一種鈉硫電池模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域的一種鈉硫電池模塊，包括由底板、兩塊側(cè)板、兩塊端板和箱蓋圍成的保溫箱，保溫箱被長(zhǎng)絕熱板和短絕熱板分隔成四個(gè)保溫室,底板上設(shè)有呈矩陣排列沉孔，每個(gè)沉孔安裝一個(gè)保護(hù)套管，每個(gè)保護(hù)套管內(nèi)裝有一個(gè)單體鈉硫電池，每個(gè)保溫室內(nèi)的單體鈉硫電池連接成為一個(gè)鈉硫電池單元；每個(gè)保溫室使用一塊底部加熱板和一塊獨(dú)用側(cè)加熱板，通過短絕熱板相鄰的兩個(gè)保溫室共用一塊公用側(cè)加熱板，通過長(zhǎng)絕熱板相鄰的兩個(gè)保溫室共用一塊端部加熱板，共十二塊配有溫度控制電路的加熱板，十二塊加熱板的周圍都有測(cè)溫?zé)犭娕迹瑴囟瓤刂齐娐泛蜏y(cè)溫?zé)犭娕季B接BMS系統(tǒng)，底板頂面的邊緣設(shè)有極大值熱電偶，長(zhǎng)絕熱板和短絕熱板頂邊的交點(diǎn)設(shè)有極小值熱電偶，極大值熱電偶和極小值熱電偶均連接BMS系統(tǒng)。
【專利說明】—種鈉硫電池模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域的一種鈉硫電池模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]鈉硫電池是一類非常有潛力的儲(chǔ)能電池，但是由于單體鈉硫電池自身的特點(diǎn)，其在工作溫度300°C _350°C時(shí)電池內(nèi)部存在大量的液態(tài)單質(zhì)鈉與單質(zhì)硫，如它們不慎接觸將會(huì)產(chǎn)生接近2000°C的高溫，在使用中有相當(dāng)高的危險(xiǎn)性；國(guó)內(nèi)在使用鈉硫電池時(shí)如何保護(hù)單體鈉硫電池不受附近損壞單體電池的影響，以及部分單體鈉硫電池失效后保證整個(gè)模塊繼續(xù)正常運(yùn)行方面尚無完備的安全防護(hù)措施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鈉硫電池模塊，其能夠保證鈉硫電池模塊的保溫箱內(nèi)任意兩點(diǎn)間的溫度差都控制在30C以內(nèi)，使保溫箱內(nèi)的溫度場(chǎng)適合于鈉硫電池的工作，尤其適用于25kW的鈉硫電池模塊。
[0004]實(shí)現(xiàn)上述目的的一種技術(shù)方案是:一種鈉硫電池模塊，包括保溫箱，所述保溫箱是由底板、兩塊相對(duì)平行設(shè)置的側(cè)板、兩塊相對(duì)平行設(shè)置的端板，以及箱蓋圍成；
[0005]所述保溫箱內(nèi)設(shè)有與所述側(cè)板平行的長(zhǎng)絕熱板，以及與所述端板平行的短絕熱板，所述長(zhǎng)絕熱板與所述短絕熱板呈十字交叉排列，將所述保溫箱等分為呈二行二列矩陣排列的四個(gè)保溫室；
[0006]所述保溫箱還包括十二塊配有溫度控制電路的加熱板和一個(gè)BMS系統(tǒng)，每塊所述加熱板的周圍都分布有若干測(cè)溫?zé)犭娕?，所述的測(cè)溫?zé)犭娕家约八黾訜岚灞砻娴臏囟瓤刂齐娐肪c所述的BMS系統(tǒng)連接；
[0007]所述底板上設(shè)有呈矩陣排列的沉孔，每個(gè)所述沉孔內(nèi)安裝一個(gè)保護(hù)套管；每個(gè)所述保護(hù)套管內(nèi)都設(shè)有一個(gè)單體鈉硫電池，每個(gè)所述保溫室內(nèi)的單體鈉硫電池對(duì)應(yīng)連接成一個(gè)鈉硫電池單元；
[0008]所述十二塊加熱板為:在所述底板上呈二行二列矩陣排布的四塊底部加熱板、在兩塊所述側(cè)板上的各一塊公用側(cè)加熱板，以及對(duì)稱位于所述公用側(cè)加熱板兩側(cè)的獨(dú)用側(cè)加熱板、在兩塊所述端板上的各一塊端部加熱板；即每個(gè)所述保溫室使用一塊底部加熱板和一塊獨(dú)用側(cè)加熱板，通過所述短絕熱板相鄰的兩個(gè)保溫室共同使用一塊公用側(cè)加熱板，通過所述長(zhǎng)絕熱板相鄰的兩個(gè)保溫室共同使用一塊端部加熱板；
[0009]所述底板頂面的邊緣設(shè)有若干極大值熱電偶，用以確定所述保溫箱內(nèi)的溫度最大值點(diǎn)的位置和溫度最大值點(diǎn)的溫度，所述極大值熱電偶均與所述BMS系統(tǒng)相連；
[0010]所述長(zhǎng)絕熱板頂邊和所述短絕熱板頂邊的交點(diǎn)為所述保溫箱的溫度最小值點(diǎn)，設(shè)有極小值熱電偶，用以確定所述保溫箱內(nèi)溫度最小值點(diǎn)的溫度，所述極小值熱電偶與所述BMS系統(tǒng)相連。
