【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,在新能源行業將發揮重要的作用。做為一個系統,對液流電池中各個部件的運行狀態進行監控是必不可少的一個過程。
釩電池,全稱是全釩液流電池,是一種活性物質呈循環流動液態的氧化還原電池,也是一種新型清潔能源儲存裝置。在眾多儲能方案中,與其他儲能技術相比,全釩液流電池儲能技術因其使用壽命長、規模大、安全可靠等突出的優勢,成為大規模儲能的首選技術之一,未來在儲能行業具備無可估量的發展潛力。大規模儲能電池有三個基本要求:高安全性、生命周期性價比高及生命周期環境友好。霍爾電流傳感器由于其突出的性能優勢,被越來越多的電池制造商選用,作為電池系統電量監控的元器件,能滿足大規模儲能電池的三個基本要求。
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傳感器。按原理可分為開環(直放式)和閉環(磁平衡式)兩種工作方式。基于實際應用中開環(直放式)原理傳感器結構相對緊湊、功耗小且成本較低,普遍采用開環(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監測。開環式霍爾電流傳感器又稱直放式霍爾電流傳感器,它是由原邊電路、聚磁環、霍爾元件、放大器等組成。被測電流經過傳感器的穿孔,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過運算放大器放大后,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性比例關系。
應用:對釩電池系統進行監測
作為一個高效的儲能裝置,釩液流電池有很多優勢,該優勢的發揮依賴于對系統中各部件的系統監測,不允許出現故障,否則一切優勢將不復存在。在釩液流電池系統中,存在兩個容器,分別盛放正極和負極的液體溶液,溶液的交換仰賴于高效的電磁泵的可靠運行,一旦該泵發生故障,交換活動就會停止,電池也將停止運行。所以在整個電池系統中,磁力驅動循環泵作為唯一的一個存在機械運動的部件,必須對其進行可靠監控,才能保證系統的安全運行。所以該磁力驅動循環泵的電流必須要進行監控。此外電堆的放電電流,以及充電時的充電電流,也要監控起來,以監測電堆內部是否發生故障。
使用注意事項
1、看現場的設備是否已經安裝好,傳感器有開口的和閉口之分,閉口精度高,開口精度差,在不能斷線的線的情況下需要選擇開口,而且還需要考慮到以后對設備維護的時候更換傳感器能否斷線;
2、 使用中當大的直流電流流過傳感器原邊線圈,且次級電路沒有接通電源|穩壓器或副邊開路,則其磁路被磁化,而產生剩磁,影響測量精度(故使用時要先接通電源和測量端M),發生這種情況時,要先進行退磁處理。其方法是次邊電路不加電源,而在原邊線圈中通過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題;
4、 為了得到較好的動態特性和靈敏度,必須注意原邊線圈和副邊線圈的耦合,要耦合得好,最好用單根導線且導線完全填滿霍爾傳感器模塊孔徑;
5、 在大多數場合,霍爾傳感器都具有很強的抗外磁場干擾能力,一般在距離模塊5-10cm之間存在一個兩倍于工作電流Ip的電流所產生的磁場干擾是可以忽略的,但當有更強的磁場干擾時,要采取適當的措施來解決。
通常方法有:
① 調整模塊方向,使外磁場對模塊的影響最小;
② 在模塊上加罩一個抗磁場的金屬屏蔽罩;
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,要獲得最佳精度,原邊可使用多匝,即:IpNp=額定安匝數。另外,原邊饋線溫度不應超過80℃。
釩液流電池具有的先天優勢即將得到大面積的推廣,同時高可靠性的系統依賴于高可靠性的監控系統的有效運行。霍爾電流傳感器因其眾多優點,通過對大電流進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,能對異常狀況及時處理,直接決定著系統的可靠性和長期穩定性,為釩電池系統提供了堅實可靠的保障。
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