[發明專利]一種故障鈉硫電池單體檢測并隔離方法

在審

• 申請號: 201710145566.7
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN106887647A
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 鮑劍明;孫賢書;龔明光;劉宇;王佳斌
• 申請（專利權）人: 上海電氣鈉硫儲能技術有限公司
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;G01R31/36
• 代理公司: 上海兆豐知識產權代理事務所(有限合伙)31241
• 代理人: 屠軼凡

技術領域

本發明涉及儲能領域的一種故障鈉硫電池單體檢測并隔離方法。

背景技術

鈉硫電池是一種大容量、長壽命的高溫二次電池，通常根據應用場合對輸出電壓和容量的要求，將一定數量的鈉硫電池單體以串并混聯的形式連接成鈉硫電池組及鈉硫電池模塊進行應用。使用過程中由于某些內部或者外部的因素可能發生鈉硫電池組內部某些鈉硫電池單體短路，導致串并混聯鈉硫電池組內形成環流，使得鈉硫電池組的荷電狀態偏離電池模塊內部其他鈉硫電池組，最終造成該電池模塊不能正常運行。此外，鈉硫電池組內部鈉硫電池單體發生短路的情況還會導致鈉硫電池組的可使用容量和可輸出功率降低，如果還按照原來的可使用容量和可輸出功率進行充放電循環操作，可能造成鈉硫電池組過放電或者過充電。

為了避免上述情況的發生，需要在鈉硫電池組內部發生某些鈉硫電池單體短路的情況時將該鈉硫電池單體所在的并聯支路切出，以防止串并混聯鈉硫電池組內形成環流；此外，需要對已經切出并聯支路的鈉硫電池組進行故障檢測，準確判斷鈉硫電池組內部切出的并聯支路的數量，根據切出的并聯支路的數量計算可使用容量和可輸出功率，并對鈉硫電池組的運行策略進行相應調整。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種故障鈉硫電池單體檢測并隔離方法，其解決了使用過程中鈉硫電池組內部鈉硫電池單體發生短路導致環流，進而造成鈉硫電池組不能運行的技術問題，并可以準確判斷鈉硫電池組內部切出的并聯支路的數量，并根據切出的并聯支路的數量計算鈉硫電池組的可使用容量和可輸出功率，并對鈉硫電池組的運行策略進行相應調整。

實現上述目的的一種技術方案是：一種故障鈉硫電池單體檢測并隔離方法，該方法針對的是運行中鈉硫電池組內的鈉硫電池單體，該鈉硫電池組包括n個并聯支路，每個并聯支路由m個鈉硫電池單體串聯而成，且設有一根保險絲；其包括下列步驟：

端電壓比較步驟：將被檢測鈉硫電池組的端電壓與正常鈉硫電池組的端電壓進行比較，其中正常鈉硫電池組的端電壓為U，被檢測鈉硫電池組的端電壓為U′,且U＞U′；

短路鈉硫電池單體數量確定步驟：被檢測鈉硫電池組中發生短路的鈉硫電池單體的數量x的計算公式為：

其中U_OCV為被檢測鈉硫電池組初始滿電狀態時的開路電壓；

鈉硫電池組判斷步驟：將x進行四舍五入取整后，若x＞n/2，判斷被檢測鈉硫電池組必須退出運行，若x≤n/2，判斷被檢測鈉硫電池組仍能繼續運行。

進一步的，所述故障鈉硫電池單體檢測并隔離方法還包括運行策略調整步驟：調整被檢測鈉硫電池組的可使用容量和可輸出功率；

被檢測鈉硫電池組的可使用容量Q’降低為：

被檢測鈉硫電池組的可輸出功率P’降低為:

其中A和B為系數，且0.5≤A≤1，0.5≤B≤1，Q為被檢測鈉硫電池組的額定容量，P為被檢測鈉硫電池組的額定輸出功率。

再進一步的，A和B的取值均為0.95。

進一步的，正常鈉硫電池組的端電壓可為被檢測鈉硫電池組所在的鈉硫電池模塊中端電壓最高的鈉硫電池組的端電壓。

進一步的，所述保險絲可位于所述并聯支路的兩端或內部。

進一步的，所述保險絲的熔斷電流為所述被檢測鈉硫電池組中的鈉硫電池單體的額定電流的1.2～5倍。

采用了本發明的一種故障鈉硫電池單體檢測并隔離方法的技術方案，該方法針對的是運行中鈉硫電池組內的鈉硫電池單體，該鈉硫電池組包括n個并聯支路，每個并聯支路由m個鈉硫電池單體串聯而成，且設有一根保險絲；其包括下列步驟：端電壓比較步驟：將被檢測鈉硫電池組的端電壓與正常鈉硫電池組的端電壓進行比較，其中正常鈉硫電池組的端電壓為U，被檢測鈉硫電池組的端電壓為U′,且U＞U′；短路鈉硫電池單體數量確定步驟：被檢測鈉硫電池組中發生短路的鈉硫電池單體的數量x的計算公式為：其中U_OCV為被檢測鈉硫電池組初始滿電狀態時的開路電壓；鈉硫電池組判斷步驟：將x進行四舍五入取整后，若x＞n/2，判斷被檢測鈉硫電池組必須退出運行。其技術效果是：其解決了使用過程中鈉硫電池組內部鈉硫電池單體發生短路導致環流，進而造成鈉硫電池組不能運行的技術問題，并可以準確判斷鈉硫電池組內部切出的并聯支路的數量，并根據切出的并聯支路的數量計算鈉硫電池組的可使用容量和可輸出功率，并對鈉硫電池組的運行策略進行相應調整。

附圖說明