一種鈉硫電池批量檢測用保溫箱的制作方法
【專利摘要】本發明公開了化學儲能領域的一種鈉硫電池批量檢測用保溫箱，包括箱體和箱蓋，所述箱體內設有呈行數大于等于二行，列數大于等于二列的矩陣排列的，用于放置待檢鈉硫電池的小室，相鄰的所述小室之間絕緣，任意相鄰的四個所述小室之間設有一個熱電偶，用于對不合格的待檢鈉硫電池進行定位，所述鈉硫電池批量保溫箱還包括一個控制系統，所述控制系統包括回路連接裝置、數據采集器、控制器、充放電裝置和上位機，所述回路連接裝置用于將所述箱體內的待檢鈉硫電池連接成為檢測回路，所述數據采集器連接所述熱電偶，以及所述檢測回路中待檢鈉硫電池，所述控制器連接所述回路連接裝置和所述控制器，所述上位機連接所述控制器和數據采集器。其技術效果是：其能為鈉硫電池在箱體內的拆裝帶來方便。
【專利說明】—種鈉硫電池批量檢測用保溫箱
【技術領域】
[0001]本發明涉及化學儲能領域的一種鈉硫電池批量檢測用保溫箱。
【背景技術】
[0002]鈉硫電池批量檢測用保溫箱是一種通過對多數待檢鈉硫電池實施充電、放電過程從而判斷鈉硫電池性能的保溫箱。相對于單個鈉硫檢測，鈉硫電池批量檢測雖然較大提高了效率，但是帶來的最大問題是參與檢測的同一批鈉硫電池需要在相同的檢測條件下完成，然而實際上鈉硫電池的制備過程中難以避免的一些差異造成了鈉硫電池性能上的差異，所有參與檢測的納硫電池不可能自始至終都在完全一樣的條件下完成，比如一些納硫電池在經過一定容量的充放電后超出了實際應用中規定的電壓范圍，而其它的電池可以繼續檢測。同時，較大量的電池集中在一起檢測，難以避免少數鈉硫電池會出現故障，可能會引起局部的溫升等情況，如何解決局部溫升對整體檢測的影響，也是鈉硫電池批量檢測中所要重點關注的問題。同時鈉硫電池批量檢測用保溫箱和鈉硫電池模塊保溫箱側重點在于以能較小的體積能集成更大的容量，目前的鈉硫電池模塊保溫箱內鈉硫電池與鈉硫電池緊密排列，帶來的問題是拆裝鈉硫電池非常不方便，不適合需要經常流轉式的各類鈉硫電池批量檢測。另外，裝入鈉硫電池模塊保溫箱的鈉硫電池性能都較好，因此鈉硫電池模塊保溫箱內部抗熱沖擊能力較弱，較容易燒壞，這種特性同樣也不適用于鈉硫電池批量檢測用保溫箱。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種鈉硫電池批量檢測用保溫箱，其能為拆裝鈉硫電池帶來方便。以保證適應經常流轉式的各類鈉硫電池批量檢測的需要。
[0004]實現上述目的的一種技術方案是:一種鈉硫電池批量檢測用保溫箱，包括箱體和
箱蓋:
[0005]所述箱體內設有呈行數大于等于二行，列數大于等于二列的矩陣排列的，用于放置待檢鈉硫電池的小室，相鄰的所述小室之間絕緣，任意相鄰的四個所述小室之間設有一個熱電偶；所述鈉硫電池批量保溫箱還包括一個控制系統，所述控制系統包括回路連接裝置、數據采集器、控制器、充放電裝置和上位機；
[0006]所述回路連接裝置用于將所述箱體內的待檢鈉硫電池連接成為檢測回路；
[0007]所述數據采集器:用于采集所述箱體內各個熱電偶所檢測到的溫度，以及所述檢測回路中各個待檢鈉硫電池的實時電壓和實時容量，并將所采集到的數據傳遞給所述控制器；
[0008]所述控制器，根據所述數據采集器所采集的數據，將所述檢測回路中的待檢鈉硫電池隔離出所述的檢測回路，以及控制所述的檢測回路與所述充放電裝置斷開和連接；
[0009]所述上位機:用以控制所述充放電裝置向所述檢測回路進行充放電的恒電電流的大小。
