本技術(shù)涉及儲能設(shè)備,特別涉及一種儲能用電化學(xué)電池充放電監(jiān)測裝置。
背景技術(shù):
1、儲能用電化學(xué)電池的充放電過程是實現(xiàn)電能儲存和釋放的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。這個過程涉及電池內(nèi)部發(fā)生的化學(xué)反應(yīng),通過這些反應(yīng),電能被轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來,并在需要時再將化學(xué)能轉(zhuǎn)化回電能。
2、在充放電過程中,電池的性能受到多種因素的影響,包括電池材料的化學(xué)性質(zhì)、電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計、充放電速率、溫度等。為了確保電池的安全和性能穩(wěn)定,通常需要對充放電過程進行嚴格控制和管理,包括設(shè)置合適的充放電電流和電壓范圍、監(jiān)控電池的溫度和內(nèi)部狀態(tài),尤其是需要對電池的電芯溫度進行精確監(jiān)測,避免因溫度過高導(dǎo)致發(fā)生爆炸或自然。
3、電芯長期過充、電池短路、溫度過高以及熱失控等因素可能導(dǎo)致電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)失控,從而引發(fā)爆炸。此外,金屬鋰本身活潑,在潮濕環(huán)境下極易發(fā)生化學(xué)反應(yīng),釋放氫氣,也可能導(dǎo)致電池自燃。因此,為了確保儲能電池的安全運行,需要采取一系列措施來防止電芯溫度過高,包括設(shè)置合適的充放電電流和電壓范圍、監(jiān)控電池的溫度和內(nèi)部狀態(tài)、避免電池短路等。
4、此外,當環(huán)境溫度過低時,也會出現(xiàn)以下問題:1、充電效率降低:低溫環(huán)境下,電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)速率會變慢,導(dǎo)致充電時間延長,充電效率降低。2、放電性能下降:低溫環(huán)境下,電池內(nèi)部的電解液粘度增大,鋰離子在碳負極中的擴散速度變慢,使得電池的放電性能下降,車輛的動力輸出受到限制,加速性能衰減。3、電池壽命縮短:長期在低溫環(huán)境下使用電池,會導(dǎo)致電池內(nèi)部的活性物質(zhì)損失,進而縮短電池的壽命。因此,為了確保儲能電池的正常運行和延長其使用壽命,需要在低溫環(huán)境下對電池進行加熱,提高電池的溫度,以保證其充放電性能和安全性。
5、對儲能用電化學(xué)電池進行溫度檢測可以通過以下幾種方法:1、使用溫度計:將溫度計貼在電池表面,等待一段時間后讀取溫度數(shù)值。這種方法簡單易行,但可能受到電池表面溫度分布不均勻的影響。2、使用紅外線溫度計:這是一種非接觸式的溫度檢測方法,通過測量電池表面的紅外輻射來得到溫度數(shù)值。這種方法快速方便,但精度可能受到環(huán)境因素的影響。3、使用熱敏電阻:熱敏電阻是一種感溫元件,其電阻值隨溫度變化而變化。通過測量熱敏電阻的電阻值,可以推算出電池溫度。這種方法精度較高,但需要連接電路,相對復(fù)雜一些。4、使用電池測試儀:電池測試儀是一種專業(yè)的測試設(shè)備,可以同時測量電池的電壓、電流和溫度等參數(shù)。這種設(shè)備精度高、功能全面,但價格相對較高。上述各實現(xiàn)方式均無法滿足儲能用電化學(xué)電池模組的檢測需求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本實用新型實施例的目的是提供一種儲能用電化學(xué)電池充放電監(jiān)測裝置,通過設(shè)置于電芯周圍的溫度傳感器,監(jiān)測電芯的準確溫度,當溫度過高時啟動第一調(diào)溫組件對電芯進行散熱,當溫度過高時啟動第一調(diào)溫組件和/第二調(diào)溫組件對電芯的環(huán)境溫度進行加熱,使電芯的溫度時鐘保持在一個合理的范圍內(nèi),極大地提高了儲能用電化學(xué)電池的安全性和可靠性,提升了電池的使用壽命。
2、為解決上述技術(shù)問題,本實用新型實施例提供了一種儲能用電化學(xué)電池充放電監(jiān)測裝置,所述儲能用電化學(xué)電池充放電監(jiān)測裝置對儲能用電化學(xué)電池模組進行充放電監(jiān)測;所述監(jiān)測裝置包括:溫度檢測組件、第一調(diào)溫組件、第二調(diào)溫組件和電池監(jiān)測管理組件;
3、儲能用電化學(xué)電池模組包括殼體和位于所述殼體內(nèi)部呈矩陣排列的若干個電芯,所述殼體上設(shè)置有散熱風(fēng)道入口和散熱風(fēng)道出口;
4、所述溫度檢測組件中包括若干個溫度傳感器,若干個所述溫度傳感器分別設(shè)置所述殼體的內(nèi)壁和相鄰兩個所述電芯之間,所述溫度傳感器與所述電池監(jiān)測管理組件電連接;
