的输入和输出设备(例如，LCD显示器、键盘、鼠标、触摸板等)、非易失性存储器(例如，闪速存储器、EEPROM、MRAM、硬盘驱动器、光盘等)以及通过第三链路530与控制器520和/或通过第四链路540与通信网络545通信的收发机。第四链路540可以是物理连接(例如，种类6电缆、双绞线、同轴电缆、光缆等)以及无线电波或红外信号(例如，地面微波、通信卫星、蜂窝和PCS系统、无线局域网(WLAN)等)。

[0054] 服务器555可以通过第五链路550与通信网络545相连。第五链路550可以是有线和/或无线连接(例如，种类6电缆、双绞线、同轴电缆、光缆、地面微波、通信卫星、蜂窝和PCS系统、WLAN等)。服务器555可以包括一个或多个处理器、一个或多个工作站、存储器(例如，RAM、非易失性存储器、硬盘驱动器、光盘等)、输入设备(例如，鼠标、键盘、轨迹球等)、与上述部件交互作用的系统总线等。服务器555的一些实施例包括通过第五链路550通信的收发机(例如，以太网接口、调制解调器等。服务器555可以是数据服务器或短消息业务(SMS)服务器的至少一个。

[0055] 系统信息和Ebox(Ebox，电子盒)信息可以通过系统部件560-570在第二链路525上发送，并且通过控制器520接收。这里所使用的术语“Ebox”是包含印刷电路板、电路以及执行处理器功能以控制系统和功率功能以向系统和从系统递送动率的部件在内的组件。在一些实施例中，Ebox信息710可以是在液流电池元蓄电池系统100中已经改变Ebox的次数、固件版本号和印刷电路板的序列号。在一些实施例中，系统信息730可以是氧化还原液流蓄电池的外壳、氧化还原液流蓄电池、再平衡电池元、面板、泵、传感器等等的序列号。例如，可以作为“软”重启(即，不断电重启系统)、“硬”重启(断电之后重启系统)的结果和/或响应于控制器520发送的信号来发送系统信息和Ebox信息。

[0056] 控制器520可以基于系统信息和Ebox信息来操作氧化还原液流电池元蓄电池系统100。控制器520也可以基于系统信息和Ebox信息继续或停止氧化还原液流电池元蓄电池系统100的操作。例如，控制器520可以根据系统信息和Ebox信息确定系统部件560-570的存在或不存在，并且确定是否停止氧化还原液流电池元蓄电池系统100的操作。在一些实施例中，当不存在电子狗510或者系统部件560-570的一个或多个关键部件时，控制器520可以停止氧化还原液流电池元蓄电池系统100的操作。

[0057] 控制器520可以基于系统信息和Ebox信息来配置氧化还原液流电池元蓄电池系统100。在一些实施例中，控制器520可以使用系统信息和Ebox信息来确定系统部件560-570的特性(例如，泵浦速度、功率容量、响应时间、功耗等)，并且配置和/或操作氧化还原液流电池元蓄电池系统100来优化效率或性能。例如，较慢/较低容量的泵可以比较快/较高容量泵操作得更长；可以依赖于传感器多频繁地进行测量和那些测量的间隔尺寸来更加频繁地分析传感器测量；以及依赖于在系统中使用的电解液的类型(例如，如识别为在移动设备535上运行的试运行程序，所述移动设备在安装系统时初始化系统500)，可以使用不同的充电状态(SOC)表。

[0058] 控制器520可以将系统信息和Ebox信息存储在电子狗510中。电子狗510可以附着于氧化还原液流蓄电池系统100，并且不会经历像系统部件560-570的故障和替换。电子狗510可以存储几组系统信息和Ebox信息，并且用作“本地”(即在氧化还原液流蓄电池系统100中存储的)历史或养护记录。电子狗510可以可选地存储日期和时间信息(例如从控制器520的时钟)以及系统信息和Ebox信息。例如，当系统部件560-170的第一系统部件用系统部件560-570的第二系统部件替换时，与第二系统部件相关联的日期和时间表示所述第二系统部件何时替换所述第一系统部件。

