CN110595704B - 一种储能电池的漏液检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种储能电池的漏液检测方法，该储能电池的漏液检测方法包括：在各个电池箱的出风口处分别设置气体检测器，通过气体检测器检测对应的电池箱内储能电池挥发的电解液气体浓度；将相邻的两层电池箱上的气体检测器检测到的储能电池挥发的电解液气体浓度数值进行作差，从而得出多组电解液气体浓度差值；分别判断多组电解液气体浓度差值是否达到预设浓度差值，并根据判断结果判定所述储能电池是否漏液。该储能电池的漏液检测方法，可对储能电池柜内的储能电池进行的泄漏情况进行有效检测，准确率高，可有效防止储能电池的电解液在无监控状态下分解后出大量的可燃性气体，大大提高了储能系统的安全性。本发明还公开一种储能电池的漏液检测系统。

Description

一种储能电池的漏液检测方法及系统

技术领域

本发明涉及锂电池安全技术领域，更具体地，涉及一种储能电池的漏液检测方法及系统。

背景技术

锂离子电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长等优点，其作为储能载体的应用越来越多，不仅在各类电子消费品中得到广泛应用，目前也广泛应用于电动汽车、电化学储能等领域。

锂离子电池会由于滥用(如过充、过热)、制造缺陷(如内短路、封装破损)等因素出现安全问题。在安全问题出现早期，电池内部的电解液会在通过电池壳体薄弱处外泄。储能系统一般由多个电池串并联组成，电池长久使用过程中会发生电解液与电极材料的副反应产生气体，由此引发电池鼓胀，由此会有电池漏液的风险。漏出的既有液态的电解液也有气态的混合气体，泄露的气态电解液是易燃易爆气体，在空气中极易被电火花或者是静电放电点燃，从而引发电池着火或燃爆，给整个储能系统带来危险。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种能够对储能电池柜内的储能电池进行的泄漏情况进行有效检测，准确率高，并能够大大提高储能系统的安全性的储能电池的漏液检测方法及系统，以解决现有技术中存在的问题。

根据本发明的第一方面，提供一种储能电池的漏液检测方法，所述储能电池设于储能电池柜内，所述储能电池柜内设有多层用于容纳电池的电池箱，各层所述电池箱上分别设有一进风口和出风口，换热气体在所述储能电池柜内自下而上依次流经各层所述电池箱，流经每层电池箱时，换热气体自所述电池箱的进风口流入，出风口流出，从而对所述电池箱内的储能电池进行换热降温，其特征在于，该储能电池的漏液检测方法包括：在各个电池箱的出风口处分别设置气体检测器，通过所述气体检测器检测对应的所述电池箱内储能电池挥发的电解液气体浓度；