[0010]進一步的，所述箱體內，相鄰的所述小室之間通過云母板隔開，任意相鄰的四個小室之間設有不銹鋼套，所述熱電偶位于所述不銹鋼套內。
[0011]再進一步的，所述小室內均設有用于安裝待檢鈉硫電池的剛玉管。
[0012]更進一步的，所述剛玉管與所述云母板之間填充石英砂。
[0013]進一步的，所述箱體包括從外向內依次設置的外不銹鋼槽、保溫材料層和內不銹鋼槽；所述內不銹鋼槽的外表面與所述保溫材料層之間設有用于對應從五個方向對所述箱體內的檢測回路進行加熱的五塊加熱板。
[0014]再進一步的，所述內不銹鋼槽的內表面設有內防護層，所述內不銹鋼槽的外表面設有外防護層，所述內防護層和所述外防護層所用的材料均為云母。
[0015]再進一步的，五塊所述加熱板上均設有獨立的溫度控制電路，控制五塊所述加熱板表面的溫度。進一步的，所述控制器包括計時器和存儲器；
[0016]所述存儲器存儲有所述充放電裝置對所述檢測回路充電過程中各個時間點的單個待檢鈉硫電池標準電壓；
[0017]所述計時器在所述充放電裝置對所述檢測回路充電過程中進行計時，以確定所述控制器將單個待檢鈉硫電池的實時電壓與標準電壓進行比較的時間點；
[0018]所述控制器發現任意一個所述熱電偶所測量的溫度大于350 V，且該熱電偶周圍的四個待檢鈉硫電池中有任意一個或多個待檢鈉硫電池的實時電壓低于該時間點的標準電壓的98%，則判定該一個或多個待檢鈉硫電池不合格，并將該一個或多個待檢鈉硫電池隔離出所述檢測回路。
[0019]再進一步的，所述存儲器中還存儲有電壓上限和電壓下限，若任意一個待檢鈉硫電池周圍的所有熱電偶所檢測到的溫度都在300?350°C之間，在該待檢鈉硫電池放電至電壓下限，或者充電至電壓上限時，所述控制器將該待檢鈉硫電池隔離出所述檢測回路。
[0020]進一步的，所述控制器在將任意一個或多個待檢鈉硫電池隔離出所述檢測回路前，先切斷所述檢測回路與所述充放電裝置的連接。
[0021]采用了本發明的一種鈉硫電池批量檢測用保溫箱的技術方案，即包括箱體和箱蓋，所述箱體內設有呈行數大于等于二行，列數大于等于二列的矩陣排列的，用于放置待檢鈉硫電池的小室，相鄰的所述小室之間絕緣，任意相鄰的四個所述小室之間設有一個熱電偶，用于對不合格的待檢鈉硫電池進行定位，所述鈉硫電池批量保溫箱還包括一個控制系統，所述控制系統包括回路連接裝置、數據采集器、控制器、充放電裝置和上位機，所述回路連接裝置用于將所述箱體內的待檢鈉硫電池連接成為檢測回路，所述數據采集器連接所述熱電偶，以及所述檢測回路中待檢鈉硫電池，所述控制器連接所述回路連接裝置，所述上位機連接所述控制器和數據采集器的技術方案。其技術效果是:其能為鈉硫電池在箱體內的拆裝帶來方便，以保證適應經常流轉式的各類鈉硫電池批量檢測的需要。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為本發明的一種鈉硫電池批量檢測用保溫箱外部結構的立體示意圖。
[0023]圖2為本發明的一種鈉硫電池批量檢測用保溫箱內部結構的俯視圖。
[0024]圖3為本發明的一種鈉硫電池批量檢測用保溫箱的箱體結構示意圖。[0025]圖4為本發明的一種鈉硫電池批量檢測用保溫箱內部結構的控制系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0026]請參閱圖1至圖4，本發明的發明人為了能更好地對本發明的技術方案進行理解，下面通過具體地實施例，并結合附圖進行詳細地說明:
