电池测试装置、方法和系统制造方法及图纸

提供一种电池测试装置、方法和系统，其利用例如充放电仪等测试仪器对例如液流电池等电池单体或电池堆进行测试。电池测试装置包括：测试仪器，用于执行电池测试；以及电压补偿装置，连接在电池与测试仪器之间，用于对测试仪器启动电压与电池两端电压之差进行补偿，使得能够启动测试仪器执行测试。根据本发明专利技术，提供补偿电压用于充放电仪的启动，提供了成本低、操作方便的电池测试。针对液流电池，提供了渗漏检测器，能够及时、方便地检测到电解液渗漏。测试系统能够进行连锁控制，确保在电池状态异常、测试仪器发生故障或者电解液渗漏情况下自动进行连锁控制，停止系统运行，保证无人值守状态下的安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池测试技术，具体涉及利用例如充放电仪等测试仪器对例如液流电池等电池单体或电池堆进行测试的电池测试装置、方法和系统。
技术介绍
全钒液流储能电池(all vanadium redox flow battery,VRB)以溶解于一定浓度硫酸溶液中的不同价态的钒离子为电池充放电时正负极电极反应的活性物质。全钒液流储能电池除具有液流储能电池的普遍优点外，由于电解质金属离子只有钒离子一种，还能够避免充放电时因为离子互串而导致的电解液污染问题，并且钒电解质溶液可循环使用和再生利用，节约资源。电池测试是电化学能源研发和生产过程中的关键环节。目前在全钒液流电池单体测试中，并没有一套标准化的产品出现，最主要的方式有三种第一，应用电化学测试设备测试；第二种是利用充放电电仪，例如，铅酸蓄电池充放电电仪进行测试；第三种测试方法是利用恒流或恒压电源进行充电，以恒电阻或用电器(即恒功率)进行放电。使用电化学测试设备多为高校或科研院所，如使用电化学工作站，或电化学综合测试仪，这类设备一般提供较多的电化学测试功能，但是通常提供的电流强度较低，而且价格较高。以Princeton allpled reserch (PAR)PARSTAT 2273型电化学工作站为例，一台的价格约在30万元人民币，但只能提供2A的电流输出，要增大电流值，须购置另外的配件。在大功率全钒液流电池测试时不适用，或测试成本较为昂贵。使用恒流电源充电、使用恒电阻或用电器恒功率放电的方法虽然比较直观，在一般示范项目、展览中或一些物理学实验室也比较常用，但这种测试方法充放电的电压、电流很难自由调节，故在电化学测试中较为不便。充放电仪是目前企业最常用的测试手段，价格便宜，可以实现简单的编程，这种充放电仪，为防止电池电压过低，一般采用电压、电流双闭环控制。即在设定充放电电流时，同时设定电压下限值为U0O当电池两端电压值U大于U0时，则按照设定的电流值进行充放电测试，当电池两端电压值U小于U0时，则不符合启动条件，充放电仪不启动。一般充放电仪是针对铅酸蓄电池设计的，铅酸蓄电池单体额定电压为2V，一个电池组由6片单体电池组成，额定电压是12V。对于全钒液流电池来说，电池单体充满时开路电压OCV值一般不超过 1. 65V，放完时一般不超过1. 3V，放电后的工作电压会更低，有时会小于IV，故不完全适用。 因此经常做法是要求厂家定做设备，增加摩斯电路，因此，使用一台充放电仪就需要定做一台，由此带来较高的技术改造费用和较长的周期。此外，电化学测试设备及充放电仪只能记录电池的电压、电流以及单体电池(或电堆，即，由电池单体通过串联或并联组成的电池组)温度的变化特征，对于钒电池运行的其他工艺参数状态(如电解液流速或流量，电解液温度、储液罐内电解液液位变化等)无法记录。即，在测试过程中无法耦合电池性能与电池运行状态的对应关系。另外，液流电池在运行过程中电解液是在电池内外循环的，且对温度较为敏感，已发生过电解质析出而阻塞管路、碳毡电极表面杂质堵塞管路、电解液泄漏或副反应(如发生水电解反应)等问题。又由于全钒液流电池容量与功率相对独立，有些情况下连续测试时间要远远长于其他种类的电池，因此对测试的便捷性和安全性有非常高的要求。
技术实现思路