将相邻的两层电池箱上的气体检测器检测到的储能电池挥发的电解液气体浓度数值进行作差，从而得出多组电解液气体浓度差值；

分别判断多组所述电解液气体浓度差值是否达到预设浓度差值，并根据判断结果判定所述储能电池是否漏液。

优选地，所述分别判断多组所述电解液气体浓度差值是否达到预设浓度差值，并根据判断结果判定是否对所述储能电池柜进行检修包括：

若判定各组所述电解液气体浓度差值均低于第一预设浓度值，则继续检测各层所述电池箱内电池的泄漏液浓度值；

若检测到各层所述电池箱中，至少其中之一的所述电池箱内储能电池的泄漏液浓度值的达到预设泄漏液浓度值，则判定判定所述储能电池漏液。

优选地，所述分别判断多组所述电解液气体浓度差值是否达到预设浓度差值，并根据判断结果判定是否对所述储能电池柜进行检修还包括：

若判定各组所述电解液气体浓度差值中的至少其中之一大于第一预设浓度值并小于第二预设浓度值时，则发出报警信息进行报警，并控制各层所述储能电池降低输出功率至预设值。

优选地，若判定各组所述电解液气体浓度差值中的至少其中之一大于第二预设浓度值时，则控制所述储能电池柜停机，并发出停机检修信息。

优选地，各层所述电池箱的出风口处还设有液体检测器，用于通过检测所述电池箱内储能电池的泄漏液浓度值来检测所述电池箱内电池的漏液量；

检测所述电池箱内储能电池泄漏液浓度值时，通过将相邻的两层电池箱上的两个所述液体检测器检测到的泄漏液浓度值来进行作差，从而得出多组泄漏液浓度差值。

优选地，所述液体检测器包括液体传感器，以及

与所述液体传感器电性连接的无线信号发送模块。

优选地，所述第二预设浓度值为第一预设浓度值的2-10倍。

优选地，发出报警信息进行报警时，通过报警装置进行报警；

所述报警装置选为蜂鸣器或者声光报警器。

优选地，所述气体检测器用于检测的所述电解液气体包括一氧化碳、氟化氢、二氧化硫，以及氨气中的至少其中之一，所述储能电池为锂电池。

根据本发明的第二方面，提供一种储能电池的漏液检测系统，该储能电池的漏液检测系统包括：

控制装置；

气体检测器，与所述控制装置电性连接，用于检测储能电池挥发的电解液气体浓度；

液体检测器，与所述控制装置电性连接，用于检测储能电池的泄漏液浓度值；

报警装置，与所述控制装置电性连接，用于发出报警信息。

有益效果：

本申请中的储能电池的漏液检测方法及系统，可对储能电池柜内的储能电池进行的泄漏情况进行有效检测，准确率高，可有效防止储能电池的电解液在无监控状态下分解后出大量的可燃性气体，在空气中被电火花或者是静电放电点燃，而引发储能电池着火或者燃爆，给整个储能系统带来极大的安全隐患。如此，大大提高了储能系统的安全性。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出了根据本发明实施例的储能电池的漏液检测方法的步骤流程图。

图2示出了根据本发明实施例的储能电池的漏液检测方法的检测系统的结构示意图。

图中：控制装置1、气体检测器2、液体检测器3、报警装置4。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

如图1至图2所示，本发明提供一种储能电池的漏液检测方法，储能电池设于储能电池柜内，储能电池柜内设有多层用于容纳电池的电池箱，各层电池箱上分别设有一进风口和出风口，换热气体在储能电池柜内自下而上依次流经各层所述电池箱，流经每层电池箱时，换热气体自电池箱的进风口流入，出风口流出，从而对电池箱内的储能电池进行换热降温。该实施例中，换热气体可选为空气，当然也可以选为其他能够对电池箱进行换热冷却的气体，所述储能电池具体为锂电池。

该储能电池的漏液检测方法，具体可参考步骤S01)-S03)。

S01)、在各个电池箱的出风口处分别设置气体检测器2，通过所述气体检测器2检测对应的所述电池箱内储能电池挥发的电解液气体浓度；

该步骤中，在电池箱的出风口处设置气体检测器2，气体检测器2包括气体传感器，以及与该气体传感器电性连接的第一无线发射模板，气体传感器经其第一无线发射模板与储能电池柜的控制装置1电性连接，控制装置1具体可为诸如单片机、PLC等任一可实现信号处理功能的电子元器件，控制装置1具体可设于储能电池柜内，也可设于单独的电控箱内。

换热气体自下而上依次流经各层电池箱，各层电池箱的进风口设于电池箱的底壁上，出风口设于电池箱的侧壁上，该侧壁与底壁垂直设置，如此，换热气体在储能电池柜自下而上流经各个电池箱时，气体的流动时形成蛇形路径，从而提高了换热效率。

该实施例中，所述气体检测器2用于检测的所述电解液气体包括一氧化碳、氟化氢、二氧化硫，以及氨气中的至少其中之一。

S02)、将相邻的两层电池箱上的气体检测器2检测到的储能电池挥发的电解液气体浓度数值进行作差，从而得出多组电解液气体浓度差值；

该步骤中，将相邻的两层电池箱上的气体检测器2检测到的储能电池挥发的电解液气体浓度数值传输至控制装置1，控制装置1经过计算后进行作差。例如，如果储能电池柜共有N层电池箱，则共得到(N-1)组电解液气体浓度差值，得到的每组的电解液气体浓度差值可以作为衡量对应的电池箱内储能电池的挥发电解液气体浓度的标准。作差时，为相邻两层的电池箱中，上层电池箱上的气体检测器2检测到的其内的储能电池的挥发电解液气体浓度减去下层电池箱上的气体检测器2检测到的其内的储能电池挥发电解液气体浓度，从而得到对应的电池箱的气体浓度差值，该处所指对应的电池箱为相邻两层的电池箱中的上层电池箱，得到的气体浓度差值可以用来表征上层电池箱内储能电池挥发电解液气体浓度值。

