全钒液流电池(VRB)的模拟和仿真是电池系统设计、放大、控制和优化的基础。根据模型的复杂程度,VRB模型可以分为经验模型、半经验半机理模型和机理模型。本文综述了VRB模型研究的发展。同时,使用暂态边界电压法和电化学交流阻抗法实验研究了VRB单电池,提出并讨论了各自的等效电路模型。实验测试了VRB单电池的电流激励和电压响应关系,利用暂态边界电压法建立了一个全新的等效电路模型。模型参数使用曲线拟合方法求得,具有很高的精度,相对误差达到了10-3数量级。讨论了充放电过程中电流密度和电解液流率对极化的影响。模型结果表明：充电过程和放电过程的等效欧姆阻抗分别为1.465Q.cm2和1.537Q.cm2。电化学极化随电流密度的增大而增大。反应活性物质持续消耗殆尽引起了电化学极化和浓差极化在充放电过程的末期大幅度的上升。增加电解液体积流率可以在一定的范围内减小电池的极化,提高电池性能。利用模型分析了欧姆极化、电化学极化和浓差极化三种极化,认为欧姆极化是最主要的电压损失部分,可以通过降低欧姆阻抗提高电池的效率。实验研究了VRB单电池的交流阻抗谱,并提出了对应的等效电路模型。模型的精度(chi square)都达到了10-6数量级。模型包含欧姆阻抗、多孔电极双电层的恒相位元、电荷传递阻抗和Warburg阻抗。模拟拟合结果表明：EIS测试下的充电过程和放电过程的等效欧姆阻抗分别为2.316Q·cm2和2.375Ω·cm2,比暂态边界电压法得到的结果更大,主要原因是交流阻抗法测试是交流欧姆内阻,而后者测试的是直流欧姆内阻。两种模型在描述极化的电路是类似的。两个模型不仅可以用于电池的性能分析和运行监控,而且可以与发电模块等联立,构成一个发电储能混合系统,实现系统的能量管理的应用。