[0011]進(jìn)一步的，相鄰的所述保護(hù)套管之間通過石英砂隔離。[0012]進(jìn)一步的，所述的箱蓋為倒扣式箱蓋，所述箱蓋內(nèi)填充有緩沖材料。
[0013]進(jìn)一步的所述BMS系統(tǒng)，通過十二塊所述加熱板表面的溫度控制電路，以及十二塊所述加熱板的周圍的測(cè)溫?zé)犭娕?，?00?350°C之間控制十二塊所述加熱板表面的溫度，將所述保溫箱內(nèi)的溫度最大值點(diǎn)和溫度最小值點(diǎn)之間的溫度差控制在30°C以內(nèi)。
[0014]再進(jìn)一步的，當(dāng)所述保溫箱內(nèi)溫度最大值點(diǎn)與溫度最小值點(diǎn)之間的溫度差大于等于閾值溫度時(shí)，所述BMS系統(tǒng)調(diào)高所述溫度最大值點(diǎn)所在保溫室未使用的公用側(cè)加熱板表面的溫度，以提高溫度最小值點(diǎn)的溫度，所述閾值溫度小于30°C。
[0015]更進(jìn)一步的，當(dāng)所述保溫箱內(nèi)溫度最大值點(diǎn)與溫度最小值點(diǎn)之間的溫度差大于等于閾值溫度時(shí)，所述BMS系統(tǒng)調(diào)低溫度最大值點(diǎn)所在保溫室內(nèi)的獨(dú)用側(cè)加熱板和/或底部加熱板表面的溫度，所述閾值溫度小于30°C。
[0016]再進(jìn)一步的，所述保溫箱內(nèi)任意一個(gè)保溫室內(nèi)的底部加熱板的周圍的測(cè)溫?zé)犭娕紮z測(cè)到該底部加熱板表面的溫度在定時(shí)內(nèi)下降了 20°C或以上，所述BMS系統(tǒng)判定該底部加熱板損壞，調(diào)高該保溫室內(nèi)的獨(dú)用側(cè)加熱板表面的溫度；所述保溫箱內(nèi)任意一個(gè)保溫室內(nèi)的獨(dú)用側(cè)加熱板的周圍的測(cè)溫?zé)犭娕紮z測(cè)到該獨(dú)用側(cè)加熱板表面的溫度在定時(shí)內(nèi)下降了20°C或以上，所述BMS系統(tǒng)判定該獨(dú)用側(cè)加熱板損壞，調(diào)高該保溫室內(nèi)的底部加熱板表面的溫度。
[0017]再進(jìn)一步的，所述保溫箱內(nèi)任意一塊端部加熱板的周圍的測(cè)溫?zé)犭娕紮z測(cè)到該端部加熱板表面的溫度在定時(shí)內(nèi)下降了 20°C或以上，則所述BMS系統(tǒng)判定該端部加熱板損壞，并調(diào)高使用該端部加熱板的兩個(gè)保溫室內(nèi)的底部加熱板和/或獨(dú)用側(cè)加熱板表面的溫度。
[0018]再進(jìn)一步的，所述保溫箱內(nèi)任意一塊公用側(cè)加熱板的周圍的測(cè)溫?zé)犭娕紮z測(cè)到該公用側(cè)加熱板表面的溫度在定時(shí)內(nèi)下降了 20°C或以上，則所述BMS系統(tǒng)判定該公用側(cè)加熱板損壞，并調(diào)高使用該公用側(cè)加熱板的兩個(gè)保溫室內(nèi)的底部加熱板和/或獨(dú)用側(cè)加熱板的表面的溫度。
[0019]再進(jìn)一步的，所述BMS系統(tǒng)判定任意一個(gè)所述保溫室內(nèi)有兩塊或兩塊以上的加熱板損壞，則將該保溫室內(nèi)的鈉硫電池單元隔離。
[0020]采用了本發(fā)明的一種鈉硫電池模塊的技術(shù)方案，包括由底板、兩塊側(cè)板、兩塊端板和箱蓋圍成的保溫箱，保溫箱被長(zhǎng)絕熱板和短絕熱板分隔成呈二行二列矩陣排列的四個(gè)保溫室，底板上設(shè)有呈矩陣排列沉孔，每個(gè)沉孔安裝一個(gè)保護(hù)套管，每個(gè)保護(hù)套管內(nèi)裝有一個(gè)單體納硫電池，每個(gè)保溫室內(nèi)的單體納硫電池連接成為Iv納硫電池單兀；每個(gè)保溫室使用一塊底部加熱板和一塊獨(dú)用側(cè)加熱板，通過短絕熱板相鄰的兩個(gè)保溫室共用一塊公用側(cè)加熱板，通過長(zhǎng)絕熱板相鄰的兩個(gè)保溫室共用一塊端部加熱板，共十二塊配有溫度控制電路的加熱板，十二塊加熱板的周圍都設(shè)有測(cè)溫?zé)犭娕?，溫度控制電路和測(cè)溫?zé)犭娕季B接BMS系統(tǒng)，底板頂面的邊緣設(shè)有極大值熱電偶，長(zhǎng)絕熱板和短絕熱板頂邊的交點(diǎn)設(shè)有極小值熱電偶，極大值熱電偶和極小值熱電偶均連接BMS系統(tǒng)的技術(shù)方案。其技術(shù)效果是:其能夠保證保溫箱內(nèi)任意兩點(diǎn)間的溫度差都控制在30°C以內(nèi)，使保溫箱內(nèi)的溫度場(chǎng)適合于鈉硫電池模塊的工作，尤其適合用于25KW的鈉硫電池模塊。
【專利附圖】

【附圖說明】[0021]圖1為本發(fā)明的一種鈉硫電池模塊的溫箱立體透視圖。