[0059] 控制器520可以使用传感器测量来计算系统参数。在一些实施例中，系统参数可以是氧化还原液流蓄电池100的等效串联电阻(ESR)(可以在蓄电池充电循环期间计算)、与SOC有关的信息以及与半电池元中的不平衡有关的信息。例如，传感器测量(例如，电压和电流数据)可以用于计算氧化还原液流蓄电池100的ESR。可以在每个蓄电池充电-放电循环存储ESR数据。可以根据ESR数据确定逐渐的性能减小，并且容量的逐渐减小与半电池元之间的电荷不平衡成正比。控制器520可以将系统参数存储在电子狗510中。

[0060] 控制器520可以通过网络545通信。控制器520可以接收通信系统信息。通信系统信息可以用于识别氧化还原液流蓄电池系统100，并且使能氧化还原液流蓄电池系统100和服务器555之间的通信。例如，通信系统信息可以是电子狗序列号(或者其他标识)、氧化还原液流蓄电池系统标识(或者其他标识)和联系信息(例如IP地址、端口号、接入点名称(APN)、电话号码、用户名、密码等)等等。在一些实施例中，电子狗510在安装到氧化还原液流蓄电池系统100之前接收一组通信系统信息，并且控制器520从电子狗510读取通信系统信息。在一些实施例中，控制器通过移动设备535从试运行程序接收通信系统信息，并且可选地将通信系统信息存储在电子狗510中。使用通信系统信息，控制器520可以通过网络545与服务器555通信。服务器555可以接收系统信息和Ebox信息和/或通信系统信息，并且如果需要向控制器520发送更新的通信系统信息。控制器520可以将新的通信系统信息存储在电子狗510中。同样地，控制器520可以通过网络545向服务器555发送系统参数。在电子狗510中存储的信息可以通过控制器520读取，并且发送至移动设备535和/或服务器555。

[0061] 图5是电子狗510的存储器图像700。例如，电子狗510可以存储Ebox信息710、系统参数720、系统信息730和通信系统信息740。

[0062] 如本领域普通技术人员易于理解的，电子狗510可以存储其他类型的信息，并且可以用于其他类型的机械、电子和/或化学系统，例如系统部件的标识(例如序列号、地址、版本号、射频标识(RFID)、服务订户密钥(IMSI)等)、位置信息(例如全球定位系统(GPS)坐标、位置区域身份(LAI)等)以及操作信息(例如，统计表、工作寿命(时间)、警报或误差等)。

[0063] 参考图5，电子狗510可以具有128K字的存储空间。例如，地址0x0000-0x01FF可以存储通信系统信息740；地址0x0200-0x03FF可以存储系统信息730；地址0x0400-0x05FF可以存储系统参数720；以及地址0x600-0x2000可以存储Ebox信息710。
在一些实施例中，字宽度是1字节。

[0064] 以下列举说明了Ebox信息710、系统参数720、系统信息730和通信系统信息的可能内容及其相应大小的实施例。如本领域普通技术人员应该易于理解的，更大或更小的存储器空间、不同的数据宽度、不同的数据类型、存储器分配等等可以用于电子狗510。

[0065] 通信系统信息(740)

[0066] 电子狗ID：

[0067] SysID：

[0068] 通信系统服务器1：IP：端口：

[0069] 通信系统服务器2：IP：端口2：

[0070] 通信系统电话1：

[0071] 通信系统电话2：

[0072] APN：用户名：密码：

[0073] GeoID：

[0074] Ebox信息(710)

