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储能用温度传感器从源头上化解电池安全问题

特普生科技 特普生科技 2022-06-14 14 528

电池储能是一种实现绿低碳最为行之有效的办法,电池储能市场也迎来了新的拐点。自储能产业的发展被提上日程以来,储能电池市场呈现了指数型增长的态势,甚至电池储能市场出现了供不应求的局面,随着电池储能系统装机量的增加,宁德时代、中航锂电、比亚迪等电池企业也在储能应用板块持续加码,迎接万亿市场的到来。

电池储能快速增长,安全问题不容忽视

电池储能的快速发展对于构建新型绿色能源,实现“碳中和”目标有着积极的推动意义。但是安全问题似乎又成为了限制电池储能行业发展的一大因素,据不完全统计,2021年全球范围内储能火灾事故将近30余起,电池储能安全形势十分严峻,在造成巨大经济损失的同时,还带来了血和泪的教训。

2021年4月16日,位于北京丰台区的国轩福威斯光储充供电有限公司变电室突发大火,北楼发生爆炸。据北京消防警情报告,此次因储能电站南楼的电池储能柜突发大火,火灾牵连至北楼引发爆炸,该爆炸事故造成了两名消防员牺牲,一位值班员工遇难以及一位消防员受伤的惨剧。事故后经现场调查与仿真事故发生过程等多方论证后,得出此事爆炸事故是由电池热失控引起的。

今年年初,1月12日和17日,韩国接连发生了两起储能电站火灾事故。在蔚山南区SK能源公司发生火灾后的第5天,位于庆尚北道军威郡牛宝郡新谷里的太阳能发电厂突发大火。经鉴定,这起火灾的最初起火点为厂房内的电池储能设备,同样这起火灾也是因为储能电池内部热失控引起的。

现如今落地的储能项目越来越多,项目的规模也越来越大,电池储能的安全性能与可靠性正面临着诸多的质疑与考验,储能安全究竟该如何化解?

电池储能安全该如何化解?

在电池储能系统中,实现降低火灾风险最为行之有效的办法就是在电池组的电路中加入对电池温度、电流、电压的感知系统,并对处于异常状态的电池进行管理,这也是常被我们称之为BMS的电池管理系统。

BMS集成了温度传感器、电流传感器与电压传感器等对电池状态感知的元件。在电池储能应用中,温度传感器主要是负责对电池温度变化的感知,当电池温度达到一定阈值时BMS会自动终止电池的充放电操作;电流传感器主要负责对电池电流的变化进行感知,BMS能够对电流的变化判断出电池储能系统是否有短路的发生;电压传感器主要负责对电池电压变化进行监控,方便BMS判断电池当前的电量情况,避免过充的情况发生。这三种传感器的加入最终目都是为了实现电池的热管理,从源头上避免电池热失控的问题出现,提高电池储能系统的安全性与可靠性。

特普生工程师团队,依据电池储能完善的热管理系统控制策略,及其与LUCID、比亚迪、沃尔新能源、北汽新能源、EATON、TE、KEPER、DWYER、万讯、德力西、正泰、安科瑞等百余家国内外涉及储能客户积累的经验,简单介绍下特普生的电池储能用温度传感器的部分技术。

1.如何检测回路电流产生的焦耳热?

根据欧姆定律,回路焦耳热来自于回路阻抗的不稳定(主要是虚接触、氧化、潮湿、震动等因素引起)。那么怎么监测回路的热状态呢?

特普生设计了一种树状传感器,起感应点分布于每个电芯的接线柱或者与接线柱链接的巴片上。

如下图所示《特普生全新树状电池储能用温度传感器》。

特普生全新树状电池储能用温度传感器

为了更好地及时检测出温度的变化,我们采用分辨率高达(500-10000)Ω/℃的NTC热敏陶瓷芯片,内部利用金/银焊接,玻璃密封,稳定性极高。另外,为了更好地服务客户,特普生有完整的线束、铝巴片、焊接的配套解决方案。

2.如何检测电池储能内部的化学热?

电池内部化学物质电解质反应也会产生大量的热。对这热的检测只能将传感器贴附与电芯表面,才能达到最直接快速的效果。这里空间狭小,为此,特普生设计了一种利用柔性电路板+热敏电阻的传感器结构,可实现多点大范围温度监控。

如下图所示《特普生柔性电路板+热敏电阻型电池储能用温度传感器》。

特普生柔性电路板+热敏电阻型电池储能用温度传感器

3.如何检测电池储能环境热?

电池柜环境热的检测主要体现在进、出风口。包含环境湿度、烟雾、有害气体的检测。特普生为此有单体的传感器或一整套的储能温度管理下传感器组件的解决方案。

如下图所示《特普生电池储能温度管理部分温度传感器》。

特普生电池储能温度管理部分温度传感器

储能房的环境热的检测,体现于机组房内部的各点温度检测。由于空间大,点数多,布线复杂,传统的方式布局人工大、用线数量多,维护困难,无法定点排除故障等缺点。特普生为此设计了一种可拼接式485输出的多点温度传感器。

如下图所示《特普生电池储能可拼接式485输出型多点温度传感器》。

特普生电池储能可拼接式485输出型多点温度传感器

图解储能用特普生温度传感器:https://www.temp-sen.com/company/215.html

特普生主营温度传感器NTC热敏电阻传感器模块及一体化解决方案,特普生拥有发明专利5项,实用新型27项,保留不公开技术2项,是国内唯一拥有全尺寸全自动单端玻封机、单端热敏电阻测试机的具有芯片设计能力的源头实业,特普生温度传感器,特别好的温度传感器。

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