针对现有技术中的一个或多个问题，本专利技术的一个目的是提供一种电池测试装置、方法和系统，其利用例如充放电仪等测试仪器对例如液流电池等电池单体或电池堆进行测试。根据本专利技术一方面，提供了一种电池测试装置，包括测试仪器，与待测试的电池相连，用于执行电池测试；以及电压补偿装置，连接在电池与测试仪器之间，用于对测试仪器启动电压与电池两端电压之差进行补偿，使得能够启动测试仪器执行测试。 根据本专利技术实施例，当电池两端电压不小于测试仪器启动电压时，电压补偿装置不提供补偿电压；当电池两端电压小于测试仪器启动电压时，电压补偿装置提供补偿电压。根据本专利技术实施例，电压补偿装置包括补偿电源、电流限制器和补偿控制器，电流限制器与测试仪器、补偿控制器、补偿电源以及电池相连，补偿电源用于提供补偿电压，所述补偿电压对测试仪器启动电压与电池两端电压之差进行补偿；电流限制器用于将通过电压补偿装置的电流限制到零或接近零；以及补偿控制器用于根据测试仪器启动电压和电池两端电压来控制所述补偿电源，并根据电池两端电压和补偿电压来控制电流限制器。根据本专利技术实施例，电池包括液流电池单体或电池堆，测试仪器包括充放电仪。备选地，电池包括全钒液流电池。根据本专利技术另一方面，提供了一种电池测试方法，包括如下步骤在利用测试仪器测试电池的情况下，当电池两端电压小于测试仪器启动电压时，提供补偿电压，对测试仪器启动电压与电池两端电压之差进行补偿，使得能够启动测试仪器执行测试。根据本专利技术实施例，测试方法还包括当电池两端电压与补偿电压不相等时，进行电流限制，以将通过电压补偿装置的电流限制到零或接近零。根据本专利技术又一方面，提供了一种电池测试系统，包括测试仪器，用于执行电池测试；电池监测装置，用于监测电池测试过程中电池的状态，并提供有关电池状态的信息， 其中，有关电池状态的信息包括电池两端电压；电压补偿装置，连接在电池与测试仪器之间，电压补偿装置从电池监测装置获得电池两端电压，并对测试仪器启动电压与电池两端电压之差进行补偿，使得能够启动测试仪器执行测试；以及分析控制装置，与测试仪器和电池监测装置相连，用于从电池监测装置获得有关电池状态的信息以及从测试仪器获得测试结果，分析有关电池状态的信息以及测试结果，并根据分析结果控制测试仪器和电池监测装置的操作。根据本专利技术实施例，当有关电池状态的信息的分析结果显示了电池状态异常、或者测试仪器发生故障时，分析控制装置向测试仪器和电池监测装置发出连锁指令，以停止测试系统的运行。根据本专利技术实施例，测试系统还包括一个或多个渗漏检测器，安装在测试系统中易于发生电池电解液渗漏的一个或多个位置处，并连接至分析控制装置，每个渗漏检测器用于检测电池电解液的渗漏，并在检测到渗漏发生时向分析控制装置通知发生了渗漏。根据本专利技术实施例，当有关电池状态的信息的分析结果显示了电池状态异常时， 或者测试仪器发生故障时，或者当渗漏检测器向分析控制装置通知发生了渗漏时，分析控制装置向测试仪器和电池监测装置发出连锁指令，以停止测试系统的运行。根据本专利技术实施例，测试仪器包括充放电仪。电池监测装置包括电压检测器、电流检测器、以及电池温度检测器。有关电池状态的信息包括电压检测器检测到的电压、电流检测器检测到的电流或电池温度检测器检测到的电池温度。当电压、电流和电池温度之一超过预定值范围时，分析结果显示电池状态异常，分析控制装置发出连锁指令，以停止测试系统的运行。根据本专利技术实施例，测试系统还包括正极电解液储液罐和负极电解液储液罐，用于存储要提供给电池的电解液。根据本专利技术实施例，电池监测装置还包括如下中的一个或多个正极气压检测器、负极气压检测器、正极电解液流量测试器、负极电解液流量测试器、正极进液计量泵、负极进液计量泵、正极电解液温度检测器、负极电解液温度检测器。有关电池状态的信息还包括正极气压、负极气压、正极电解液流量、负极电解液流量、正极计量泵泵速、负极计量泵泵速、正极电解液温度、负极电解液温度中的一个或多个。当上述有关电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张祺，孙磊，汪国庆，
申请(专利权)人：新奥科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：