CN106443495B - 一种能量型钠硫电池寿命检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能量型钠硫电池寿命检测方法，采用可用容量与初始预留容量的比值来检测能量型钠硫电池寿命，能够对不同应用场合中能量型钠硫电池的寿命进行检测，该方法对钠硫电池单体、钠硫电池组或者钠硫电池模块、钠硫电池电站或者钠硫电池储能系统都适用。该方法能够对能量型钠硫电池的寿命进行准确的检测，使钠硫电池在可放电和充电范围内使用，避免钠硫电池过充电或者过放电，确保钠硫电池安全运行，提高钠硫电池性能。

Description

一种能量型钠硫电池寿命检测方法
技术领域
本发明涉及一种能量型钠硫电池寿命检测方法。
背景技术
钠硫电池被广泛应用于削峰填谷、应急电源、风力发电等可再生能源的稳定输出以及提高电力质量等方面。根据应用场合的不同，钠硫电池可以分为能量型钠硫电池和功率型钠硫电池。例如，在削峰填谷、太阳能及风能等可再生能源的稳定输出应用中通常使用能量型钠硫电池，在应急电源应用中通常使用功率型钠硫电池。
在这些应用中需要对钠硫电池寿命进行准确的检测，否则可能导致钠硫电池过充电或者过放电，威胁钠硫电池的安全运行，降低钠硫电池的性能。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种能量型钠硫电池寿命检测方法，采用可用容量与初始预留容量的比值来检测能量型钠硫电池寿命，能够对不同应用场合中能量型钠硫电池的寿命进行检测，使钠硫电池在可放电和充电范围内使用，避免钠硫电池过充电或者过放电，确保钠硫电池安全运行，提高钠硫电池性能。
实现上述目的的技术方案是：一种能量型钠硫电池寿命检测方法，包括以下步骤：
S1，定义Qn为绝对容量，Q0为初始不可用容量，Qx为绝对放电深度，Q1-Q0为使用容量，Qn-Q1为初始预留容量，Qn-Qx为可用容量，1≤x≤n；
对能量型钠硫电池的绝对放电深度Qx进行测量，将能量型钠硫电池以额定充电电流恒流充电至截止电压，静置一段时间，将能量型钠硫电池以额定放电电流恒流放电至容量达使用容量，静置一段时间至钠硫电池开路电压Uocv稳定，将Uocv代入方程
Uocv＝A*(1-Qx/Qn)+B (1)，
计算后求得能量型钠硫电池的绝对放电深度Qx，方程(1)中，A和B为参数，A和B均与能量型钠硫电池温度有关；
S2，将能量型钠硫电池的绝对放电深度Qx带入方程
LQ＝(Qn-Qx)/(Qn-Q1)*100％ (2)，
计算后求得使用过程中能量型钠硫电池寿命LQ。
上述的一种能量型钠硫电池寿命检测方法，步骤S1中，将能量型钠硫电池以额定充电电流恒流充电至截止电压，静置0.5～8小时，将能量型钠硫电池以额定放电电流恒流放电至容量达使用容量，静置0.5～8小时至钠硫电池开路电压Uocv稳定。
上述的一种能量型钠硫电池寿命检测方法，步骤S1中:
能量型钠硫电池温度为300℃时，A＝0.706,B＝1.814；
能量型钠硫电池温度为330℃时，A＝0.694,B＝1.795；
能量型钠硫电池温度为350℃时，A＝0.696,B＝1.791；
能量型钠硫电池温度为400℃时，A＝0.706,B＝1.781。
上述的一种能量型钠硫电池寿命检测方法，步骤S2中:
能量型钠硫电池首次使用时，可用容量为Qn-Q1，LQ＝(Qn-Q1)/(Qn-Q1)*100％＝100％；
能量型钠硫电池的电池寿命终止时，可用容量为Qn-Qn，LQ＝(Qn-Qn)/(Qn-Q1)*100％＝0％。
本发明的能量型钠硫电池寿命检测方法，采用可用容量与初始预留容量的比值来检测能量型钠硫电池寿命，能够对不同应用场合中能量型钠硫电池的寿命进行检测，该方法对钠硫电池单体、钠硫电池组或者钠硫电池模块、钠硫电池电站或者钠硫电池储能系统都适用。该方法能够对能量型钠硫电池的寿命进行准确的检测，使钠硫电池在可放电和充电范围内使用，避免钠硫电池过充电或者过放电，确保钠硫电池安全运行，提高钠硫电池性能。
附图说明
图1为能量型钠硫电池容量与能量型钠硫电池开路电压的关系图。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员能更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对其具体实施方式进行详细地说明：
请参阅图1，能量型钠硫电池容量与能量型钠硫电池开路电压的关系，Qn为绝对容量，Q0为初始不可用容量，Qx为绝对放电深度，Q1-Q0为使用容量，Qn-Q1为初始预留容量，Qn-Qx为可用容量，1≤x≤n。随着钠硫电池使用，不可用容量会逐渐增大，在保证使用容量不变的情况下，可用容量会逐渐减小，当可用容量等于0时，钠硫电池寿命终止，退出服役运行。
某一型号能量型钠硫电池参数如下：绝对容量Qn为550Ah，初始不可用容量Q0为50Ah，使用容量(Q1-Q0)为400Ah，初始预留容量(Qn-Q1)为100Ah，额定充电电流为25A，额定放电电流为50A，充电截止电压为2.3V。
一种能量型钠硫电池寿命检测方法，包括以下步骤：
S1，使用一段时间后，对能量型钠硫电池的绝对放电深度Qx进行测量，
将钠硫电池以25A充电电流恒流充电至截止电压2.3V，静置2小时，将钠硫电池以50A放电电流恒流放电至容量达使用容量400Ah，静置4小时测量钠硫电池开路电压为1.91V，此时钠硫电池温度为300℃，将Uocv＝1.91，A＝0.706，B＝1.814，Qn＝550代入方程：
Uocv＝A*(1-Qx/Qn)+B (1)，
计算后求得钠硫电池的绝对放电深度Qx＝475.2Ah；
方程(1)中，A和B为参数，与钠硫电池温度有关，具体A和B的参数值可参考表1，数据来源“THE SODIUM SULFUR BATTERY”,ISBN 0-412-16490-6：
钠硫电池温度/℃ A B
300 0.706 1.814
330 0.694 1.795
350 0.696 1.791
400 0.706 1.781
表1
S2，将Qx＝475.2代入方程：
LQ＝(Qn-Qx)/(Qn-Q1)*100％ (2)，
计算后求得钠硫电池寿命LQ＝74.8％≥0％，因此该钠硫电池寿命未终止还可以继续使用。
能量型钠硫电池首次使用时，可用容量为Qn-Q1，LQ＝(Qn-Q1)/(Qn-Q1)*100％＝100％。
能量型钠硫电池的电池寿命终止时，可用容量为Qn-Qn，LQ＝(Qn-Qn)/(Qn-Q1)*100％＝0％。
本发明的能量型钠硫电池寿命检测方法，采用可用容量与初始预留容量的比值来检测能量型钠硫电池寿命，能够对不同应用场合中能量型钠硫电池的寿命进行检测，该方法对钠硫电池单体、钠硫电池组或者钠硫电池模块、钠硫电池电站或者钠硫电池储能系统都适用。该方法能够对能量型钠硫电池的寿命进行准确的检测，使钠硫电池在可放电和充电范围内使用，避免钠硫电池过充电或者过放电，确保钠硫电池安全运行，提高钠硫电池性能。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (2)

