二次电池系统及二次电池故障检测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种二次电池系统及二次电池故障检测系统，其具有监控部(102)、主导管(104)、多个副导管(106)、以及对应于各副导管(106)而设置的多个电磁阀(SV)。监控部(102)具有：泵(110)，其用于将导入至所述主导管(104)的气体吸入；活性物质检测传感器(112)，其用于检测气体所含有的活性物质；故障模块判定部(116)，其用于基于来自活性物质检测传感器(112)的输出，判定故障模块(16)；以及序列控制部(118)，其按照预先设定的序列实行电磁阀(SV)的开闭操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二次电池系统及二次电池故障检测系统
本专利技术涉及一种二次电池系统及二次电池故障检测系统，所述二次电池系统在多个二次电池容纳于框体而形成的两个以上模块中，至少判定发生活性物质泄漏的模块。
技术介绍
一般地，通过系统内的多个发电机或蓄电池等，实施电力系统的频率调整、电力系统的用电功率和供电功率的调整。另外，在很多情况下，都是通过多个发电机或蓄电池等，调整来自天然能源发电装置的发电功率和计划输出功率之间的差，或实现来自天然能源发电装置的发电功率的变动减缓。与一般的发电机相比，蓄电池可高速改变输出功率，并且对调整电力系统的频率、调整来自天然能源发电装置的发电功率和计划输出功率之间的差、调整电力系统的用电功率和供电功率是有效的。并且，作为与电力系统连接的高温操作型蓄电池，可包括例如钠硫电池(以下记作NaS电池)。该NaS电池是高温二次电池，其具有作为活性物质的金属钠及硫被固体电解质管隔离容纳的结构，当加热至约300℃的高温时，熔化了的两种活性物质发生电化学反应，由此产生规定能量。并且，通常，NaS电池以如下形式使用，即垂直集合设置多个单体电池，并且形成相互连接的模块。即，模块具有如下结构:使串联多个单体电池而形成的电路(列(string))并联，由此形成组块(block)，再将至少两个以上该组块串联，然后容纳于绝热容器。作为检测这样的模块故障的方法，公开了一种通过对各组块的放电深度进行比较来检测电池故障的方法(例如，参照日本国特开平3-158781号公报)。为了判断构成模块的每个组块的电池是否存在故障，该方法与对构成组块的每个NaS单体电池进行故障检测的方法相比，不会使装置复杂化，另外也可降低制造成本，在这方面，该方法是一种优选的故障检测方法。
技术实现思路
可以想到，单体电池发生故障甚至模块发生故障的主要原因为，单体电池内部的短路或外部短路。单体电池的外部短路可包括，单体电池内的活性物质泄漏而导致形成外部短路回路(loop)。单体电池的内部短路可包括由β管的破损等而导致的短路。这些单体电池的外部短路及内部短路，能够通过掌握上述每个组块的电压变化来进行检测，然而短路导致的电压变化并不是急剧的，而是经过较长时间慢慢进行的，因而如果检测精度低，则存在故障发生时的初始运动行为发生延迟的风险。因此，虽然可以考虑提高电压变化的检测精度，但仍期待提出一种与检测电压变化的方法不同的故障检测方法。本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种二次电池系统及二次电池故障检测系统，其从多个模块分别抽取出框体内的气体(气氛)，并检测气体中含有的活性物质，由此能够简单地判定发生活性物质泄漏的模块。[1]第一本专利技术的二次电池系统的特征在于，其具有：两个以上模块，其由多个二次电池的单体电池容纳于框体而成；监控部，其从两个以上所述模块中，至少判定发生活性物质泄漏的模块；主导管，其配置于两个以上所述模块和所述监控部之间；多个副导管，所述副导管对应于各所述模块而设置，且每个所述模块至少安装一个所述副导管；及多个电磁阀，其对应于各所述副导管而设置，并且用于开闭所对应的副导管和所述主导管之间的连通，其中，所述监控部具有：泵，其与所述主导管连接，并且用于将从副导管导入至所述主导管的气体吸入至所述监控部；活性物质检测传感器，其用于检测在所述主导管中流动的气体所含有的活性物质；故障模块判定部，其基于来自所述活性物质检测传感器的输出，判定发生活性物质泄漏的模块；及序列(sequencing)控制部，其按照预先设定的序列实行多个所述电磁阀的开闭操作。并且，序列控制部按照预先设定的序列，执行多个所述电磁阀的开闭操作。据此，多个模块中的各框体内的气体(气氛)通过副导管及电磁阀，导入至主导管。导入至主导管的气体，通过泵吸入至监控部。