[0022]圖2為本發(fā)明的一種鈉硫電池模塊的保溫箱的箱蓋仰視圖。
[0023]圖3為本發(fā)明的一種鈉硫電池模塊的保溫箱的加熱板的展開排布示意圖。
[0024]圖4為本發(fā)明的一種鈉硫電池模塊的BMS系統(tǒng)安裝圖。
[0025]圖5為本發(fā)明的一種鈉硫電池模塊的保溫箱立體圖。
[0026]圖6為本發(fā)明的一種鈉硫電池模塊的測(cè)溫?zé)犭娕?、極大值熱電偶、極小值熱電偶、溫度控制電路與BMS系統(tǒng)連接圖。
[0027]圖7為本發(fā)明的一種鈉硫電池模塊的沉孔分布示意圖。
[0028]圖8為本發(fā)明的一種鈉硫電池模塊的保護(hù)套管分布示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]請(qǐng)參閱圖1至圖8，本發(fā)明的發(fā)明人為了能更好地對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行理解，下面通過具體的實(shí)施例，并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)地說明:
[0030]請(qǐng)參閱圖1至圖8，本發(fā)明的一種鈉硫電池模塊為25kW的鈉硫電池模塊，包括一個(gè)保溫箱，保溫箱為長(zhǎng)方體，長(zhǎng)2020mm，寬1510mm，高1220mm。保溫箱由底板1、前側(cè)板3、后側(cè)板2、左端板4和右端板5和箱蓋6圍成。同時(shí)，保溫箱的底板1、前側(cè)板3、后側(cè)板2、左端板4和右端板5上一共分布了十二塊加熱板，每塊加熱板都配備有一個(gè)獨(dú)立的溫度控制電路，該十二個(gè)溫度控制電路同時(shí)連接一個(gè)BMS系統(tǒng)9 (電池管理系統(tǒng))，該BMS系統(tǒng)9外掛在前側(cè)板3的外側(cè)，通過遠(yuǎn)程主機(jī)(圖中未顯示)進(jìn)行控制。箱蓋6上無加熱板。保溫箱內(nèi)還設(shè)有與前側(cè)板3或后側(cè)板2平行的長(zhǎng)絕熱板7，以及與左端板4或右端板5平行的短絕熱板8。長(zhǎng)絕熱板7和短絕熱板8呈十字交叉排列，將保溫箱內(nèi)的空間等分為呈二行二列矩陣排列的四個(gè)保溫室，即左后保溫室100、左前保溫室200、右后保溫室300和右前保溫室400。左后保溫室100、左前保溫室200、右后保溫室300和右前保溫室400均可裝載一個(gè)獨(dú)立的鈉硫電池單元，且能保證四個(gè)鈉硫電池單元之間的正常運(yùn)行不相互影響。
[0031]同時(shí)，底板I的頂面上還分布有呈矩陣排列的圓形的沉孔15，每個(gè)沉孔15可以安裝一個(gè)保護(hù)套管16，保護(hù)套管16依照單體鈉硫電池尺寸設(shè)計(jì)為圓柱狀，單體鈉硫電池(圖中未顯示)安裝在保護(hù)套管16內(nèi)，這樣設(shè)計(jì)的目的在于:將每個(gè)單體鈉硫電池固定在特定的位置上，即使某個(gè)單體鈉硫電池出現(xiàn)故障，也不會(huì)有太大的位移，撞擊或影響附近的單體鈉硫電池；保護(hù)套管16由云母制成，耐高溫且絕緣。相鄰的保護(hù)套管16之間填充石英砂，部分起到阻止單體鈉硫電池失效后，單體鈉硫電池內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)四處流動(dòng)。左后保溫室100、左前保溫室200、右后保溫室300和右前保溫室400內(nèi)的單體鈉硫電池對(duì)應(yīng)通過一個(gè)單元繼電器連接成為一個(gè)鈉硫電池單元(圖中未顯示)，四個(gè)鈉硫電池單元通過一個(gè)模塊繼電器(圖中未顯示)連接成為鈉硫電池模塊。
[0032]請(qǐng)參閱圖1至圖8，保溫箱內(nèi)設(shè)有十二塊加熱板，包括，保溫箱的底板I上的呈二行二列矩陣排列的四塊底部加熱板，即左后底部加熱板11、左前底部加熱板12、右后底部加熱板13、右前底部加熱板14。左后底部加熱板11、左前底部加熱板12、右后底部加熱板13、右前底部加熱板14對(duì)應(yīng)位于左后保溫室100、左前保溫室200、右后保溫室300和右前保溫室400內(nèi)。
[0033]前側(cè)板3和后側(cè)板2上各有一塊公用側(cè)加熱板，以及位于公用側(cè)加熱板兩側(cè)的獨(dú)用側(cè)加熱板。即后側(cè)板2上的左后獨(dú)用加熱板21、后公用加熱板22以及右后獨(dú)用加熱板23，前側(cè)板3上的左前獨(dú)用加熱板31、前公用加熱板32以及右前獨(dú)用加熱板33。