S03)、分别判断多组所述电解液气体浓度差值是否达到预设浓度差值，并根据判断结果判定所述储能电池是否漏液。

进一步地，各层所述电池箱的出风口处还设有液体检测器3，用于通过检测所述电池箱内储能电池泄漏液的浓度值来检测所述电池箱内电池的泄漏液浓度值，该处所指泄漏液为储能电池的电解液。液体检测器3包括液体传感器，以及与该液体传感器电性连接的第二无线发射器，液体检测器3经其第二无线发射器与控制装置1电性连接。检测所述电池箱内储能电池的泄漏液浓度值时，通过将相邻的两层电池箱上的两个所述液体检测器3检测到的泄漏液浓度值分别传输至控制装置1，并通过控制装置1进行计算作差，从而得出多组泄漏液浓度差值，该泄漏液浓度差值可以用来衡量对应的电池箱内储能电池泄漏的电解液浓度值。

例如，如果储能电池柜共有N层电池箱，则共得到(N-1)组漏液量浓度差值，得到的每组的泄漏液浓度差值可以作为衡量对应的电池箱内储能电池的泄漏的电解液浓度值的标准。作差时，为相邻两层的电池箱中，上层电池箱上的气体检测器2检测到的其内的储能电池的泄漏液浓度值减去下层电池箱上的气体检测器2检测到的其内的储能电池的泄漏液浓度值，从而得到对应的电池箱的泄漏液浓度差值，该处所指对应的电池箱为相邻两层的电池箱中的上层电池箱，得到的气体浓度差值可以用来表征上层电池箱内储能电池泄漏液浓度值。

该步骤中，若控制装置1判定各组所述电解液气体浓度差值均低于第一预设浓度值，则继续检测各层所述电池箱内电池的泄漏液浓度值，并通过检测到的泄漏液浓度值来发出下一步骤的执行指令。

若控制装置1检测到各层所述电池箱中，至少其中之一的所述电池箱内储能电池的泄漏液浓度值的达到预设泄漏液浓度值，则判定储能电池漏液，需要对所述储能电池柜进行检修。停机检修时，可查找出相应的超出泄漏标准的电池箱，并对其进行检修，或者是直接更换。

若判定各组所述电解液气体浓度差值中的至少其中之一大于第一预设浓度值并小于第二预设浓度值时，则发出报警信息进行报警，并控制对应层的电池箱的，即超出此处所指的泄漏标准的储能电池降低输出功率至预设值，防止泄漏的电池在过大的功率使用下使得泄漏情况更加严重，甚至引发安全事故。发出报警信息进行报警时，通过报警装置4，例如蜂鸣器或者声光报警器进行报警。优选地，在对报警装置4进行具体选型时，可选择带有显示屏和控制模块的报警装置4，从而在进行报警的同时，能够显示相关的泄漏数据以及泄漏的电池箱层数。报警装置4与控制装置1电性连接，用于接受来自控制装置1的报警指令。

该实施例中，所述第二预设浓度值为第一预设浓度值的2-10倍，例如根据具体需要可设为2倍、3倍、五倍或者更多倍数。

若判定各组所述电解液气体浓度差值中的至少其中之一大于第二预设浓度值时，则控制所述储能电池柜停机，并发出停机检修信息。停机检修时，可查找出相应的超出泄漏标准的电池箱，并对其进行检修，或者是直接更换。

