液流電池電堆測試控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種電池測試控制系統(tǒng)，具體地說是一種測試鋒漠液流儲能電池 電堆性能的系統(tǒng)，主要用于對鋒漠液流電池電堆或者電忍進(jìn)行性能測試。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的比重在電網(wǎng)份額中的急劇增加，間歇式能源的不穩(wěn)定 性及其對電網(wǎng)與用戶端的沖擊。儲能液流電池技術(shù)是應(yīng)對當(dāng)前間歇性能源并網(wǎng)困難的一種 儲能技術(shù)。儲能液流電池技術(shù)通過電能與化學(xué)能之間的轉(zhuǎn)換，能夠有效的緩沖能量分布，調(diào) 節(jié)能源分配比率，保障分布式能源系統(tǒng)順利接入電網(wǎng)。
[000引鋒漠電池電堆是鋒漠儲能電池技術(shù)體系的核心電堆的性能W及穩(wěn)定性直接影響 著儲能系統(tǒng)的工作狀態(tài)。目前對電堆進(jìn)行測試的設(shè)備主要測試對象是饑液流電池，饑液流 電池的測試系統(tǒng)一般較為龐大，測試功能較為簡單，針對的測試項(xiàng)目較為固定和單一，并不 直接適合用于鋒漠液流電池電堆的測試。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種液流電池電堆測試控制系統(tǒng)。 陽〇化]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：液流電池電堆測試控制系統(tǒng)， 包括PLC控制器W及與其連接的傳感器、電流變送器、電壓變送器、直流斷路器和液流循環(huán) 控制系統(tǒng)；所述直流斷路器的一端與電源、電流變送器、電壓變送器連接，另一端用于連接 電堆，直流斷路器的控制端與PLC控制器連接。
[0006] 所述傳感器包括壓力傳感器、溫度傳感器、漏液傳感器。
[0007] 所述液流循環(huán)控制系統(tǒng)包括順序連接的繼電器組、變頻器、電阻均衡負(fù)載、磁力 累，W及與繼電器組連接的風(fēng)扇、導(dǎo)氣閥、導(dǎo)液閥；所述繼電器組的輸入端與PLC控制器連 接。
[000引液流電池電堆測試控制系統(tǒng)還包括急停按鈕，與PLC控制器連接。
[0009] 液流電池電堆測試控制系統(tǒng)還包括通信接口，與PLC控制器連接。
[0010] 本實(shí)用新型具有W下有益效果及優(yōu)點(diǎn)：
[0011] 1.本實(shí)用新型通過電壓、電流變送器采集測試系統(tǒng)電氣循環(huán)的參數(shù)，通過壓力傳 感器、液位傳感器采集測試系統(tǒng)液流循環(huán)的參數(shù)，并將運(yùn)些參數(shù)傳遞給PLC控制器；PLC控 制器控制各執(zhí)行設(shè)備的運(yùn)行。該系統(tǒng)能夠同時管理測試電堆的充電、放電電氣信號和流經(jīng) 電堆本體的電解液循環(huán)，完成對電堆性能的測試。
[0012] 2.本實(shí)用新型通過各傳感器采集電堆W及測試系統(tǒng)液路運(yùn)行可W了解到電堆當(dāng) 前的運(yùn)行狀態(tài)，并針對不同的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的液路控制，確保測試環(huán)境符合設(shè)計(jì)要求。
[0013] 3.本實(shí)用新型設(shè)有通信接口，能夠?qū)⒉蓸拥南到y(tǒng)數(shù)據(jù)和結(jié)果通過通信數(shù)據(jù)上傳到 監(jiān)控一體化平臺，便于電堆測試人員在遠(yuǎn)程對于電堆測試系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行了解，同時 也可W在遠(yuǎn)方進(jìn)行相應(yīng)控制。
[0014] 4.本實(shí)用新型提高了設(shè)備整體利用率。
【附圖說明】
[0015] 圖1是本實(shí)用新型的電氣結(jié)構(gòu)圖；
[0016] 1電堆，2電氣接口，3直流電源輸入接口，4電流變送器，5電壓變送器，6直流斷路 器，7安全指示燈，8PLC控制器，9控制箱箱體，10壓力傳感器，11溫度傳感器，12漏液傳感 器，13急停按鈕，14鑰匙鎖，15繼電器組，16 220V交流電源輸入，17 24V開關(guān)電源，18變頻 器，19電阻均衡負(fù)載，20磁力累，21風(fēng)扇，22導(dǎo)氣閥，23導(dǎo)液閥，24通信接口； 陽017] 圖2是本實(shí)用新型的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0019] 本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如圖1所示：