[0075] Ebox变化的号码：

[0076] Ebox变化#：0

[0077] BuckBoostRev：00

[0078] BuckBoost1#：00

[0079] BuckBoost2#：00

[0080] BuckBoost3#：00

[0081] 控制板#：00

[0082] 控制板Rev：00

[0083] Buck Boost Rev1：00

[0084] Buck Boost Rev2：00

[0085] Buck Boost Rev3：00

[0086] 日期：00

[0087] 固件版本：

[0088] 控制板：00

[0089] RBC板：00

[0090] DMS板：00

[0091] 系统参数(720)

[0092] ESR值，35

[0093] 系统信息(730)

[0094] BoP外壳#：00

[0095] 堆栈序列号#：00

[0096] RBC序列号#：00

[0097] 黑盒子序列号#：00

[0098] 插线面板序列号#：00

[0099] 向左泵浦序列号#：00

[0100] 向右泵浦序列号#：00

[0101] 左液面传感器序列号#：00

[0102] 右液面传感器序列号#：00

[0103] 图6说明了可以在控制器520上执行的简化状态图，用于氧化还原液流电池元蓄电池系统的启动。如图6所示，当发生诸如“软”重启(即，不断电的情况下重启系统)或“硬”重启(在断电之后重启系统)时，控制器520开始处于InitHW状态810。例如，在服务期间装配系统或者安装替换部件之后可能发生“硬”重启。例如，可以在按下重启按钮之后发生“软”重启。

[0104] 在InitHW状态810期间，控制器520可以初始化电子硬件和软件。信号可以通过氧化还原液流电池元蓄电池系统100的系统部件560-570在第一链路525上发送，并且通过控制器520接收。例如，可以作为重启的结果和/或响应于控制器520发送的信号来发送系统信息。控制器520可以确定系统部件560-570的存在或不存在。在一些实施例中，控制器520可以根据第二链路515上的信号确定是否存在电子狗510(例如，与第二链路515相连并且运行)。例如，控制器520可以监测第二链路515上的信号以确定是否存在电子狗2 2
510。在一些实施例中，第二链路515是IC总线，并且电子狗接口215包括IC总线主控。
2
在InitHW状态810期间发起IC总线主控的同时确定电子狗510的存在。如果不存在电子狗510，那么控制器520可以发布系统的报警和/或终止操作。例如，报警可以是以下的至少一个：显示器上的消息(例如，“电子狗丢失”或错误代码)；声音；以及向移动设备535和/或服务器555发送的消息。在对氧化还原液流电池元蓄电池系统100内的电子硬件和软件初始化之后，控制器转变为PwrOnTest状态815。

[0105] 控制器520确定在PwrOnTest状态815下是否发生了“软”或“硬”重启。在一些实施例中，控制器520可以读取主存储器645中的软寄存器，所述主存储器包含对系统重启的不同原因加以表示的几个预定值之一。在一些实施例中，控制器520可以读取处理器610-615中的硬寄存器，当处理器经历功率周期时，所述硬寄存器存储预定的值。在一些实施例中，可以将预定的值写入到主存储器645或专用存储器655中，并且通过控制器520读取。当系统经历软重启时，通过控制器520读取预定的值。当系统经历功率接通/关断循环时，清除所述预定的值，并且控制器520读取不同的值(例如，全0或全1)。当控制器520确定所述重启是“软”重启时，那么控制器520可以转变为ReadSysPar状态835。当控制器
520确定重启是“硬”重启时，那么控制器520可以转变为VerifyEbox状态820。

