CN201549552U - 钠硫电池温度管控系统 - Google Patents

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冯大明
刘飞
阮旭松
张维戈
王占国
文峰
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

本实用新型涉及一种钠硫电池温度管控系统，包括安装有多个串联的电池组模块的真空绝热保温箱，各电池组模块由多只集成封装的电池串联而成，其特征在于：所述真空绝热保温箱连接有对各电池组模块的温度起监管和控制作用的温度管控装置。所述温度管控装置包括BMS管控器、设置于各电池组模块温度感应器以及温控仪，各温度传感器作为温度信号输入部件与BMS管控器信号输入接脚连接，温控仪与BMS管控器控制输出信号接脚连接，温控仪输出控制信号线与保温箱连接。本实用新型用于电力储能领域能对钠硫电池的温度进行实时管理和控制、有效保障钠硫电池正常、安全运行。

Description

钠硫电池温度管控系统
技术领域
本实用新型涉及纳硫电池温度管控技术领域。
背景技术
电力系统中，为了调频、调峰和稳定电网，经常需要引入电力储能装置。现有的储能装置按原理分为抽水储能装置、压缩空气储能装置、飞轮储能装置、超导储能装置、超级电容储能装置和蓄电池储能装置。钠硫电池是一种常用的蓄电池储能装置，与其它蓄电池储能装置相比，钠硫电池具有功率提供能力强、能量效率高、安装成本低等优点，因此近年来被广泛地应用为大规模储能装置。钠硫电池的工作温度范围为290-360℃，也就是说钠硫电池工作时需要经过适当加热和保温使其温度达到并保持在工作温度范围内。目前人们采用真空绝热保温技术使温度保持在钠硫电池要求的范围内，常用的真空绝热保温技术是采用高性能真空绝热保温箱对钠硫电池进行模块封装和集成以使温度得到控制。高性能真空绝热保温箱的温控效果直接影响到钠硫电池的工作状态和寿命，当温度超过钠硫电池的工作温度范围或者升温过程中温度变化率太快都有可能对钠硫电池造成损坏。另外，钠硫电池工作过程中出现电压超过钠硫电池所能承受的限度或电压呈现负的变化趋势等异常时往往表明钠硫电池出现故障，需要对钠硫电池采取保护措施。因此，为了保障钠硫电池的正常工作并在钠硫电池受到损坏或出现故障时及时对其进行保护，需要对钠硫电池的温度及温度变化率、电压及其变化率进行管理和控制。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能对钠硫电池的温度进行实时管理和控制、有效保障钠硫电池正常、安全运行的钠硫电池温度管控系统。
为解决上述技术问题，本实用新型实现的技术方案是：一种钠硫电池温度管控系统，包括安装有多个串联的电池组模块的真空绝热保温箱，各电池组模块由多只集成封装的电池串联而成，其特征在于：所述真空绝热保温箱连接有对各电池组模块的温度起监管和控制作用的温度管控装置。
所述温度管控装置包括BMS管控器、设置于各电池组模块温度感应器以及温控仪，各温度传感器作为温度信号输入部件与BMS管控器信号输入接脚连接，温控仪与BMS管控器控制输出信号接脚连接，温控仪输出控制信号线与保温箱连接。
所述的BMS管控器通过RS485总线或CAN总线连接有监控PC机、PCS通讯设备、DC/DC变换器，并通过驱动电路连接有主接触器、支路接触器、报警器和投切指示灯。
本实用新型相比现有技术具有以下显著效果：本实用新型设置有温度管控装置，能对真空绝热保温箱的温度异常故障起有效实时管控作用，当电池组模块的温度条件出现异常时能预先报警并将电池组模块的温度及其变化率控制和调节在安全范围内，保障钠硫电池工作过程中的安全性。
附图说明
附图1是本实用新型结构示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面将结合具体实施例及附图对本实用新型结构原理作进一步详细描叙：
本实用新型公开的是一种能对钠硫电池的温度进行实时管理和控制、有效保障钠硫电池正常、安全运行的钠硫电池温度管控系统。
如图1所示该钠硫电池温度管控系统包括安装有多个串联的电池组模块1的真空绝热保温箱，各电池组模块由多只集成封装的电池串联而成，真空绝热保温箱连接有对各电池组模块起监管和控制作用的温度管控装置。因为设置有温度管控装置，本实用新型能对真空绝热保温箱的温度、电压和其它异常故障起实时有效管控作用，能将电池组模块的温度及其变化率、电压及其变化率控制在安全范围内，保障钠硫电池工作过程中的安全性。