[0020] 1)受測試對象，一般為液流電池電堆；
[0021] 2)測試電氣接口，用于與測試對象的連接，測試接口的接口形式與電堆類型相 關(guān)； 陽〇巧如直流電源輸入接口，用于測試電源的接入，并與電流變送器、電壓變送器相連 接，另一端與直流接觸器相連接；
[002引 4)電流變送器，測量電堆總電流，并傳輸給化C;
[0024]W電壓變送器，測量電堆兩級端口電壓，并傳輸給化C;
[00巧]6)直流接觸器，分?jǐn)鄿y試電氣回路，一端與測試電源連接，一端與測試對象接口連 接，并且受到化C的控制信號的控制；
[0026] 7)安全指示燈，內(nèi)部包括繼電器組，受PLC控制器的信號控制，指示系統(tǒng)安全狀 態(tài)；
[0027] 8)PLC控制器；采用PLC工控機(jī)；
[0028] 9)控制箱箱體；用于內(nèi)置PLC控制器，W及安全指示燈和通信接口；
[0029] 10)壓力傳感器，采集磁力累出口處的壓力信號，傳輸給化C;
[0030] 11)溫度傳感器，采集電堆的中屯、溫度、陰極電解液溫度、陽極電解液溫度、環(huán)境溫 度，傳輸給PLC控制器；
[0031] 12)漏液傳感器，采集測試系統(tǒng)儲液管液位信號，傳輸給PLC控制器；
[0032] 13)急停按鈕；采用用于通斷的開關(guān)；
[003引14)鑰匙鎖；采用用于通斷的開關(guān)；
[0034] 巧）繼電器組，包括多個并聯(lián)的繼電器，多個繼電器一端與PLC控制器相接，另一 端分別接控制設(shè)備，包括變頻器、磁力累、風(fēng)扇、導(dǎo)氣閥和導(dǎo)液閥，用于各設(shè)備的控制切換；
[0035] 16) 220V交流電源輸入；
[0036] 17) 24V開關(guān)電源，用于給系統(tǒng)供電；
[0037] 18)變頻器，用于磁力累的調(diào)頻驅(qū)動，輸入端接繼電器組，輸出端接電阻均衡負(fù) 載；
[0038] 19)電阻均衡負(fù)載，包括多組S角形連接的功率電阻，用于變頻器與磁力累的相數(shù) 匹配，使得變頻器可W接入多種不同規(guī)格的磁力累。接在變頻器的輸出端，另一端可W接入 兩臺磁力累；
[0039] 20)磁力累，設(shè)置于電堆儲液罐電解液流出處，與電阻均衡負(fù)載連接，用于驅(qū)動液 流電池液流循環(huán)；
[0040] 21)風(fēng)扇，設(shè)置于電堆測試液路循環(huán)的陽極電解液管道處，輸入端接繼電器組，用 于給電解液散熱；
[0041] 22)導(dǎo)氣閥，設(shè)置于電堆頂端出液口處，輸入端接繼電器組，用于受測電堆的導(dǎo) 氣；
[0042] 23)導(dǎo)液閥，設(shè)置于儲液罐電解液輸出處，輸入端接繼電器組，用于受測電堆液流 循環(huán)的控制；
[00創(chuàng) 24)通信接口，與PLC控制器連接，集成在控制箱體中，用于與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交互， 可與上位機(jī)連接。
[0044] 該系統(tǒng)采用了MOD腳STCP^P通訊規(guī)約，來進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和數(shù)據(jù)的上送。采集 到的數(shù)據(jù)提供給一些高級應(yīng)用，便于本地對電堆的運(yùn)行狀態(tài)的分析，同時也可W轉(zhuǎn)發(fā)給監(jiān) 控一體化平臺。
[0045] 該電堆測試系統(tǒng)通過預(yù)設(shè)值的測試方案，能為電堆系統(tǒng)進(jìn)行表1中列舉的相關(guān)測 試，根據(jù)運(yùn)些測試方案，分析系統(tǒng)會自動給出電堆的性能評估報告。
[0046] 表 1
[0048] 如圖2所示，PLC控制器接收到上位機(jī)的控制使能信號開始初始化；采集各傳感器 的溫度、壓力、液位信息，分別對磁力累和風(fēng)扇進(jìn)行PID控制；PLC控制器根據(jù)傳感器采集的 系統(tǒng)參數(shù)，給定磁力累和風(fēng)扇PID控制的P、I、D的各參數(shù)開始運(yùn)行。系統(tǒng)進(jìn)入主循環(huán)，如 果PLC控制器采集到急停信號，PLC控制器切斷電氣連接中的直流接觸器（圖1中的6)，斷 開所有繼電器組，使得執(zhí)行設(shè)備斷電。如果PLC控制器采集到重置信號，PLC控制器進(jìn)入重 置描述，將全部PID控制參數(shù)初始化。