[0106] 在VerifyEbox状态820下验证电子狗510中的Ebox信息。例如，控制器520可以读取和存储固定存储器820(例如，RAM、ROM、EPROMEEPROM和闪速存储器)中的Ebox信2
息、以及日期和时间信息。在一些实施例中，固定存储器820包括知识一个IC总线存储器装置。控制器520可以将在固定存储器620中存储的Ebox信息与在电子狗510中存储的Ebox信息进行比较。如果在固定存储器620中存储的和电子狗510中的Ebox信息不匹配，那么可以将固定存储器620中的Ebox信息存储在电子狗510中。例如，当用氧化还原液流电池元蓄电池系统100中的另一个Ebox替换一个Ebox时，Ebox信息可以改变。例如，Ebox信息集合的历史可以是1至1000个集合那么长。在一些实施例中，可以存储一百个Ebox信息集合。Ebox信息集合的个数提供了可靠性信息，因为Ebox信息集合的个数表示在氧化还原液流蓄电池系统100中已经改变了Ebox多少次。在一些实施例中，可以将Ebox信息改变的个数用作从电子狗510读取系统信息的地址偏移量。一旦VerifyEbox状态820完成，控制器520转变为UpdateDMS状态825。

[0107] 控制器520可以检查电子狗510在UpdataDMS状态825下是否包含通信系统信息。当电子狗包含通信系统信息时，那么控制器520可以向通信装置660发送通信系统信息并且转变为UpdateSysInfo状态830。当电子狗不包含通信系统信息(即电子狗是新的)，可以将通信系统信息写入到电子狗510中。控制器520可以等待试运行程序将通信系统信息写到电子狗510。可以设置控制器520等待多长时间的限制，并且如果超过这种限制则控制器520可以暂停。例如，报警可以是以下的至少一个：显示器上的消息(例如，“通信系统信息丢失”或者错误代码)；声音；以及发送至移动设备535和/或服务器555的消息。在发布了报警之后，控制器520可以前进到UpdateSysInfo状态830。

[0108] 控制器520可以在UpdataSysInfo状态830下从电子狗510读取系统信息。在一些实施例中，控制器读取系统信息并且将系统信息发送至通信装置660。例如，在通过用户或者直接从部件(例如通过总线640)输入系统信息或者将系统信息写到电子狗510的情况下，可以从试运行程序接收系统信息。当电子狗510不包含系统信息时，那么控制器520发布报警。例如，报警可以是以下的至少一个：显示器上的消息(*例如，“系统信息丢失”或者错误代码)；声音；以及发送至移动设备535和/或服务器555的消息。一旦UpdateSysInfo状态830是完成的，控制器520转变至ReadSysPar状态835。

[0109] 控制器520可以在ReadSysPar状态835下从电子狗510读取系统参数。在一些实施例中，当不存在某些系统参数数据(例如，ESR值)时，那么可以使用缺省值。在一些实施例中，寄存器可以记录在电子狗510中存储的ESR值的个数。在一些实施例中，电子狗510的一部分可以存储信息，像具有针对ESR值的一百个位置的环形缓冲器。在一些实施例中，从电子狗510中读取最近的ESR值。一旦ReadSysPar状态835完成，控制器520转变为寄存器状态845。

[0110] 控制器520可以在登记状态845下从电子狗510读取通信系统信息。图7说明了登记状态845。控制器520可以在ChkServer状态910和920下从电子狗510读取一个或多个数据服务器555的IP地址和端口号，并且登记到数据服务器555。控制器520也可以从电子狗510读取针对通信SMS服务器555的电话号码。在登记状态845的一些实施例中，控制器520向数据服务器555发送系统标识(SysID)，并且可以从数据服务器555接收确认。在一些实施例中，控制器520也可以向一个或多个SMS服务器发送包括SysID在内的SMS消息，并且可以从SMS服务器555接收确认。回去参考图6，在登记状态845之后，控制器520转变为电子狗请求状态840。

[0111] 控制器520可以在电子狗请求状态840下将信息写入到电子狗510中。在一些实施例中，控制器520可以将系统参数写到电子狗510。例如，控制器520可以接收和收集操作数据(电解液温度、蓄电池电极两端的电势、泄露传感器数据、电平传感器数据、再平衡电池元电压、再平衡电池元电流、电热调节器电压等)。使用操作数据，控制器520可以确定系统参数(例如，蓄电池ESR、kWH数据、运行的循环次数、充电状态(SoC)、不平衡信息、蓄电池开路电压(OCV)等等)。控制器520可以将系统参数写入到电子狗510，并且可选地写入日期和时间信息。