[0034]前端板4和右端板5的中部各自設(shè)有一塊端部加熱板,即左端板4的中部設(shè)有左加熱板41，右端板5的中部設(shè)有右加熱板51。
[0035]因此，左后保溫室100分配得到左后底部加熱板11、左后獨(dú)用加熱板21、半塊后公用加熱板22和半塊左加熱板41。左前保溫室200分配得到左前底部加熱板12、左前獨(dú)用加熱板31、半塊前公用加熱板32和半塊左加熱板41。右后保溫室300分配得到右后底部加熱板13、右后獨(dú)用加熱板23、半塊后公用加熱板22和半塊右加熱板51。右前保溫室400分配得到右前底部加熱板14、右前獨(dú)用加熱板33、半塊前公用加熱板32和半塊右加熱板51?；蛘哒f通過短絕熱板8相鄰的兩個(gè)保溫室共同使用一塊公用側(cè)加熱板，通過長(zhǎng)絕熱板7相鄰的兩個(gè)保溫室共同使用一塊端部加熱板。十二塊所述加熱板在該保溫箱的底板1、前側(cè)板3、后側(cè)板2、左端板4和右端板5上均勻分布，且能分別獨(dú)立控制，保證保溫箱內(nèi)溫場(chǎng)的均衡，溫度最大值點(diǎn)和溫度最小值點(diǎn)的溫度差在30°C以內(nèi)。
[0036]同時(shí)，保溫箱內(nèi)還設(shè)有極大值熱電偶(圖中未顯示)和極小值熱電偶(圖中未顯示)，以找出保溫箱內(nèi)溫度最大值點(diǎn)和溫度最小值點(diǎn)的位置和溫度。其中保溫箱內(nèi)溫度最大值點(diǎn)一般出現(xiàn)在底板I頂面的邊緣，因此極大值熱電偶分布于底板I頂面的邊緣上。保溫箱內(nèi)溫度最小值點(diǎn)出現(xiàn)在長(zhǎng)絕熱板7的頂邊上，或者短絕熱板8的頂邊上，因此極小值熱電偶分布于長(zhǎng)絕熱板7的頂邊上，或者短絕熱板8的頂邊上。由于長(zhǎng)絕熱板7和短絕熱板8的絕熱性能，在絕大多數(shù)情況下，保溫箱內(nèi)溫度最小值點(diǎn)都位于長(zhǎng)絕熱板7和短絕熱板8的頂邊的交點(diǎn)上。即圖1中的O點(diǎn)上。各塊加熱板的周圍分布有若干測(cè)溫?zé)犭娕迹糜跍y(cè)量各塊加熱板表面的溫度。所述測(cè)溫?zé)犭娕?、所述極大值熱電偶以及所述極小值熱電偶都與BMS系統(tǒng)9連接。
[0037]保溫箱的BMS系統(tǒng)9比較所有極大值熱電偶測(cè)量的溫度值，取其中的最大值的點(diǎn)為保溫箱內(nèi)的溫度最大值點(diǎn)，并認(rèn)定該極大值熱電偶所測(cè)量的溫度為保溫箱內(nèi)的最高溫度，比較所有極小值熱電偶測(cè)量的溫度值，取其中的最小值所在的點(diǎn)為保溫箱的溫度最小值點(diǎn)，并認(rèn)定該極小值熱電偶所測(cè)量的溫度為保溫箱內(nèi)的最低溫度。下面以溫度最大值點(diǎn)位于左后保溫室100內(nèi)的情況進(jìn)行舉例說明。
[0038]溫度最大值點(diǎn)位于左后保溫室100內(nèi)，溫度最小值點(diǎn)位于長(zhǎng)絕熱板7和短絕熱板8的頂邊的交點(diǎn)，即O點(diǎn)上。當(dāng)BMS系統(tǒng)9通過極大值熱電偶以及極小值熱電偶發(fā)現(xiàn)保溫箱內(nèi)溫度最大值點(diǎn)與溫度最小值點(diǎn)的溫度差超過閾值溫度時(shí)，該閾值溫度一般在27?29°C時(shí)，則BMS系統(tǒng)9通過左后底部加熱板11和/或左后獨(dú)用加熱板21的溫度控制電路，以及左后底部加熱板11和/或左后獨(dú)用加熱板21周圍的測(cè)溫?zé)犭娕?，降低左后底部加熱?1和/或左后獨(dú)用加熱板21表面的溫度，從而降低位于左后保溫室100的溫度最大值點(diǎn)的溫度。這樣操作的原因在于左后底部加熱板11和左后獨(dú)用加熱板21距離溫度最大值點(diǎn)距離較近，而距離溫度最小值點(diǎn)距離較遠(yuǎn)，左后底部加熱板11和左后獨(dú)用加熱板21表面的溫度降低后，可以有效降低溫度最大值點(diǎn)的溫度，而不至于造成溫度最小值點(diǎn)溫度的持續(xù)降低，同時(shí)對(duì)其它保溫室的影響也較小。在實(shí)際使用過程中，左后底部加熱板11和左后獨(dú)用加熱板21降溫的順序并沒有強(qiáng)制的規(guī)定。
[0039]BMS系統(tǒng)9繼續(xù)定時(shí)比較保溫箱的溫度最大值點(diǎn)與溫度最小值點(diǎn)的溫度差，若溫度最大值點(diǎn)與溫度最小值點(diǎn)的溫度差繼續(xù)擴(kuò)大，由于在保溫箱中，前公用加熱板22和溫度最小值點(diǎn)的距離是最小的，因此，為了提高溫度最小值點(diǎn)的溫度，又不造成溫度最大值點(diǎn)溫度的升高，BMS系統(tǒng)9通過前公用加熱板32的溫度控制電路，以及前公用加熱板32周圍的測(cè)溫?zé)犭娕迹咔肮眉訜岚?2表面的溫度，從而使溫度最小值點(diǎn)溫度升高。
