[發明專利]一種基于STM的釩電池管理裝置

在審

• 申請號: 201610353052.6
• 申請日: 2016-05-25
• 公開（公告）號: CN107437827A
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 任宏
• 申請（專利權）人: 天津迪艾信息科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;G01R31/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及釩電池領域，尤其是涉及一種基于STM的釩電池管理裝置。

背景技術

釩電池具有功率大、容量大、效率高、壽命長(充放電可達十萬次以上)、綠色環保等一系列獨特優點，可以在風力發電、光伏發電、電動汽車供電、電網調峰等領域廣泛應用。

釩電池(VRB)是一種可以流動的電池，目前正在逐步進入商用化階段。VRB作為一種化學的能源存儲技術，和傳統的鉛酸電池、鎳鎘電池相比，它在設計上有許多獨特之處，性能上也適用于多種工業場合，比如：可以替代油機、備用電源等。釩電池將存儲在電解液中的能量轉換為電能，這是通過兩個不同類型的、被一層隔膜隔開的釩離子之間交換電子來實現的。電解液是由硫酸和釩混合而成的，酸性和傳統的鉛酸電池一樣。由于這個電化學反應是可逆的，所以VRB電池既可以充電，也可以放電。充放電時，隨著兩種釩離子濃度的變化，電能和化學能相互轉換。VRB電池由兩個電解液池和一層層的電池單元組成。電解液池用于盛兩種不同的電解液，每個電池單元由兩個“半單元”組成，中間夾著隔膜和用于收集電流的電極。兩個不同的“半單元”中盛放著不同離子形態的釩的電解液。每個電解液池配有一個泵，用于在封閉的管道中為每一個“半單元”輸送電解液。當帶電的電解液在一層層的電池單元中流動時，電子就流動到外部電路，這就是放電過程。當從外部將電子輸送到電池內部時，相反的過程就發生了，這就是給電池單元中的電解液充電，然后再由泵輸送回電解液池。

釩電池系統的電化學性能受多因素影響，比如電解液溫度、濃度、流量等，尤其是，電池充放電過程中產生熱量，電池溫度會逐漸升高，如果不加 以監控，會影響電池的使用壽命，并且釩電池正極液中的五價釩在溫度高于45攝氏度的情況下易析出五氧化二釩沉淀，析出的沉淀堵塞流道，包覆碳氈纖維，惡化電堆性能，直至電堆報廢，而電堆在長時間運行過程中電解液溫度很容易超過45攝氏度,所以當釩電池工作時，需要一套嚴謹的釩電池管理系統，當檢測出安全隱患時能夠及時觸發保護模式，必要時發出報警以通知工作人員。

發明內容

本發明要解決的問題是提供一種基于STM的釩電池管理裝置，可以實現實時監測釩電池電解液的參數，當發現某項參數異常時發出警報，尤其是當發現溫度異常時，能夠自發啟動降溫模式進行降溫，在預定時間內當溫度恢復正常時停止降溫，否則觸發報警。

本發明采用的技術方案是：一種基于STM的釩電池管理裝置其特征在于：包括電解液檢測單元、電池管理主控制器、通信單元、報警單元、風扇單元，所述電解液檢測單元、通信單元、報警單元、風扇單元分別與所述電池管理主控制器相連接，所述電解液檢測單元包括電解液溫度檢測單元，所述電池管理主控制器采用STM單片機，所述STM單片機內置有計時模塊和AD轉換器。

進一步地，所述釩電池管理系統還包括PC監控管理系統，所述PC監控管理系統與所述通信單元相連接。

進一步地，所述電解液溫度檢測單元采用數字集成溫度傳感器。

進一步地，所述電解液檢測單元還包括電解液壓力檢測單元、電解液流量檢測單元、電解液液位檢測單元、電解液濃度檢測單元，所述電解液壓力檢測單元、電解液流量檢測單元、電解液液位檢測單元、電解液濃度檢測單元分別與所述AD轉換器相連接。

進一步地，所述電解液壓力檢測單元采用陶瓷電容壓力變送器，所述電解液流量檢測單元采用電磁流量計，所述電解液液位檢測單元采用超聲波液位儀，所述電解液濃度檢測單元采用濃度變送器。

進一步地，所述風扇單元包括風扇。

進一步地，所述報警單元包括電解液溫度異常報警單元、電解液壓力異常報警單元、電解液流量異常報警單元、電解液液位異常報警單元、電解液濃度異常報警單元。

進一步地，當所述數字集成溫度傳感器監測到所述電解液的溫度超過溫度預定值時，所述電池管理主控制器控制所述風扇給電解液降溫，同時觸發所述計時模塊對降溫時間進行計時，若在預定時間內電解液的溫度恢復到溫度預定值及以下，所述風扇停止降溫；若在預訂時間內電解液的溫度仍高于溫度預定值，則觸發溫度異常報警單元進行報警。

本發明與現有技術相比的有益效果為：本發明能夠對釩電池電解液的多項參數進行實時監測，當監測到某項參數異常時能夠發出報警信號，特別是當監測到溫度異常高時，能夠自發進行降溫保護；采用數字集成溫度傳感器，測量精度高、轉換時間快，方便測量和安裝。

附圖說明

圖1是本發明一種基于STM的釩電池管理裝置的結構示意圖。

具體實施方式