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霍爾電流傳感器在全釩液流電池系統(tǒng)中的應(yīng)用原理解析

發(fā)布時間:2022-05-18 來源:非猩芯人類 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】釩電池系統(tǒng)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(yè)將發(fā)揮重要的作用。做為一個系統(tǒng),對液流電池中各個部件的運行狀態(tài)進行監(jiān)控是必不可少的一個過程。


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釩電池,全稱是全釩液流電池,是一種活性物質(zhì)呈循環(huán)流動液態(tài)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(shù)相比,全釩液流電池儲能技術(shù)因其使用壽命長、規(guī)模大、安全可靠等突出的優(yōu)勢,成為大規(guī)模儲能的首選技術(shù)之一,未來在儲能行業(yè)具備無可估量的發(fā)展?jié)摿?。大?guī)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(huán)境友好?;魻栯娏鱾鞲衅饔捎谄渫怀龅男阅軆?yōu)勢,被越來越多的電池制造商選用,作為電池系統(tǒng)電量監(jiān)控的元器件,能滿足大規(guī)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(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場傳感器。按原理可分為開環(huán)(直放式)和閉環(huán)(磁平衡式)兩種工作方式?;趯嶋H應(yīng)用中開環(huán)(直放式)原理傳感器結(jié)構(gòu)相對緊湊、功耗小且成本較低,普遍采用開環(huán)(直放式)原理霍爾電流傳感器應(yīng)用于電池系統(tǒng)中的電流在線監(jiān)測。開環(huán)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(huán)、霍爾元件、放大器等組成。被測電流經(jīng)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(jīng)過運算放大器放大后,被調(diào)理成標(biāo)準(zhǔn)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(guān)系。


應(yīng)用:對釩電池系統(tǒng)進行監(jiān)測


作為一個高效的儲能裝置,釩液流電池有很多優(yōu)勢,該優(yōu)勢的發(fā)揮依賴于對系統(tǒng)中各部件的系統(tǒng)監(jiān)測,不允許出現(xiàn)故障,否則一切優(yōu)勢將不復(fù)存在。在釩液流電池系統(tǒng)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(fā)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(tǒng)中,磁力驅(qū)動循環(huán)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(jiān)控,才能保證系統(tǒng)的安全運行。所以該磁力驅(qū)動循環(huán)泵的電流必須要進行監(jiān)控。此外電堆的放電電流,以及充電時的充電電流,也要監(jiān)控起來,以監(jiān)測電堆內(nèi)部是否發(fā)生故障。


使用注意事項


1、看現(xiàn)場的設(shè)備是否已經(jīng)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(shè)備維護的時候更換傳感器能否斷線;


2、 使用中當(dāng)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(wěn)壓器或副邊開路,則其磁路被磁化,而產(chǎn)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(fā)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(jiān)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(jiān)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(tài)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(dǎo)線且導(dǎo)線完全填滿霍爾傳感器模塊孔徑;


5、 在大多數(shù)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(chǎn)生的磁場干擾是可以忽略的,但當(dāng)有更強的磁場干擾時,要采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣斫鉀Q。


通常方法有:


① 調(diào)整模塊方向,使外磁場對模塊的影響最?。?/p>


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(dāng)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(shù)。另外,原邊饋線溫度不應(yīng)超過80℃。


釩液流電池具有的先天優(yōu)勢即將得到大面積的推廣,同時高可靠性的系統(tǒng)依賴于高可靠性的監(jiān)控系統(tǒng)的有效運行。霍爾電流傳感器因其眾多優(yōu)點,通過對大電流進行精確的檢測和控制,保證了電池系統(tǒng)安全可靠的運行。在整個監(jiān)控系統(tǒng)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(tǒng)的可靠性和長期穩(wěn)定性,為釩電池系統(tǒng)提供了堅實可靠的保障。



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