[0040]在BMS系統(tǒng)9通過前公用加熱板32的溫度控制電路，增大前公用加熱板32表面的溫度的同時(shí)，還可以通過左加熱板41和右加熱板51的溫度控制電路，以及左加熱板41和右加熱板51周圍的測(cè)溫?zé)犭娕?，降低左加熱?1和右加熱板51表面的溫度，以降低前公用加熱板32表面的溫度升高對(duì)于左前保溫室200和右前保溫室400溫度的影響，同時(shí)還能進(jìn)一步降低位于左后保溫室100內(nèi)溫度最大值點(diǎn)的溫度。
[0041]若位于左后保溫室100內(nèi)的左后底部加熱板11周圍的測(cè)溫?zé)犭娕紮z測(cè)到左后底部加熱板11表面的溫度在定時(shí)內(nèi)，比如2小時(shí)內(nèi)下降了 20°C或以上，判定左后底部加熱板
11損壞，并向BMS系統(tǒng)9發(fā)出表示左后底部加熱板11損壞的信號(hào)，BMS系統(tǒng)9通過左后獨(dú)用加熱板21的溫度控制電路以及左后獨(dú)用加熱板21周圍的測(cè)溫?zé)犭娕?，提高左后?dú)用加熱板21表面的溫度，控制左后保溫室100的溫度不再下降，或?qū)⒆蠛蟊厥?00內(nèi)的溫度恢復(fù)到左后底部加熱板11損壞前的溫度。若左后保溫室100內(nèi)的溫度繼續(xù)下降，BMS系統(tǒng)9通過左加熱板41的溫度控制電路，以及左加熱板41周圍的測(cè)溫電路，調(diào)高左加熱板41表面的溫度，控制左后保溫室100的溫度不再下降，或?qū)⒆蠛蟊厥?00內(nèi)的溫度恢復(fù)到左后底部加熱板11損壞前的溫度。同時(shí)，BMS系統(tǒng)9還可通過左前底部加熱板12的溫度控制電路以及左前底部加熱板12周圍的測(cè)溫?zé)犭娕?，或者左前?dú)用加熱板31的溫度控制電路及左前獨(dú)用加熱板31周圍的測(cè)溫?zé)犭娕?，調(diào)低左前底部加熱板12或者左前獨(dú)用加熱板31表面的溫度，減少左加熱板41表面溫度上升對(duì)于左前保溫室200的影響。BMS系統(tǒng)9通過后公用加熱板22的溫度控制電路及后公用加熱板22周圍的測(cè)溫?zé)犭娕?，調(diào)高后公用加熱板22表面的溫度，控制左后保溫室100的溫度不再下降，或?qū)⒆蠛蟊厥?00內(nèi)的溫度恢復(fù)到左后底部加熱板11損壞前的溫度。同時(shí)，BMS系統(tǒng)9還可通過右后底部加熱板13的溫度控制電路以及右后底部加熱板13周圍的測(cè)溫?zé)犭娕?，或者右后?dú)用加熱板23的溫度控制電路及右后獨(dú)用加熱板23周圍的測(cè)溫?zé)犭娕迹{(diào)低右后底部加熱板13或者右后獨(dú)用加熱板23表面的溫度，減少后公用加熱板22表面溫度上升對(duì)于右后保溫室300的影響。
[0042]若位于左后保溫室100內(nèi)的左后獨(dú)用加熱板21周圍的測(cè)溫?zé)犭娕紮z測(cè)到左后獨(dú)用加熱板21表面的溫度在定時(shí)內(nèi)，比如2小時(shí)內(nèi)下降了 20°C或以上，判定左后獨(dú)用加熱板21損壞，并向BMS系統(tǒng)9發(fā)出表示左后獨(dú)用加熱板21損壞的信號(hào)，BMS系統(tǒng)9通過左后底部加熱板11的溫度控制電路以及左后底部加熱板11周圍的測(cè)溫?zé)犭娕?，提高左后底部加熱?1表面的溫度，控制左后保溫室100的溫度不再下降，或?qū)⒆蠛蟊厥?00內(nèi)的溫度恢復(fù)到左后獨(dú)用加熱板21損壞前的溫度。若左后保溫室100內(nèi)的溫度繼續(xù)下降，BMS系統(tǒng)9通過左加熱板41的溫度控制電路，調(diào)高左加熱板41表面的溫度，控制左后保溫室100的溫度不再下降，或?qū)⒆蠛蟊厥?00內(nèi)的溫度恢復(fù)到左后獨(dú)用加熱板21損壞前的溫度。同時(shí)，BMS系統(tǒng)9還可通過左前底部加熱板12的溫度控制電路以及左前底部加熱板12周圍的測(cè)溫?zé)犭娕?，或者左前?dú)用加熱板31的溫度控制電路及左前獨(dú)用加熱板31周圍的測(cè)溫?zé)犭娕?，調(diào)低左前底部加熱板12或者左前獨(dú)用加熱板31表面的溫度，減少左加熱板41表面溫度上升對(duì)于左前保溫室200的影響。BMS系統(tǒng)9通過后公用加熱板22的溫度控制電路及后公用加熱板22周圍的測(cè)溫?zé)犭娕?，調(diào)高后公用加熱板22表面的溫度，控制左后保溫室100的溫度不再下降，或?qū)⒆蠛蟊厥?00內(nèi)的溫度恢復(fù)到左后獨(dú)用加熱板21損壞前的溫度。同時(shí)，BMS系統(tǒng)9還可通過右后底部加熱板13的溫度控制電路以及右后底部加熱板13周圍的測(cè)溫?zé)犭娕?，或者右后?dú)用加熱板23的溫度控制電路及右后獨(dú)用加熱板23周圍的測(cè)溫?zé)犭娕迹{(diào)低右后底部加熱板13或者右后獨(dú)用加熱板23表面的溫度，減少后公用加熱板22表面溫度上升對(duì)于右后保溫室300的影響。