活性物质检测传感器用于检测在所述主导管内流动的气体所含有的活性物质。并且，故障模块判定部基于来自所述活性物质检测传感器的输出，判定发生活性物质泄漏的模块。即，在本专利技术的系统中，使用与检测电压变化的方法不同的方法，从多个模块分别抽取出框体内的气体(气氛)，并检测气体所含有的活性物质，由此能够简单地判定发生活性物质泄漏的模块。[2]在第一本专利技术中，也可以如下方式设置：所述序列控制部依次打开多个所述电磁阀，并且将打开各所述电磁阀的时间设定为一定期间，从而将分别来自不同的所述副导管的气体依次导入至所述主导管；所述故障模块判定部基于所述电磁阀的打开操作的切换时间(timing)，对来自所述活性物质检测传感器的输出进行抽样(sampling)，从而得到每个所述副导管的检测值。[3]在这样的情况下，也可以如下方式设置序列控制部：在探测出抽样得到的所述检测值达到需要排气的排气需要设定值以上的阶段；或由之前的抽样(检测值)连续地求出平均值，并探测出该平均值达到+1σ(标准偏差)以上的阶段，所述故障模块判定部进行如下操作：(1)暂停依次打开多个所述电磁阀的操作，并关闭全部所述电磁阀；(2)将基准气体导入至所述主导管，并排出所述主导管内的气体；(3)重新开始依次打开所述电磁阀的操作。[4]另外，也可采用如下方式设置：所述故障模块判定部将安装有满足如下条件的副导管的模块判定为发生活性物质泄漏的模块，所述副导管在与所有所述副导管相对应的检测值中，对应于在预先设定的规定值以上的检测值。[5]或者所述故障模块判定部也可依次进行如下处理：从与所有副导管对应的检测值中抽出一个检测值，将抽出的检测值与其他检测值进行比较并算出偏差，如果所述偏差在设定范围之外，则将安装有与进行比较的检测值中的高检测值相对应的副导管的模块，判定为发生活性物质泄漏的模块。[6]另外，优选地，在所述一定期间内，存在至少两个所述电磁阀一起打开的期间。[7]优选地，所述监控部具有至少从所述主导管内流动的气体中去除水分的疏水箱(draintank)。[8]在第一本专利技术中，也可以如下方式设置：所述二次电池系统具有阀门站(valvestation)，所述阀门站与串联规定个数的所述模块而构成的两个以上模块列的各所述模块列相对应地设置，并且具有分别与所述规定个数相对应的个数的所述电磁阀，其中，所述序列控制部具有：主控制部，其设置于所述监控部；和远程控制部，其对应于各所述模块列而设置，并基于所述主控制部发出的指令信号，控制所对应的所述阀门站的所述电磁阀。[9]另外，也可以对每个所述模块均安装有两个所述副导管。[10]所述模块的所述框体也可以如下方式设置，具有：箱体，其用于容纳多个所述单体电池；和盖体，其用于关闭该箱体的上表面开口，其中，两个所述副导管将位于所述箱体的底部且相互隔开间隔使电池构成体夹持在中间的位置作为基点而向外部配管，所述电池构成体由所容纳的多个所述单体电池构成。[11]也可以如下方式设置：所述模块由两个以上组块串联构成，所述组块由两个以上电路并联构成，所述电路串联有两个以上所述单体电池。[12]在第一本专利技术中也可以如下方式设置：具有对应于各所述模块而设置的组块判定部，所述组块判定部检测所对应的所述模块所含有的全部组块在放电末期的开路电压(opencircuitvoltage)值，并基于检测到的所述开路电压值，判定发生故障的组块，所述故障模块判定部将多个所述模块中的含有发生所述故障的组块的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二次电池系统，其特征在于，所述二次电池系统具有：两个以上模块(16)，其由多个二次电池的单体电池(12)容纳于框体(14)而形成；监控部(102)，其用于从两个以上所述模块(16)中，至少判定发生活性物质泄漏的模块(16)；主导管(104)，其配置于两个以上所述模块(16)和所述监控部(102)之间；多个副导管(106)，所述副导管(106)对应于各所述模块(16)而设置，且每个所述模块(16)至少安装一个所述副导管(106)；及多个电磁阀(SV)，其对应于各所述副导管(106)而设置，并且用于开闭所对应的副导管(106)和所述主导管(104)之间的连通，其中，所述监控部(102)具有：泵(110)，其与所述主导管(104)连接，并且用于将从副导管(106)导入至所述主导管(104)的气体吸入至所述监控部(102)；活性物质检测传感器(112)，其用于检测在所述主导管(104)中流动的气体所含有的活性物质；故障模块判定部(116)，其基于来自所述活性物质检测传感器(112)的输出，判定发生活性物质泄漏的模块(16)；及序列控制部(118)，其按照预先设定的序列实行多个所述电磁阀(SV)的开闭操作。