[0112] 在一些实施例中，提供了对于写到电子狗510的暂停。例如，可以通过I2C主控器提供写入信息或者通过看门狗定时器提供的信号。如果写入到电子狗510失败，那么可以发布报警。例如，报警可以是以下的至少一个：显示器上的消息(例如，“电子狗写入故障”或者错误代码)；声音；以及发送至移动设备535和/或服务器555的消息。

[0113] 控制器520可以在电子狗请求状态840下从电子狗510读取信息。在一些实施例中，控制器520可以从电子狗510读取以下的一个或多个：Ebox信息；系统参数；系统信息；以及通信系统信息。控制器520可以在电子狗请求状态840下向电子狗510读取和写入信息，直到发生重启为止。在重启之后，控制器520转变为InitHW状态810。

[0114] 图8说明了可以在数字系统(例如，桌上计算机、笔记本计算机、嵌入式系统等)上执行的状态图1000，以在将电子狗510安装到氧化还原液流电池元蓄电池系统100中之前初始化电子狗510。如图8所示，数字系统开始于空闲状态1010。在启动时，数字系统转变为电子狗测试状态1020。在电子狗测试状态1020下，数字系统可以测试电子狗510硬件。在一些实施例中，例如，数字系统可以通过总线执行与电子狗510的握手(例如，数字系统可以发送电子狗的地址并且从电子狗510接收确认)；向电子狗510中的存储器位置或存储器的块写入、读取和检验测试模式；等等。当电子狗510未实现电子狗硬件测试时，数字系统可以指示所述故障(例如，日志文件中的声音、指示灯、显示器上的错误消息等等)，并且转变为空闲状态1010。当电子狗510通过硬件测试时，数字系统转变为ID产生状态1030。

[0115] 数字系统可以在ID产生状态1030接收或产生唯一的标识信息，例如系统标识(SysID)和/或电子狗510标识。数字系统可以将标识信息写到电子狗510。在将标识信息写入到电子狗510之后，数字系统转变为电子狗初始化状态1040。

[0116] 数字系统可以在电子狗初始化状态1040下接收电子狗中的缺省/预定的通信系统信息、系统参数和/或系统信息。可以在电子狗初始化状态1040下将日期和/或时间戳(例如，从数字系统内部时钟)写到电子狗510中。在将通信系统信息、系统信息和/或系统参数写入到电子狗510之后，数字系统转变为报告产生状态1050。

[0117] 数字系统可以在报告产生状态1050下产生报告。例如，对于初始化的每一个电子狗510，数字系统可以写入：一个或多个日期和/或时间戳；电子狗510硬件测试的结构；写入到电子狗510的标识信息；预定的通信系统信息的身份证；系统信息；和/或写入到电子狗510的系统参数等。在一些实施例中，所述报告是文件的形式(例如，文本、多信息文本格式、电子数据表、html等)并且被发送至服务器555。在一些实施例中，将包含SysID的标签产生并且放置于电子狗510上以识别电子狗510。在产生所述报告之后，数字系统转变为空闲状态1010。

[0118] 图9说明了由壳1110和电子装置1150组成的电子狗510的组件。电子狗510包括壳1110，所述壳保护非易失性存储器电子装置1150免受机械应力并且免于暴露到环境中。壳1110可以是一个或多个部分，并且包括一个或多个安装片1120，所述安装片可以用于附着至氧化还原液流蓄电池系统。电子狗510可以包括物理接口1115，所述物理接口可以用于通过第二链路515与控制器520通信。替代实施例可以包括：不同的片、凹痕和或表面以容纳各种皮带、夹子、扣件、带子、胶带、粘合剂等，其可以用于将电子狗510附着于氧化还原液流蓄电池系统；不同的物理连接器、插头、插座、导电表面等等，其可以用于容纳电连接并且与控制器通信；以及不同的壳形状和大小，其可以便于将非易失性存储器物理地且美观地合并到氧化还原液流蓄电池系统中。在一些实施例中，可以将电子狗510进行罐装(例如利用3M DP8010)以保护电子装置1150免受不利的环境条件(例如湿气、侵蚀等等)；以及电子狗510可以具有在壳1110上刻蚀的切口1160(例如，标识或其他识别标记的形状)，照明光源1170(例如，发光二极管(LED)、白炽灯泡等等)可以照耀通过所述切口。