[0043]若位于左加熱板41周圍的測(cè)溫?zé)犭娕紮z測(cè)到左加熱板41表面的溫度在定時(shí)內(nèi)，比如2小時(shí)內(nèi)下降了 20°C或以上，則判定左加熱板41損壞，并向BMS系統(tǒng)9發(fā)出表示左加熱板41損壞的信號(hào)，BMS系統(tǒng)9通過左后獨(dú)用加熱板21的溫度控制電路和左后獨(dú)用加熱板21周圍的測(cè)溫?zé)犭娕?，以及左前?dú)用加熱板31的溫度控制電路以及左前獨(dú)用加熱板31周圍的測(cè)溫?zé)犭娕迹岣咦蠛螵?dú)用加熱板21表面的溫度和左前獨(dú)用加熱板31表面的溫度，控制左后保溫室100和左前保溫室200的溫度不再下降，或?qū)⒆蠛蟊厥?00和左前保溫室200的溫度恢復(fù)到左加熱板41損壞前的溫度。BMS系統(tǒng)9通過左后底部加熱板11的溫度控制電路和左后底部加熱板11周圍的測(cè)溫?zé)犭娕迹约白笄暗撞考訜岚?2的溫度控制電路以及左前底部加熱板12周圍的測(cè)溫?zé)犭娕?，提高左后底部加熱?1表面的溫度和左前底部加熱板12表面的溫度，控制左后保溫室100和左前保溫室200的溫度不再下降，或?qū)⒆蠛蟊厥?00和左前保溫室200的溫度恢復(fù)到左加熱板41損壞前的溫度。
[0044]若位于后公用加熱板22周圍的測(cè)溫?zé)犭娕紮z測(cè)到后公用加熱板22表面的溫度在定時(shí)內(nèi)，比如2小時(shí)內(nèi)下降了 20°C或以上，則判定后公用加熱板22損壞，并向BMS系統(tǒng)9發(fā)出表示后公用加熱板22損壞的信號(hào)，BMS系統(tǒng)9通過左后獨(dú)用加熱板21的溫度控制電路和左后獨(dú)用加熱板21周圍的測(cè)溫?zé)犭娕迹约坝液螵?dú)用加熱板23的溫度控制電路以及右后獨(dú)用加熱板23周圍的測(cè)溫?zé)犭娕?，提高左后?dú)用加熱板21表面的溫度和右后獨(dú)用加熱板23表面的溫度，控制左后保溫室100和右后保溫室300的溫度不再下降，或?qū)⒆蠛蟊厥?00和右后保溫室300的溫度恢復(fù)到后公用加熱板22損壞前的溫度。BMS系統(tǒng)9通過左后底部加熱板11的溫度控制電路和左后底部加熱板11周圍的測(cè)溫?zé)犭娕?，以及右后底部加熱?3的溫度控制電路以及右后底部加熱板13周圍的測(cè)溫?zé)犭娕?，提高左后底部加熱?1表面的溫度和右后底部加熱板13表面的溫度，控制左后保溫室100和右后保溫室300的溫度不再下降，或?qū)⒆蠛蟊厥?00和右后保溫室300的溫度恢復(fù)到后公用加熱板22損壞前的溫度。
[0045]這樣，鈉硫電池模塊中任意一塊加熱板損壞，鈉硫電池模塊仍然能正常運(yùn)行。實(shí)施例中僅對(duì)左后保溫室100內(nèi)有加熱板損壞的情況進(jìn)行了舉例說明。
[0046]鈉硫電池模塊正常運(yùn)行過程中，十二塊加熱板表面的溫度均應(yīng)控制在300?350°C之間。
[0047]若BMS系統(tǒng)9發(fā)現(xiàn)左后底部加熱板11、左后獨(dú)用加熱板21、左加熱板41和后公用加熱板22中有任意兩塊或兩塊以上損壞，或者左后保溫室100內(nèi)難以室100內(nèi)任意一個(gè)測(cè)溫?zé)犭娕?、極大值熱電偶測(cè)得的溫度大于350°C，則將左后保溫室100內(nèi)的鈉硫電池單元通過所述模塊繼電器隔離出將該鈉硫電池單元隔離出整個(gè)鈉硫電池模塊。
[0048]在鈉硫電池模塊中，將每個(gè)單體鈉硫電池和保護(hù)套管16通過沉孔15定位與獨(dú)立保護(hù)，大大減小了單體鈉硫電池受附近損壞的單體鈉硫電池的影響；在鈉硫電池模塊中，通過長(zhǎng)絕熱板7和短絕熱板8進(jìn)行鈉硫電池單元的分割，避免了由于一個(gè)單體鈉硫電池?fù)p壞而導(dǎo)致整個(gè)鈉硫電池模塊無法運(yùn)行的可能性。
[0049]保溫箱的箱蓋6底面的邊緣設(shè)有卡接槽61?？ń硬?1與后側(cè)板2、左端板4、前側(cè)板3和右端板5的頂面卡接?？ń硬?1的外圈與后側(cè)板2、左端板4、前側(cè)板3和右端板5固定，即箱蓋6與后側(cè)板2、左端板4、前側(cè)板3和右端板5的接縫口位于后側(cè)板2、左端板