5、所述第一調(diào)溫組件設(shè)置于所述殼體外側(cè),分別與所述散熱風(fēng)道入口和所述散熱風(fēng)道出口管路連通,且與所述電池監(jiān)測管理組件電連接;
6、所述第二調(diào)溫組件設(shè)置于所述殼體內(nèi)部,且與所述電池監(jiān)測管理組件電連接;
7、所述電池監(jiān)測管理組件接收所述溫度檢測組件的電芯溫度檢測值,依據(jù)所述電芯溫度檢測值控制所述第一調(diào)溫組件和/或所述第二調(diào)溫組件調(diào)節(jié)所述儲能用電化學(xué)電池模組內(nèi)部的實時溫度值。
8、進一步地,所述電池監(jiān)測管理組件與所述儲能用電化學(xué)電池模組的控制模塊電連接,依據(jù)所述儲能用電化學(xué)電池模組的啟動信號啟動所述第一調(diào)溫組件和/或所述第二調(diào)溫組件。
9、進一步地,所述溫度檢測組件中的若干個溫度傳感器分別設(shè)置于所述儲能用電化學(xué)電池模組的殼體內(nèi)壁、呈矩陣排列的若干個電芯矩陣的中心位置及邊緣位置;
10、所述電池監(jiān)測管理組件分別接收位于各個位置的所述溫度傳感器的多個實時溫度值;
11、當依據(jù)多個實時溫度值中的最大值大于預(yù)設(shè)溫度區(qū)間的上限值時,所述電池監(jiān)測管理組件控制所述第一調(diào)溫組件啟動,當依據(jù)多個實時溫度值中的最小值小于所述預(yù)設(shè)溫度區(qū)間的下限值時,所述電池監(jiān)測管理組件控制所述第二調(diào)溫組件啟動。
12、進一步地,所述第一調(diào)溫組件包括:與所述電池監(jiān)測管理組件電連接的第一風(fēng)扇和第二風(fēng)扇;
13、所述第一風(fēng)扇分別與所述殼體外部和所述殼體上的散熱風(fēng)道入口管路連通,在所述電池監(jiān)測管理組件控制下將所述殼體外部的空氣吹入所述殼體內(nèi)部;
14、所述第二風(fēng)扇分別與所述殼體外部和所述殼體的散熱風(fēng)道出口連通,在所述電池監(jiān)測管理組件控制下將所述殼體內(nèi)部的熱空氣排出所述殼體內(nèi)部。
15、進一步地,所述第一調(diào)溫組件還包括設(shè)置于所述第一風(fēng)扇和所述第二風(fēng)扇的循環(huán)管路;
16、所述第一風(fēng)扇與所述殼體外部連通的管路端設(shè)置有第一閥門,所述第二風(fēng)扇與所述殼體外部連通的管路端設(shè)置有第二閥門,所述第一風(fēng)扇和所述第二風(fēng)扇之間的循環(huán)管路設(shè)有第三閥門;
17、所述電池監(jiān)測管理組件分別與所述第一閥門、所述第二閥門、所述第三閥門電連接;
18、當所述電池監(jiān)測管理組件啟動所述第一調(diào)溫組件時,打開所述第一閥門和所述第二閥門,并關(guān)閉所述第三閥門,控制所述第一調(diào)溫組件對所述殼體內(nèi)部進行散熱降溫;
19、當所述電池監(jiān)測管理組件啟動所述第二調(diào)溫組件時,關(guān)閉所述第一閥門和所述第二閥門,并打開所述第三閥門,控制所述第二調(diào)溫組件對所述殼體內(nèi)部進行加熱,同時控制所述第一調(diào)溫組件對所述殼體內(nèi)部的氣體進行循環(huán),提高氣體循環(huán)速度。
20、進一步地,所述散熱風(fēng)道入口設(shè)置于所述殼體的一側(cè)壁的底部,所述散熱風(fēng)道出口設(shè)置于所述殼體相對側(cè)壁的頂部;
21、所述儲能用電化學(xué)電池模組還包括:鏤空結(jié)構(gòu)的電芯支撐框架,位于所述電芯支撐框架上的若干個電芯與所述殼體的頂部和底部均間隔第一預(yù)設(shè)距離。
22、進一步地,所述第二調(diào)溫組件包括:分別與所述電池監(jiān)測管理組件電連接的若干個片狀加熱單元;
23、若干個所述片狀加熱單元分別設(shè)置于所述電芯支撐框架的底部上側(cè)和頂部下側(cè)的相鄰兩個所述電芯之間。
24、進一步地,所述第二調(diào)溫組件還包括:與所述電池監(jiān)測管理組件的絲狀加熱單元;
25、所述絲狀加熱單元設(shè)置于所述第一風(fēng)扇和所述第二風(fēng)扇之間的循環(huán)管路內(nèi);
26、所述電池監(jiān)測管理單元控制所述第三閥門和所述螺旋狀加熱絲同步打開或關(guān)閉。
27、進一步地,所述絲狀加熱單元包括:若干個螺旋狀或直線狀的加熱絲。
28、進一步地,所述片狀加熱單元包括:電阻加熱器或陶瓷加熱器。
29、本實用新型實施例的上述技術(shù)方案具有如下有益的技術(shù)效果:
30、通過設(shè)置于電芯周圍的溫度傳感器,監(jiān)測電芯的準確溫度,當溫度過高時啟動第一調(diào)溫組件對電芯進行散熱,當溫度過高時啟動第一調(diào)溫組件和/第二調(diào)溫組件對電芯的環(huán)境溫度進行加熱,使電芯的溫度時鐘保持在一個合理的范圍內(nèi),極大地提高了儲能用電化學(xué)電池的安全性和可靠性,提升了電池的使用壽命。