本实施例中，温度管控装置包括BMS管控器21、设置于各电池组模块温度感应器22以及温控仪23，各温度传感器作为温度信号输入部件与BMS管控器信号输入接脚连接，温控仪与BMS管控器控制输出信号接脚连接，温控仪输出控制信号线与保温箱连接。BMS管控器通过RS485总线或CAN总线连接有监控PC机24、PCS设备25、DC/DC变换器26，并通过驱动电路连接有主接触器27、支路接触器、报警器28和投切指示灯29。
其中BMS管控器21通过对各电池组模块的温度、电压和电流的安全状况起监控作用，负责实时监控和分析温度传感器22读取到的各电池组模块电压、温度、电流等参数数据，并在各电池组模块出现异常故障时控制报警器发出报警信号、将异常故障信息发送至监控PC机并通过监控PC机通知PCS设备断开主接触器或支路接触器。BMS管控器通过RS485总线或CAN总线连接监控PC机、PCS设备、DC/DC变换器和温控仪，可实现BMS管控器与监控PC机和温控设备之间的数据通信，同时使能BMS管控器根据温度传感器读取实时电池组模块状态数据，并通过温控仪作出调整。监控PC机连接于BMS管控器和PCS设备且同时与服务器相连，工作人员可在监控PC机上设定电池组模块的电压、温度、电流等参数的安全运行标准值范围，监控PC机通过RS485总线与BMS管控器进行数据交换和对比，依据BMS管控器实时获取到的各电池组模块电压、温度、电流等参数数据与设定的安全运行标准值范围的对比结果判断电池组模块是否处于安全状态，当判断电池组模块处于不安全状态时，发出信号控制PCS设备断开主接触器或支路接触器。PCS设备作为通讯接口根据来自监控PC机的指令控制电源、主接触器和支路接触器的断开与闭合。
以下是本实用新型的工作原理：
一、升温过程
工作人员手动设置温控仪的升温参数并启动温控仪，BMS监控器从温度传感器读取电池组模块状态数据，如果为升温过程则BMS监控器控制投切指示灯显示状态为“升温状态”，并将该状态数据发送至监控PC机，断开主接触器。当各电池模块组的所有温度都达到300-350摄氏度之间后，电池组模块从“升温状态”转入“恒温状态”，此时，BMS监控器控制投切指示灯显示状态为“恒温状态”，如果电池参数完全正常则闭合主接触器。
二、恒温过程控制原理
BMS监控器监控到温度传感器的温度值达到监控PC机设定的安全运行标准值范围时且所有电池组模块的温度都处于300-350摄氏度之间后，BMS认为电池升温过程结束，投切指示灯显示工作状态从“升温状态”转入“恒温状态”，BMS监控器完成对电池组模块的温度、电压、电流等参数的监控后若无出现异常故障，接通主接触器。若出现过温故障、低温故障或各电池组模块温度不均衡等异常或者支路内部总线通讯故障时，BMS监控器将故障信息发送至监控PC机，同时控制报警器发出报警并通知PCS设备禁止总路或出现故障支路的充放电，切断主接触器或出现故障的支路接触器。
三、降温过程控制原理
BMS监控器从温度传感器读取电池组模块状态数据，如果为降温过程则BMS监控器控制投切指示灯的状态指示为“降温状态”，并将状态数据发送至监控PC机，BMS监控器通知PCS设备禁止充放电，并断开主接触器以防止充放电操作。BMS监控器控制温控仪对温度进行调整，BMS监控器监控到温度传感器读取的电池组模块的实时温度参数若无异常，主接触器恢复闭合。
上述实施例仅为本实用新型的较佳的实施方式，除此之外，本实用新型还可以有其他实现方式。也就是说，在没有脱离本实用新型构思的前提下，任何显而易见的替换均应落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种钠硫电池温度管控系统，包括安装有多个串联的电池组模块(1)的真空绝热保温箱，各电池组模块由多只集成封装的电池串联而成，其特征在于：所述真空绝热保温箱连接有对各电池组模块的温度起监管和控制作用的温度管控装置。
2.根据权利要求1所述的钠硫电池温度管控系统，其特征在于：所述温度管控装置包括BMS管控器(21)、安置于各电池组模块的温度感应器(22)和温控仪(23)，各温度传感器作为温度信号输入部件与BMS管控器信号输入接脚连接，温控仪与BMS管控器控制输出信号接脚连接，温控仪输出控制信号线与保温箱连接。
3.根据权利要求2所述的钠硫电池温度管控系统，其特征在于：所述的BMS管控器通过RS485总线或CAN总线连接有监控PC机(24)、PCS设备(25)、DC/DC变换器(26)，并通过驱动电路连接有主接触器(27)、支路接触器、报警器(28)和投切指示灯(29)。
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