[0027]請參閱圖1至圖4，鈉硫電池批量檢測用保溫箱包括箱蓋2，箱體I和底座3。
[0028]箱體I的骨架為中空的立方形不銹鋼體，即箱體I包括從外向內依次設置的外不銹鋼槽11、保溫材料層12和內不銹鋼槽13。內不銹鋼槽13的內表面設有內防護層131，內不銹鋼槽的13的外表面設有外防護層132。內防護層131和外防護層132所用的材料均為云母。內不銹鋼槽13的外表面的外防護層132與保溫材料層12之間設有加熱板14。由于內不銹鋼槽13和外不銹鋼槽11具有前、后、左、右、下五個面，因此內不銹鋼槽13的前、后、左、右、下五個面各設一塊加熱板14，因此，箱體I上共有五塊加熱板14，五塊加熱板14分別設有獨立的溫度控制電路141。通過在外內不銹鋼槽13的內外表面對應設置材料為云母的內防護層131和外防護層132，即使箱體I內部發生劇烈反應，也能保證箱體I內化學物質不外泄，保證箱體I外部以及加熱板14的安全，同時對箱體I起到絕緣作用。保溫材料層12起到減小箱體I內熱量外泄的作用，外不銹鋼槽12外壁通過噴漆防腐進行處理。
[0029]鈉硫電池批量檢測用保溫箱內均布有十二個豎直設置的不銹鋼筒41，十二個不銹鋼套筒41呈三行四列矩陣排列。每個不銹鋼筒41內設有一個熱電偶44，因此鈉硫電池批量檢測用保溫箱內一共十二個熱電偶44。十二個不銹鋼筒41對十二個熱電偶44 一一對應地起到保護的作用。
[0030]不銹鋼套筒41的圓周上均布有四個卡槽(圖中未顯示)，該卡槽內可插入云母板42，因此鈉硫電池批量檢測用保溫箱內，任意相鄰的兩個不銹鋼套筒41之間通過一塊云母板42連接，不銹鋼套筒41與箱體I的內不銹鋼槽13之間也通過云母板42連接。這樣，通過十二個不銹鋼套筒41和三十一塊云母板42的相互嵌套，將鈉硫電池批量檢測用保溫箱內的空間分隔為呈四行五列矩陣排列的二十個矩形的小室4，每個小室4容納一個待檢鈉硫電池。云母板42起到對相鄰小室4進行絕緣的效果。
[0031]每個小室4內放置一個剛玉管43，剛玉管43外填充石英砂，剛玉管43內放置待檢鈉硫電池，由于云母板42的隔斷作用，每個小室4內的石英砂或者待檢鈉硫電池等可在不影響其他小室4的條件下，自由處理，方便自由拆卸和裝配。
[0032]本發明的一種鈉硫電池批量檢測用保溫箱還包括一個控制系統，該控制系統包括在箱體I外側安裝的數據采集器5、控制器6、充放電裝置7、上位機8和作為回路連接裝置的電流線接線板9。上位機8連接箱體I的五塊加熱板14上的溫度控制電路141，對五塊加熱板14表面的溫度進行控制。箱體I內的十二個熱電偶44對應通過一根熱電偶線連接數據采集器5，數據采集器5通過該十二根熱電偶線，對應采集十二個熱電偶44所測量到的箱體I內的溫度。十二根熱電偶線是通過箱體I上的熱電偶線孔101引出箱體I外的。
[0033]箱體I內的二十個待檢鈉硫電池的正極和負極均對應通過一根電壓線連接數據采集器5，因此數據采集器5通過四十根電壓線連接箱體I內的二十個待檢鈉硫電池。數據采集器5通過其與二十個待檢鈉硫電池之間的四十根電壓線，實時采集二十個待檢鈉硫電池的實時電壓和實時容量。四十根電壓線是通過箱體I上的電壓線孔102引出箱體I外，使四十根電壓線與數據采集器5連接的。