1.一种能量型钠硫电池寿命检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，定义Qn为绝对容量，Q0为初始不可用容量，Qx为绝对放电深度，Q1－Q0为使用容量，Qn－Q1为初始预留容量，Qn－Qx为可用容量，1≤x≤n；
对能量型钠硫电池的绝对放电深度Qx进行测量，将能量型钠硫电池以额定充电电流恒流充电至截止电压，静置0.5～8时间，将能量型钠硫电池以额定放电电流恒流放电至容量达使用容量，静置0.5～8时间至钠硫电池开路电压Uocv稳定，将Uocv代入方程
Uocv＝A*(1－Qx/Qn)+B (1)，
计算后求得能量型钠硫电池的绝对放电深度Qx，方程(1)中，A和B为参数，A和B均与能量型钠硫电池温度有关；
能量型钠硫电池温度为300℃时，A＝0.706，B＝1.814；
能量型钠硫电池温度为330℃时，A＝0.694，B＝1.795；
能量型钠硫电池温度为350℃时，A＝0.696，B＝1.791；
能量型钠硫电池温度为400℃时，A＝0.706，B＝1.781；
S2，将能量型钠硫电池的绝对放电深度Qx带入方程
LQ＝(Qn－Qx)/(Qn－Q1)*100％ (2)，
计算后求得使用过程中能量型钠硫电池寿命LQ。
2.根据权利要求1所述的一种能量型钠硫电池寿命检测方法，其特征在于，步骤S2中：
能量型钠硫电池首次使用时，可用容量为Qn－Q1，LQ＝(Qn－Q1)/(Qn－Q1)*100％＝100％；
能量型钠硫电池的电池寿命终止时，可用容量为Qn－Qn，LQ＝(Qn－Qn)/(Qn－Q1)*100％＝0％。
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