4、前側(cè)板3和右端板5的外側(cè)，即箱蓋6為倒扣式箱蓋。這樣一方面可以防止雨水浸入保溫箱內(nèi)，另一方面還能在任意一個(gè)單體鈉硫電池發(fā)生噴泄時(shí)將泄漏物隔離在保溫箱內(nèi)。同時(shí)，箱蓋6的底面是由云母板制成的，箱蓋6的頂面是由不銹鋼制成的，箱蓋6的頂面進(jìn)行了防腐蝕處理。箱蓋6的底面和頂面之間還填充了緩沖保溫材料，進(jìn)一步有效阻止外部雨水等對(duì)單體鈉硫電池有害的物質(zhì)進(jìn)入鈉硫電池模塊，以及防止鈉硫電池模塊內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)散出保溫箱外，也使箱蓋6具備抗沖擊能力，保證鈉硫電池模塊內(nèi)部有單體鈉硫電池?fù)p壞時(shí)保溫箱外部的安全。本實(shí)施例中，卡接槽61的外圈與后側(cè)板2、左端板4、前側(cè)板3和右端板5外壁之間的焊接工藝為氬氣保護(hù)激光焊，保證了鈉硫電池模塊在運(yùn)行時(shí)保溫箱周圍環(huán)境的安全性。
[0050]同時(shí)，底板1、后側(cè)板2、左端板4、前側(cè)板3和右端板5的外壁，即面向保溫箱外部的一側(cè)均采用不銹鋼板，并涂敷防腐蝕保護(hù)涂層，以提高保溫箱的抗腐蝕的能力。底板1、后側(cè)板2、左端板4、前側(cè)板3和右端板5的內(nèi)壁，即面向保溫箱內(nèi)部的一側(cè)均采用云母板，云母板與不銹鋼板之間填充保溫緩沖材料，增強(qiáng)底板1、后側(cè)板2、左端板4、前側(cè)板3和右端板5的抗沖擊能力，并防止有效防止保溫箱內(nèi)熱量的散失，十二塊加熱板對(duì)應(yīng)鑲嵌在底板1、后側(cè)板2、左端板4、前側(cè)板3和右端板5的內(nèi)壁中。沉孔15位于底板I內(nèi)壁的頂面上。保證單體鈉硫電池之間不發(fā)生電學(xué)方面的影響。
[0051]本發(fā)明一種鈉硫電池模塊，通過對(duì)于保溫箱的改進(jìn)，提供數(shù)目較大的單體鈉硫電池工作環(huán)境，保證了良好的溫度場(chǎng)與內(nèi)部安全環(huán)境；內(nèi)部能起到對(duì)單體鈉硫電池的保護(hù)作用；同時(shí)保證在某些受損的鈉硫電池單元無法運(yùn)作時(shí)，剩余鈉硫電池單元的正常運(yùn)作；數(shù)量較大的單體鈉硫電池聚集時(shí)，降低了周邊設(shè)備的使用數(shù)量，降低了體系的成本。
[0052]本【技術(shù)領(lǐng)域】中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鈉硫電池模塊，包括保溫箱，所述保溫箱是由底板、兩塊相對(duì)平行設(shè)置的側(cè)板、兩塊相對(duì)平行設(shè)置的端板，以及箱蓋圍成，其特征在于: 所述保溫箱內(nèi)設(shè)有與所述側(cè)板平行的長(zhǎng)絕熱板，以及與所述端板平行的短絕熱板，所述長(zhǎng)絕熱板與所述短絕熱板呈十字交叉排列，將所述保溫箱等分為呈二行二列矩陣排列的四個(gè)保溫室； 所述保溫箱還包括十二塊配有溫度控制電路的加熱板和一個(gè)BMS系統(tǒng)，每塊所述加熱板的周圍都分布有若干測(cè)溫?zé)犭娕迹龅臏y(cè)溫?zé)犭娕家约八黾訜岚灞砻娴臏囟瓤刂齐娐肪c所述的BMS系統(tǒng)連接； 所述底板上設(shè)有呈矩陣排列的沉孔，每個(gè)所述沉孔內(nèi)安裝一個(gè)保護(hù)套管；每個(gè)所述保護(hù)套管內(nèi)都設(shè)有一個(gè)單體鈉硫電池，每個(gè)所述保溫室內(nèi)的單體鈉硫電池對(duì)應(yīng)連接成一個(gè)鈉硫電池單元； 所述十二塊加熱板為:在所述底板上呈二行二列矩陣排布的四塊底部加熱板、在兩塊所述側(cè)板上的各一塊公用側(cè)加熱板，以及對(duì)稱位于所述公用側(cè)加熱板兩側(cè)的獨(dú)用側(cè)加熱板、在兩塊所述端板上的各一塊端部加熱板；即每個(gè)所述保溫室使用一塊底部加熱板和一塊獨(dú)用側(cè)加熱板，通過所述短絕熱板相鄰的兩個(gè)保溫室共同使用一塊公用側(cè)加熱板，通過所述長(zhǎng)絕熱板相鄰的兩個(gè)保溫室共同使用一塊端部加熱板； 所述底板頂面的邊緣設(shè)有若干極大值熱電偶，用以確定所述保溫箱內(nèi)的溫度最大值點(diǎn)的位置和溫度最大值點(diǎn)的溫度，所述極大值熱電偶均與所述BMS系統(tǒng)相連； 