该实施例中，气体检测器2、液体检测器3、报警装置4以及控制装置1，形成储能电池的漏液检测系统，用于储能电池的漏液检测方法的实现。

本申请中的储能电池的漏液检测方法，可对储能电池柜内的储能电池进行的泄漏情况进行有效检测，准确率高，可有效防止储能电池的电解液在无监控状态下分解后出大量的可燃性气体，在空气中被电火花或者是静电放电点燃，而引发储能电池着火或者燃爆，给整个储能系统带来极大的安全隐患。如此，大大提高了储能系统的安全性。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种储能电池的漏液检测方法，所述储能电池设于储能电池柜内，所述储能电池柜内设有多层用于容纳电池的电池箱，各层所述电池箱上分别设有一进风口和出风口，换热气体在所述储能电池柜内自下而上依次流经各层所述电池箱，流经每层电池箱时，换热气体自所述电池箱的进风口流入，出风口流出，从而对所述电池箱内的储能电池进行换热降温，其特征在于，该储能电池的漏液检测方法包括：

在各个电池箱的出风口处分别设置气体检测器，通过所述气体检测器检测对应的所述电池箱内储能电池挥发的电解液气体浓度；

将相邻的两层电池箱上的气体检测器检测到的储能电池挥发的电解液气体浓度数值进行作差，从而得出多组电解液气体浓度差值，各组电解液气体浓度差值用于表征对应的电池箱内储能电池挥发的电解液气体浓度；

分别判断多组所述电解液气体浓度差值是否达到预设浓度差值，并根据判断结果判定所述储能电池是否漏液；

所述分别判断多组所述电解液气体浓度差值是否达到预设浓度差值，并根据判断结果判定所述储能电池是否漏液包括：

若判定各组所述电解液气体浓度差值均低于第一预设浓度值，则继续检测各层所述电池箱内电池的泄漏液浓度值；

若检测到各层所述电池箱中，至少其中之一的所述电池箱内储能电池的泄漏液浓度值达到预设泄漏液浓度值，则判定所述储能电池漏液。

2.根据权利要求1所述的储能电池的漏液检测方法，其特征在于，所述分别判断多组所述电解液气体浓度差值是否达到预设浓度差值，并根据判断结果判定是否对所述储能电池柜进行检修还包括：

若判定各组所述电解液气体浓度差值中的至少其中之一大于第一预设浓度值并小于第二预设浓度值时，则发出报警信息进行报警，并控制对应层电池箱的储能电池降低输出功率至预设值。

3.根据权利要求2所述的储能电池的漏液检测方法，其特征在于，

若判定各组所述电解液气体浓度差值中的至少其中之一大于第二预设浓度值时，则控制所述储能电池柜停机，并发出停机检修信息。

4.根据权利要求2所述的储能电池的漏液检测方法，其特征在于，各层所述电池箱的出风口处还设有液体检测器，用于通过检测所述电池箱内储能电池的泄漏液浓度值来检测所述电池箱内电池的漏液量；

检测所述电池箱内储能电池泄漏液浓度值时，通过将相邻的两层电池箱上的两个所述液体检测器检测到的泄漏液浓度值来进行作差，从而得出多组泄漏液浓度差值。

5.根据权利要求4所述的储能电池的漏液检测方法，其特征在于，所述液体检测器包括液体传感器，以及

与所述液体传感器电性连接的无线信号发送模块。

6.根据权利要求2所述的储能电池的漏液检测方法，其特征在于，所述第二预设浓度值为第一预设浓度值的2-10倍。

7.根据权利要求2所述的储能电池的漏液检测方法，其特征在于，发出报警信息进行报警时，通过报警装置进行报警；

所述报警装置选为蜂鸣器或者声光报警器。

8.根据权利要求1所述的储能电池的漏液检测方法，其特征在于，所述气体检测器用于检测的所述电解液气体包括一氧化碳、氟化氢、二氧化硫，以及氨气中的至少其中之一；

所述储能电池为锂电池。

9.一种储能电池的漏液检测系统，该检测系统用于实施如权利要求1-8任一项所述的储能电池的漏液检测方法，其特征在于，包括：

控制装置；

气体检测器，与所述控制装置电性连接，用于检测储能电池挥发的电解液气体浓度；

液体检测器，与所述控制装置电性连接，用于检测储能电池的泄漏液浓度值；

报警装置，与所述控制装置电性连接，用于发出报警信息。

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