[0034]箱體I內的二十個待檢鈉硫電池的正極和負極上各連接有一根電流線，電流線通過箱體I上的電流線出線孔103引出箱體I外。本實施例中一共有四十根電流線。電流線出線孔103的尺寸可以根據箱體I內的待檢鈉硫電池的數量進行調整，但是至少應大于電壓線孔101和熱電偶線孔102的尺寸。電流線接線板9將電流線出線孔103覆蓋。電流線接線板9為一個用于將箱體I內的二十個待檢鈉硫電池連接成為檢測回路的回路連接裝置。二十個待檢鈉硫電池通過電流線接線板9上的接線柱以及四十根電流線連接成為一個檢測回路，該檢測回路用于與充放電裝置7連接。本實施例中，該檢測回路是一個串聯回路。
[0035]控制器6連接在電流線接線板9與數據采集器5之間，控制器6的作用在于:通過控制電流線接線板9上各個接線柱與所述檢測回路中各個待檢鈉硫電池之間的連接，將損壞的待檢鈉硫電池，或者放電至電壓下限，或者充電至電壓上限，從而檢測完成的待檢鈉硫電池隔離出檢測回路，并可使該檢測回路與充放電裝置7之間斷開。同時，控制器6上還設有與箱體I內各個待檢鈉硫電池對應的指示燈，提示待檢鈉硫電池在充放電過程中的狀態。
[0036]上位機8還連接充放電裝置7、數據采集器5和控制器6，用于控制充放電裝置7向所述檢測回路中各個待檢鈉硫電池的恒電電流的大小，同時使該檢測回路與充放電裝置7之間重新連接，以及將數據采集器5采集的各個待檢鈉硫電池的實時電壓和實時容量顯示出來。
[0037]鈉硫電池批量檢測用保溫箱的使用方法為:通過上位機8控制箱體I上五塊加熱板14上的溫度控制電路141，控制五塊加熱板14表面的溫度，使五塊加熱板表面的溫度在4000min內上升到330°C，并保溫2?5h，使五塊加熱板14表面的溫度維持在300?350°C之間，從而使箱體I內的溫度維持在300?350°C，使箱體I內檢測回路中的待檢鈉硫電池充分活化。
[0038]通過充放電裝置7，對箱體I內的檢測回路進行四個循環的放電和充電。
[0039]數據采集器5定時采集所述檢測回路中所有待檢鈉硫電池的實時電壓、實時容量以及十二個熱電偶44所采集到的實時溫度，傳遞給控制器6和上位機8。
[0040]當控制器6發現箱體I內任意一個熱電偶44所檢測到的實時溫度超過了 350°C，則判定箱體I內出現超溫故障，控制器6控制電流線接線板9，并斷開所述檢測回路與充放電裝置7的連接，充放電裝置7暫停向檢測回路充放電，并將該熱電偶44隔離，即數據采集器5不再對該熱電偶44檢測的溫度進行采集。數據采集器5采集該熱電偶44周圍的四個待檢鈉硫電池的實時電壓，通過熱電偶44先進行溫度的采集可以，可以先對不合格待檢鈉硫電池進行預先的定位，減少待檢鈉硫電池被誤判為不合格的可能性。
[0041]控制器6內設有存儲器61和計時器62，存儲器61中存有充放電過程中各個時間點的待檢鈉硫電池標準電壓，而計時器62對充放電過程進行計時，充放電裝置7暫停充放電，計時器62暫停計時。每次充電或者放電完成，計時器62重新開始計時。控制器6逐個比較所檢測到的實時溫度超過350°C的熱電偶44周圍的四個待檢鈉硫電池的實時電壓和存儲器61內存儲的該時間點的待檢鈉硫電池標準電壓，所述的時間點是通過計時器62確定的。若在該時間點，四個待檢鈉硫電池中有任意一個或多個待檢鈉硫電池的實時電壓低于該時間點的待檢鈉硫電池標準電壓的98%，比如該時間點待檢鈉硫電池標準電壓為2.1V，而待檢鈉硫電池的實時電壓只有2.0V，則判定該待檢鈉硫電池損壞不合格。控制器6通過控制電流線接線板9，將被判定為不合格的待檢鈉硫電池隔離出所述檢測回路。同時控制器6上表示該待檢鈉硫電池的指示燈熄滅。上位機8通過控制器6控制電流線接線板9，將檢測回路重新與充放電裝置7連通，重啟充放電裝置7對檢測回路的充放電。