[0119] 图9也说明了壳1110内的收纳的电子装置1150。电子装置1150可以包括非易失性存储装置1125、物理接口1115、照明光源1170和底座1130。例如，非易失性存储装置1125可以是一个或多个集成电路，所述集成电路包括存储器(例如，闪速存储器)、接口逻辑以及通过第二链路515与控制系统通信的收发机。非易失性存储装置1125可以是一个或多个半导体管芯、一个或多个封装的集成电路、多芯片模块、芯片堆叠等。在一些实施例
2
中，第二链路1115可以是IC总线。衬底1130可以是印刷电路板、高密度互连(HDI)基板等。物理接口1115可以由基板1130构成，或者可以是与非易失性存储装置1125相连的一个或多个分离的缆线、插头、插座、连接器、接触焊盘等。

[0120] 电子狗510可以包含氧化还原液流电池元蓄电池100的本地历史，因为在示范实施例中，电子狗510可以位于所述氧化还原液流电池元蓄电池系统100内；将Ebox信息、系统参数、系统信息和通信系统信息的至少一个存储在数据结构中；以及通过控制器520在环形缓冲器中写入、读取和存储数据。此外，电子狗510可以与氧化还原液流电池元蓄电池系统100停留在一起，因为可以将电子狗510收纳在附着至氧化还原液流电池元蓄电池系统的分离壳中。同样地，电子狗510典型地是不可拆卸的，像被拆卸的系统部件那样(例如，用于维护)。这种本地历史可以通过移动设备535和/或服务器555有利地访问和分析仪诊断问题、预测故障并且执行其他维护功能。

[0121] 如果电子狗510的第一电子狗故障，可以用电子狗510的第二电子狗替换，并且可以将第一电子狗510的第一电子狗中的信息转移到奥电子狗510的第二电子狗中。因为电子狗510存储操作统计信息，氧化还原液流电池元蓄电池系统100的电源和/或处理器板以及其他部件的去除和替换不会影响氧化还原液流电池元蓄电池系统100的性能。此外，在电子狗510中存储改变的操作统计信息可以使得氧化还原液流电池元蓄电池系统100适应于改变的环境，而不会改变固件650。

[0122] 在该专利中，已经合并了一些美国专利、美国专利申请和其他材料(例如，文章)作为参考。然而，这些美国专利、美国专利申请和其他材料的文本只是按照在这些文本与这里阐述的其他声明和附图之间不存在冲突的程度上合并进行参考。在存在冲突的情况下，在参考的美国专利、美国专利申请和其他材料中这样合并作为参考的任意冲突文本都不回专门地合并到该专利中作为参考。

[0123] 考虑到这种这里的描述，本发明的各个方面的另外改进和替代实施例对于本领域普通技术人员将是清楚明白的。相应地，将这一描述解释为只是说明性的，并且是为了教导本领域的普通技术人员执行本发明的普通方式。应该理解的是将这里所示和所述的形式看作是实施例的示例。元件和材料可以替换这里所示和所述的元件和材料，可以颠倒部件和过程，并且可以独立地使用本发明的一些特征，所有这些对于具有本发明的这一描述的益处的本领域普通技术人员都是清楚明白的。在不脱离以下权利要求中所述的本发明的精神和范围的情况下可以在这里描述的元件中进行改变。