【導讀】釩電池系統具有其他如鋰電和鉛酸電池所不具備的獨有特點(diǎn),在新能源行業(yè)將發(fā)揮重要的作用。做為一個(gè)系統,對液流電池中各個(gè)部件的運行狀態(tài)進(jìn)行監控是必不可少的一個(gè)過(guò)程。
釩電池,全稱(chēng)是全釩液流電池,是一種活性物質(zhì)呈循環(huán)流動(dòng)液態(tài)的氧化還原電池,也是一種新型清潔能源儲存裝置。在眾多儲能方案中,與其他儲能技術(shù)相比,全釩液流電池儲能技術(shù)因其使用壽命長(cháng)、規模大、安全可靠等突出的優(yōu)勢,成為大規模儲能的首選技術(shù)之一,未來(lái)在儲能行業(yè)具備無(wú)可估量的發(fā)展潛力。大規模儲能電池有三個(gè)基本要求:高安全性、生命周期性?xún)r(jià)比高及生命周期環(huán)境友好?;魻栯娏鱾鞲衅饔捎谄渫怀龅男阅軆?yōu)勢,被越來(lái)越多的電池制造商選用,作為電池系統電量監控的元器件,能滿(mǎn)足大規模儲能電池的三個(gè)基本要求。
工作原理
霍爾電流傳感器是根據霍爾效應制作的一種磁場(chǎng)傳感器。按原理可分為開(kāi)環(huán)(直放式)和閉環(huán)(磁平衡式)兩種工作方式?;趯?shí)際應用中開(kāi)環(huán)(直放式)原理傳感器結構相對緊湊、功耗小且成本較低,普遍采用開(kāi)環(huán)(直放式)原理霍爾電流傳感器應用于電池系統中的電流在線(xiàn)監測。開(kāi)環(huán)式霍爾電流傳感器又稱(chēng)直放式霍爾電流傳感器,它是由原邊電路、聚磁環(huán)、霍爾元件、放大器等組成。被測電流經(jīng)過(guò)傳感器的穿孔,軟磁材料起到聚磁作用,位于氣隙中的霍爾元件能檢測到磁性的大小,并輸出微弱的電壓信號,該微弱的電壓信號經(jīng)過(guò)運算放大器放大后,被調理成標準信號DC0-5V、DC4-20mA等,該輸出電壓信號大小與被測量的電流是線(xiàn)性比例關(guān)系。
應用:對釩電池系統進(jìn)行監測
作為一個(gè)高效的儲能裝置,釩液流電池有很多優(yōu)勢,該優(yōu)勢的發(fā)揮依賴(lài)于對系統中各部件的系統監測,不允許出現故障,否則一切優(yōu)勢將不復存在。在釩液流電池系統中,存在兩個(gè)容器,分別盛放正極和負極的液體溶液,溶液的交換仰賴(lài)于高效的電磁泵的可靠運行,一旦該泵發(fā)生故障,交換活動(dòng)就會(huì )停止,電池也將停止運行。所以在整個(gè)電池系統中,磁力驅動(dòng)循環(huán)泵作為唯一的一個(gè)存在機械運動(dòng)的部件,必須對其進(jìn)行可靠監控,才能保證系統的安全運行。所以該磁力驅動(dòng)循環(huán)泵的電流必須要進(jìn)行監控。此外電堆的放電電流,以及充電時(shí)的充電電流,也要監控起來(lái),以監測電堆內部是否發(fā)生故障。
使用注意事項
1、看現場(chǎng)的設備是否已經(jīng)安裝好,傳感器有開(kāi)口的和閉口之分,閉口精度高,開(kāi)口精度差,在不能斷線(xiàn)的線(xiàn)的情況下需要選擇開(kāi)口,而且還需要考慮到以后對設備維護的時(shí)候更換傳感器能否斷線(xiàn);
2、 使用中當大的直流電流流過(guò)傳感器原邊線(xiàn)圈,且次級電路沒(méi)有接通電源|穩壓器或副邊開(kāi)路,則其磁路被磁化,而產(chǎn)生剩磁,影響測量精度(故使用時(shí)要先接通電源和測量端M),發(fā)生這種情況時(shí),要先進(jìn)行退磁處理。其方法是次邊電路不加電源,而在原邊線(xiàn)圈中通過(guò)同樣等級大小的交流電流并逐漸減小其值;
3、 對于監測蓄電池組的霍爾電流傳感器、電壓傳感器選擇時(shí)需要注意,是否需要監測反向電流電壓,因為蓄電池存在充放電問(wèn)題;
4、 為了得到較好的動(dòng)態(tài)特性和靈敏度,必須注意原邊線(xiàn)圈和副邊線(xiàn)圈的耦合,要耦合得好,最好用單根導線(xiàn)且導線(xiàn)完全填滿(mǎn)霍爾傳感器模塊孔徑;
5、 在大多數場(chǎng)合,霍爾傳感器都具有很強的抗外磁場(chǎng)干擾能力,一般在距離模塊5-10cm之間存在一個(gè)兩倍于工作電流Ip的電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)干擾是可以忽略的,但當有更強的磁場(chǎng)干擾時(shí),要采取適當的措施來(lái)解決。
通常方法有:
① 調整模塊方向,使外磁場(chǎng)對模塊的影響最??;
② 在模塊上加罩一個(gè)抗磁場(chǎng)的金屬屏蔽罩;
③ 選用帶雙霍爾元件或多霍爾元件的模塊;
④ 測量的最佳精度是在額定值下得到的,當被測電流遠低于額定值時(shí),要獲得最佳精度,原邊可使用多匝,即:IpNp=額定安匝數。另外,原邊饋線(xiàn)溫度不應超過(guò)80℃。
釩液流電池具有的先天優(yōu)勢即將得到大面積的推廣,同時(shí)高可靠性的系統依賴(lài)于高可靠性的監控系統的有效運行?;魻栯娏鱾鞲衅饕蚱浔姸鄡?yōu)點(diǎn),通過(guò)對大電流進(jìn)行精確的檢測和控制,保證了電池系統安全可靠的運行。在整個(gè)監控系統中,霍爾電流傳感器是核心器件之一,能對異常狀況及時(shí)處理,直接決定著(zhù)系統的可靠性和長(cháng)期穩定性,為釩電池系統提供了堅實(shí)可靠的保障。
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