[0042]在充放電過程中，對于未損壞的待檢鈉硫電池，當該待檢鈉硫電池的實時電壓達到了規定的電壓上限或者電壓下限的時候，控制器6控制電流線接線板9，斷開所述檢測回路與充放電裝置7的連接，充放電裝置7暫停向檢測回路充放電，控制器6上與該待檢鈉硫電池對應的指示燈閃爍，測試人員根據該待檢鈉硫電池的實時容量，在上位機8上對該待檢鈉硫電池進行充分類。分類完成，工作人員通過上位機8，使控制器6控制電流線接線板9，將完成分類的待檢鈉硫電池隔離出檢測回路,并屏蔽該待檢鈉硫電池的實時電壓。同時使控制器6上表示該待檢鈉硫電池的指示燈熄滅，同時上位機8通過控制器6控制電流線接線板9，將檢測回路重新與充放電裝置7連通，重啟充放電裝置7對檢測回路的充放電。
[0043]本實施例中，四個充放電循環依次為:
[0044]第一循環,依次以2A，6A，IOA和20A恒電流對檢測回路中各個待檢鈉硫電池進行放電，且放電容量分別為20Ah、90Ah、210Ah和300Ah或實時電壓下降到截止電壓1.5V，每次放電后都要靜置，然后再以20A恒電流充電，且充電容量為520Ah或實時電壓上升到截止電壓2.5V，靜置待處理，第一循環中允許的電壓上限為2.8V，電壓下限為1.2V。電壓上限和電壓下限也存儲在存儲器61中。
[0045]第二循環，以40A恒電流放電且放電容量為520Ah或實時電壓達到截止電壓1.2V,靜置后再以20A恒電流充電且充電容量為520Ah或實時電壓上升到截止電壓2.5V，靜置待處理；第二循環中允許的電壓上限為2.8V，電壓下限為1.2V。
[0046]第三循環，放電步驟與第二循環的放電步驟相同，放電完并靜置后，以40A恒電流充電且充電容量為520Ah或實時電壓上升到截止電壓2.8V，靜置待處理；第三循環中允許的電壓上限為2.8V，電壓下限為1.2V。
[0047]第四循環，以80A恒電流放電且放電容量為520Ah或實時電壓下降至1.0V，再以40A恒電流充電且充電容量為520Ah或實時電壓上升至2.8V，靜置待處理。第四循環中允許的電壓上限為2.8V，電壓下限為1.0V。
[0048]每次放電中每個未損壞，且未分類的待檢鈉硫電池都要滿足放電容量達到每個步驟中的放電容量規定值，或者實時電壓下降到每個步驟中規定的電壓下限中的任意一項。每次充電中每個未損壞，且未分類的待檢鈉硫電池都滿足充電容量達到每個步驟中的充電容量規定值，或者實時電壓上升至每個步驟中規定的電壓上限中的任意一項。
[0049]本【技術領域】中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發明，而并非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神范圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發明的權利要求書范圍內。
【權利要求】
1.一種鈉硫電池批量檢測用保溫箱，包括箱體和箱蓋，其特征在于: 所述箱體內設有呈行數大于等于二行，列數大于等于二列的矩陣排列的，用于放置待檢鈉硫電池的小室，相鄰的所述小室之間絕緣，任意相鄰的四個所述小室之間設有一個熱電偶；所述鈉硫電池批量保溫箱還包括一個控制系統，所述控制系統包括回路連接裝置、數據采集器、控制器、充放電裝置和上位機； 所述回路連接裝置用于將所述箱體內的待檢鈉硫電池連接成為檢測回路； 所述數據采集器:用于采集所述箱體內各個熱電偶所檢測到的溫度，以及所述檢測回路中各個待檢鈉硫電池的實時電壓和實時容量，并將所采集到的數據傳遞給所述控制器； 所述控制器，根據所述數據采集器所采集的數據，將所述檢測回路中的待檢鈉硫電池隔離出所述的檢測回路，以及控制所述的檢測回路與所述充放電裝置斷開和連接； 所述上位機:用以控制所述充放電裝置向所述檢測回路進行充放電的恒電電流的大小。