如果PLC控制器采集到運(yùn)行信號，PLC控制器對電流 變送器輸出信號At進(jìn)行判斷，如果電流變送器輸出信號At〉0,程序進(jìn)入充電運(yùn)行模式，按 照預(yù)設(shè)定的充電運(yùn)行參數(shù)控制各執(zhí)行設(shè)備，完成充電后，程序進(jìn)入待機(jī)模式；如果電流變送 器輸出信號At<0,程序進(jìn)入放電運(yùn)行模式，按照預(yù)設(shè)定的放電運(yùn)行參數(shù)控制各執(zhí)行設(shè)備， 完成放電后，程序進(jìn)入待機(jī)模式；如果電流變送器輸出信號At= 0,且電壓變送器輸出信號 Vt<15V，程序進(jìn)入脫鋒維護(hù)運(yùn)行模式，當(dāng)檢測到脫鋒維護(hù)時間大于8小時后，程序進(jìn)入待機(jī) 模式。待機(jī)模塊中判斷是否有新的測試項(xiàng)目，如果有，系統(tǒng)根據(jù)測試項(xiàng)目重新設(shè)置PID控制 的P、I、D的各參數(shù)，進(jìn)行下一個測試項(xiàng)目；如果沒有新的測試項(xiàng)目，程序結(jié)束。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 液流電池電堆測試控制系統(tǒng)，其特征在于：包括PLC控制器（8)以及與其連接的傳 感器、電流變送器（4)、電壓變送器（5)、直流斷路器（6)和液流循環(huán)控制系統(tǒng)；所述直流斷 路器（6)的一端與電源、電流變送器（4)、電壓變送器（5)連接，另一端用于連接電堆，直流 斷路器（6)的控制端與PLC控制器（8)連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液流電池電堆測試控制系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器包括壓 力傳感器（10)、溫度傳感器（11)、漏液傳感器（12)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液流電池電堆測試控制系統(tǒng)，其特征在于所述液流循環(huán)控制 系統(tǒng)包括順序連接的繼電器組（15)、變頻器（18)、電阻均衡負(fù)載（19)、磁力栗（20)，以及與 繼電器組（15)連接的風(fēng)扇（21)、導(dǎo)氣閥（22)、導(dǎo)液閥（23);所述繼電器組（15)的輸入端 與PLC控制器⑶連接。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液流電池電堆測試控制系統(tǒng)，其特征在于還包括急停按鈕 (13)，與PLC控制器（8)連接。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液流電池電堆測試控制系統(tǒng)，其特征在于還包括通信接口 (24)，與PLC控制器（8)連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及液流電池電堆測試控制系統(tǒng)，包括PLC控制器以及與其連接的傳感器、電流變送器、電壓變送器、直流斷路器和液流循環(huán)控制系統(tǒng)。所述直流斷路器的一端與電源、電流變送器、電壓變送器連接，另一端用于連接電堆，直流斷路器的控制端與PLC控制器連接。本實(shí)用新型通過各傳感器采集電堆以及測試系統(tǒng)液路運(yùn)行可以了解到電堆當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，并針對不同的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的液路控制，確保測試環(huán)境符合設(shè)計(jì)要求。本實(shí)用新型設(shè)有通信接口，能夠?qū)⒉蓸拥南到y(tǒng)數(shù)據(jù)和結(jié)果通過通信數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控一體化平臺，便于電堆測試人員在遠(yuǎn)程對于電堆測試系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行了解，同時也可以在遠(yuǎn)方進(jìn)行相應(yīng)控制。
【IPC分類】H01M8/04
【公開號】CN205092293
【申請?zhí)枴緾N201520771884
【發(fā)明人】洪杰, 譚星祥, 陳旻, 徐進(jìn)亮
【申請人】特變電工沈陽變壓器集團(tuán)有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年9月30日