所述長(zhǎng)絕熱板頂邊和所述短絕熱板頂邊的交點(diǎn)為所述保溫箱的溫度最小值點(diǎn)，設(shè)有極小值熱電偶，用以確定所述保溫箱內(nèi)溫度最小值點(diǎn)的溫度，所述極小值熱電偶與所述BMS系統(tǒng)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈉硫電池模塊，其特征在于:相鄰的所述保護(hù)套管之間通過石英砂隔離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈉硫電池模塊，其特征在于:所述的箱蓋為倒扣式箱蓋，所述箱蓋內(nèi)填充有緩沖材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈉硫電池模塊，其特征在于:所述BMS系統(tǒng)，通過十二塊所述加熱板表面的溫度控制電路，以及十二塊所述加熱板的周圍的測(cè)溫?zé)犭娕迹?00~350°C之間控制十二塊所述加熱板表面的溫度，將所述保溫箱內(nèi)的溫度最大值點(diǎn)和溫度最小值點(diǎn)之間的溫度差控制在30°C以內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鈉硫電池模塊，其特征在于:當(dāng)所述保溫箱內(nèi)溫度最大值點(diǎn)與溫度最小值點(diǎn)之間的溫度差大于等于閾值溫度時(shí)，所述BMS系統(tǒng)調(diào)高所述溫度最大值點(diǎn)所在保溫室未使用的公用側(cè)加熱板表面的溫度，以提高溫度最小值點(diǎn)的溫度，所述閾值溫度小于30 °C。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鈉硫電池模塊，其特征在于:當(dāng)所述保溫箱內(nèi)溫度最大值點(diǎn)與溫度最小值點(diǎn)之間的溫度差大于等于閾值溫度時(shí)，所述BMS系統(tǒng)調(diào)低溫度最大值點(diǎn)所在保溫室內(nèi)的獨(dú)用側(cè)加熱板和/或底部加熱板表面的溫度，所述閾值溫度小于30°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鈉硫電池模塊，其特征在于:所述保溫箱內(nèi)任意一個(gè)保溫室內(nèi)的底部加熱板的周圍的測(cè)溫?zé)犭娕紮z測(cè)到該底部加熱板表面的溫度在定時(shí)內(nèi)下降了 20°C或以上，所述BMS系統(tǒng)判定該底部加熱板損壞，調(diào)高該保溫室內(nèi)的獨(dú)用側(cè)加熱板表面的溫度； 所述保溫箱內(nèi)任意一個(gè)保溫室內(nèi)的獨(dú)用側(cè)加熱板的周圍的測(cè)溫?zé)犭娕紮z測(cè)到該獨(dú)用側(cè)加熱板表面的溫度在定時(shí)內(nèi)下降了 20°C或以上，所述BMS系統(tǒng)判定該獨(dú)用側(cè)加熱板損壞，調(diào)高該保溫室內(nèi)的底部加熱板表面的溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鈉硫電池模塊，其特征在于:所述保溫箱內(nèi)任意一塊端部加熱板的周圍的測(cè)溫?zé)犭娕紮z測(cè)到該端部加熱板表面的溫度在定時(shí)內(nèi)下降了 20°C或以上，則所述BMS系統(tǒng)判定該端部加熱板損壞，并調(diào)高使用該端部加熱板的兩個(gè)保溫室內(nèi)的底部加熱板和/或獨(dú)用側(cè)加熱板表面的溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鈉硫電池模塊，其特征在于:所述保溫箱內(nèi)任意一塊公用側(cè)加熱板的周圍的測(cè)溫?zé)犭娕紮z測(cè)到該公用側(cè)加熱板表面的溫度在定時(shí)內(nèi)下降了 20°C或以上，則所述BMS系統(tǒng)判定該公用側(cè)加熱板損壞，并調(diào)高使用該公用側(cè)加熱板的兩個(gè)保溫室內(nèi)的底部加熱板和/或獨(dú)用側(cè)加熱板的表面的溫度。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鈉硫電池模塊，其特征在于:所述BMS系統(tǒng)判定任意一個(gè)保溫室內(nèi)有兩塊或兩塊 以上的加熱板損壞，則將該保溫室內(nèi)的鈉硫電池單元隔離。
【文檔編號(hào)】H01M10/615GK103872390SQ201410106676
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】阮前途, 樓曉東, 謝偉, 徐敏, 方陳, 張宇, 祝銘, 鐘彬 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)上海市電力公司, 上海電氣鈉硫儲(chǔ)能技術(shù)有限公司