2.根據權利要求1所述的一種鈉硫電池批量檢測用保溫箱，其特征在于:所述箱體內，相鄰的所述小室之間通過云母板隔開，任意相鄰的四個小室之間設有不銹鋼套，所述熱電偶位于所述不銹鋼套內。
3.根據權利要求2所述的一種鈉硫電池批量檢測用保溫箱，其特征在于:所述小室內均設有用于安裝待檢鈉硫電池的剛玉管。
4.根據權利要求3所述的一種鈉硫電池批量檢測用保溫箱，其特征在于:所述剛玉管與所述云母板之間填充石英砂。
5.根據權利要求1至4中任意一項所述的一種鈉硫電池批量檢測用保溫箱，其特征在于:所述箱體包括從外向內依次設置的外不銹鋼槽、保溫材料層和內不銹鋼槽；所述內不銹鋼槽的外表面與所述保溫材料層之間設有用于對應從五個方向對所述箱體內的檢測回路進行加熱的五塊加熱板。
6.根據權利要求5所述的一種鈉硫電池批量檢測用保溫箱，其特征在于:所述內不銹鋼槽的內表面設有內防護層，所述內不銹鋼槽的外表面設有外防護層，所述內防護層和所述外防護層所用的材料均為云母。
7.根據權利要求5所述的一種鈉硫電池批量檢測用保溫箱，其特征在于:五塊所述加熱板上均設有獨立的溫度控制電路，控制五塊所述加熱板表面的溫度。
8.根據權利要求1至4中任意一項所述的一種鈉硫電池批量檢測用保溫箱，其特征在于:所述控制器包括計時器和存儲器； 所述存儲器存儲有所述充放電裝置對所述檢測回路充電過程中各個時間點的單個待檢鈉硫電池標準電壓； 所述計時器在所述充放電裝置對所述檢測回路充電過程中進行計時，以確定所述控制器將單個待檢鈉硫電池的實時電壓與標準電壓進行比較的時間點； 所述控制器發現任意一個所述熱電偶所測量的溫度大于350 V，且該熱電偶周圍的四個待檢鈉硫電池中有任意一個或多個待檢鈉硫電池的實時電壓低于該時間點的標準電壓的98%，則判定該一個或多個待檢鈉硫電池不合格，并將該一個或多個待檢鈉硫電池隔離出所述檢測回路。
9.根據權利要求8中任意一項所述的一種鈉硫電池批量檢測用保溫箱，其特征在于:所述存儲器中還存儲有電壓上限和電壓下限，若任意一個待檢鈉硫電池周圍的所有熱電偶所檢測到的溫度都在300~350°C之間，在該待檢鈉硫電池放電至電壓下限，或者充電至電壓上限時，所述控制器將該待檢鈉硫電池隔離出所述檢測回路。
10.根據權利要求1至4中任意一項所述的一種鈉硫電池批量檢測用保溫箱，其特征在于:所述控制器在將任意一個或多個待檢鈉硫電池隔離出所述檢測回路前，先切斷所述檢測回路與所述充放電裝 置的連接。
【文檔編號】G01R31/36GK103869259SQ201410126784
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月31日 優先權日:2014年3月31日
【發明者】凌平, 茅雁, 方陳, 徐敏, 蘇廣寧, 袁加妍, 王佳斌, 陳啟昉 申請人:國網上海市電力公司, 華東電力試驗研究院有限公司, 上海電氣鈉硫儲能技術有限公司
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