[发明专利]一种液流电池堆单电池电压检测电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测电路，尤其是涉及一种液流电池堆单电池电压检测电路。

背景技术

利用风能、太阳能等可再生能源发电是人类将来利用新能源发电的最主要的方式。由于风能、太阳能发电过程受自然因素如天气等影响，具有随机性、不连续特点，难于保持稳定的电能输出，需要和一定规模的电能储存装置相配合，构成完整的供电系统，保证持续稳定的电能供应。因此，开发电能转化效率高、储存容量大、经济性能好的储能系统成为利用新能源发电的技术关键。在与各种形式的储能技术，例如蓄水储能电站、高速飞轮机械储能、超导储能等相比较，电化学储能具有能量转化效率高，可移动性强等特点，在各类储能技术中有独特的优势。在各种电化学储能技术中，液流电池系统具有大容量电能储存与高效转化功能，以及使用寿命长、环保、安全的特点，易于和风能、太阳能发电相匹配，可以大幅度降低设备造价，为新能源发电提供技术保证。用于电网系统储能，适合于中等规模厂矿企业、宾馆饭店、政府部门的不间断电源使用，能够有效改善电网供电质量，完成电网的“移峰填谷”作用。

全钒液流电池(Vanadium Redox Battery，VRB)是一种新型化学电源，通过不同价态的钒离子相互转化实现电能的储存与释放，使用同种钒元素组成电池系统，从原理上避免了正负半电池间不同种类活性物质相互渗透产生的交叉污染，液流电池堆的结构如图2所示。使用溶解在电解液中不同价态钒离子作为电池正极和负极活性物质，正极电解液和负极电解液分开储存，从原理上避免电池储存过程自放电现象，适合于大规模储能过程应用。正极电解液储罐和负极电解液储罐通过磁力泵为全钒液流电池的正极和负极提供电解液，正极和负极通过离子交换膜隔开，为负载供电。当风能、太阳能发电装置的功率超过额定输出功率时，通过对液流电池的充电，将电能转化为化学能储存在不同价态的离子对中；当发电装置不能满足额定输出功率时，液流电池开始放电，把储存的化学能转化为电能，保证稳定电功率输出。由于液流电池对于风能、太阳能等可再生能源发电过程的重要意义，作为关键技术在国内外得到普遍关注。

全钒液流电池充电/放电运行过程，电极上将发生以下氧化还原反应。

正极反应：

负极反应：

发明内容

液流电池堆在充、放电过程中某个单电池发生故障，如质子交换膜破损、双极板破损、电解液堵塞不流动等都会影响到整个电池堆的整体充、放性能的稳定性，每个单电池工作正常时表现出单电池电压平均、一致，所以对电池堆中的所有单电池电压进行监控非常重要。本发明的目的就是为了克服现有技术存在的缺陷而提供一种液流电池堆单电池电压检测电路，使得液流电池在运行过程中，获得各单电压数据，作为液流电池保护运行的参照数据。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种液流电池堆单电池电压检测电路，连接由N个单体电池E₁～E_N依次串联构成的电池堆，包括一个单片机U1、N+1个光耦继电器NK₁～NK_N+1、一个转换电路U2和一个CAN总线收发芯片U3，所述的单片机U1的N+1个输出引脚A₁～A_N+1分别依次连接对应的光耦继电器NK₁～NK_N+1的引脚K，所述的光耦继电器NK₁～NK_N+1的引脚A均连接电源VCC，光耦继电器NK₁～NK_N的引脚D分别依次连接单体电池E₁～E_N的正极，光耦继电器NK_N+1的引脚D连接单体电池E_N的负极，光耦继电器NK₁～NK_N+1的引脚d交替连接线COMA和线COMB，所述的转换电路U2输入端a连接线COMA，输入端b连接线COMB，输入端p、q分别连接单片机U1的引脚S0、S1，输出端e、f分别连接地GND和单片机U1的引脚AIN0，所述的CAN总线收发芯片U3的CANH端、CANL端分别对应连接单片机U1的CANH端、CANL端；