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.15 JP 2012-1361991.一种二次电池系统，其特征在于，所述二次电池系统具有：两个以上模块(16)，其由多个二次电池的单体电池(12)容纳于框体(14)而形成；监控部(102)，其用于从两个以上所述模块(16)中，至少判定发生活性物质泄漏的模块(16)；主导管(104)，其配置于两个以上所述模块(16)和所述监控部(102)之间；多个副导管(106)，所述副导管(106)对应于各所述模块(16)而设置，且每个所述模块(16)至少安装一个所述副导管(106)；及多个电磁阀(SV)，其对应于各所述副导管(106)而设置，并且用于开闭所对应的副导管(106)和所述主导管(104)之间的连通，其中，所述监控部(102)具有：泵(110)，其与所述主导管(104)连接，并且用于将从副导管(106)导入至所述主导管(104)的气体吸入至所述监控部(102)；活性物质检测传感器(112)，其用于检测在所述主导管(104)中流动的气体所含有的活性物质；故障模块判定部(116)，其基于来自所述活性物质检测传感器(112)的输出，判定发生活性物质泄漏的模块(16)；及序列控制部(118)，其按照预先设定的序列实行多个所述电磁阀(SV)的开闭操作，所述序列控制部(118)依次打开多个所述电磁阀(SV)，并且将打开各所述电磁阀(SV)的时间设定为一定期间，从而将分别来自不同的所述副导管(106)的气体依次导入至所述主导管(104)；所述故障模块判定部(116)基于所述电磁阀(SV)的打开操作的切换时间，对来自所述活性物质检测传感器(112)的输出进行抽样，从而得到每个所述副导管(106)的检测值，在探测出抽样得到的所述检测值达到需要排气的排气需要设定值以上的阶段；或由之前的抽样检测值连续地求出平均值，并探测出该平均值达到标准偏差+1σ以上的阶段，所述故障模块判定部(116)进行如下操作：(1)暂停依次打开多个所述电磁阀(SV)的操作，关闭全部所述电磁阀(SV)；(2)将基准气体导入至所述主导管(104)，并排出所述主导管(104)内的气体；(3)重新开始依次打开所述电磁阀(SV)的操作。2.根据权利要求1所述的二次电池系统，其特征在于，所述故障模块判定部(116)将安装有满足如下条件的副导管(106)的模块(16)判定为发生活性物质泄漏的模块(16)，所述副导管(106)在与所有所述副导管(106)相对应的检测值中，对应于在预先设定的规定值以上的检测值。3.根据权利要求1所述的二次电池系统，其特征在于，所述故障模块判定部(116)依次进行如下处理：从与所有副导管(106)相对应的检测值中抽出一个检测值，将抽出的检测值与其他检测值进行比较并算出偏差，如果所述偏差在设定范围之外，则将安装有与进行比较的检测值中的高检测值相对应的副导管(106)的模块(16)，判定为发生活性物质泄漏的模块(16)。4.根据权利要求1所述的二次电池系统，其特征在于，在所述一定期间内，存在至少两个所述电磁阀(SV)一起打开的期间。5.根据权利要求1所述的二次电池系统，其特征在于，所述监控部(102)具有疏水箱(114)，所述疏水箱(114)用于至少从所述主导管(104)内流动的气体中去除水分。6.根据权利要求1所述的二次电池系统，其特征在于，所述二次电池系统具有阀门站(122)，所述阀门站(122)与串联规定个数的所述模块(16)而构成的两个以上模块列(18)的各所述模块列(18)相对应地设置，并且具有分别与所述规定个数相对应的个数的所述电磁阀(SV)，其中，所述序列控制部(118)具有：主控制部(120)，其设置于所述监控部(102)；和远程控制部(124)，其对应于各所述模块列(18)而设置，并基于所述主控制部(120)发出的指令信号，控制所对应的所述阀门站(122)的所述电磁阀(SV)。7.根据权利要求1所述的二次电池系统，其特征在于，对每一个所述模块(16)均安装有两个所述副导管(106)。8.根据权利要求7所述的二次电池系统，其特征在于，所述模块(16)的所述框体(14)具有：箱体(22)，其用于容纳多个所述单体电池(12)；和盖体(24)，其用于关闭该箱体(22)的上表...

【专利技术属性】
技术研发人员：福原基广，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP