本實用新型涉及釩電池領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于STM的釩電池管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
釩電池具有功率大、容量大、效率高、壽命長(充放電可達十萬次以上)、綠色環(huán)保等一系列獨特優(yōu)點，可以在風力發(fā)電、光伏發(fā)電、電動汽車供電、電網(wǎng)調(diào)峰等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
釩電池(VRB)是一種可以流動的電池，目前正在逐步進入商用化階段。VRB作為一種化學的能源存儲技術(shù)，和傳統(tǒng)的鉛酸電池、鎳鎘電池相比，它在設(shè)計上有許多獨特之處，性能上也適用于多種工業(yè)場合，比如：可以替代油機、備用電源等。釩電池將存儲在電解液中的能量轉(zhuǎn)換為電能，這是通過兩個不同類型的、被一層隔膜隔開的釩離子之間交換電子來實現(xiàn)的。電解液是由硫酸和釩混合而成的，酸性和傳統(tǒng)的鉛酸電池一樣。由于這個電化學反應(yīng)是可逆的，所以VRB電池既可以充電，也可以放電。充放電時，隨著兩種釩離子濃度的變化，電能和化學能相互轉(zhuǎn)換。VRB電池由兩個電解液池和一層層的電池單元組成。電解液池用于盛兩種不同的電解液，每個電池單元由兩個“半單元”組成，中間夾著隔膜和用于收集電流的電極。兩個不同的“半單元”中盛放著不同離子形態(tài)的釩的電解液。每個電解液池配有一個泵，用于在封閉的管道中為每一個“半單元”輸送電解液。當帶電的電解液在一層層的電池單元中流動時，電子就流動到外部電路，這就是放電過程。當從外部將電子輸送到電池內(nèi)部時，相反的過程就發(fā)生了，這就是給電池單元中的電解液充電，然后再由泵輸送回電解液池。
釩電池系統(tǒng)的電化學性能受多因素影響，比如電解液溫度、濃度、流量等，尤其是，電池充放電過程中產(chǎn)生熱量，電池溫度會逐漸升高，如果不加以監(jiān)控，會影響電池的使用壽命，并且釩電池正極液中的五價釩在溫度高于45攝氏度的情況下易析出五氧化二釩沉淀，析出的沉淀堵塞流道，包覆碳氈纖維，惡化電堆性能，直至電堆報廢，而電堆在長時間運行過程中電解液溫度很容易超過45攝氏度,所以當釩電池工作時，需要一套嚴謹?shù)拟C電池管理系統(tǒng)，當檢測出安全隱患時能夠及時觸發(fā)保護模式，必要時發(fā)出報警以通知工作人員。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型要解決的問題是提供一種基于STM的釩電池管理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)實時監(jiān)測釩電池電解液的參數(shù)，當發(fā)現(xiàn)某項參數(shù)異常時發(fā)出警報，尤其是當發(fā)現(xiàn)溫度異常時，能夠自發(fā)啟動降溫模式進行降溫，在預(yù)定時間內(nèi)當溫度恢復(fù)正常時停止降溫，否則觸發(fā)報警。
本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種基于STM的釩電池管理系統(tǒng)其特征在于：包括電解液檢測單元、電池管理主控制器、通信單元、報警單元、風扇單元，所述電解液檢測單元、通信單元、報警單元、風扇單元分別與所述電池管理主控制器相連接，所述電解液檢測單元包括電解液溫度檢測單元，所述電池管理主控制器采用STM單片機，所述STM單片機內(nèi)置有計時模塊和AD轉(zhuǎn)換器。
進一步地，所述釩電池管理系統(tǒng)還包括PC監(jiān)控管理系統(tǒng)，所述PC監(jiān)控管理系統(tǒng)與所述通信單元相連接。
進一步地，所述電解液溫度檢測單元采用數(shù)字集成溫度傳感器。
進一步地，所述電解液檢測單元還包括電解液壓力檢測單元、電解液流量檢測單元、電解液液位檢測單元、電解液濃度檢測單元，所述電解液壓力檢測單元、電解液流量檢測單元、電解液液位檢測單元、電解液濃度檢測單元分別與所述AD轉(zhuǎn)換器相連接。
進一步地，所述電解液壓力檢測單元采用陶瓷電容壓力變送器，所述電解液流量檢測單元采用電磁流量計，所述電解液液位檢測單元采用超聲波液位儀，所述電解液濃度檢測單元采用濃度變送器。
進一步地，所述風扇單元包括風扇。
進一步地，所述報警單元包括電解液溫度異常報警單元、電解液壓力異常報警單元、電解液流量異常報警單元、電解液液位異常報警單元、電解液濃度異常報警單元。
進一步地，當所述數(shù)字集成溫度傳感器監(jiān)測到所述電解液的溫度超過溫度預(yù)定值時，所述電池管理主控制器控制所述風扇給電解液降溫，同時觸發(fā)所述計時模塊對降溫時間進行計時，若在預(yù)定時間內(nèi)電解液的溫度恢復(fù)到溫度預(yù)定值及以下，所述風扇停止降溫；若在預(yù)訂時間內(nèi)電解液的溫度仍高于溫度預(yù)定值，則觸發(fā)溫度異常報警單元進行報警。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果為：本實用新型能夠?qū)︹C電池電解液的多項參數(shù)進行實時監(jiān)測，當監(jiān)測到某項參數(shù)異常時能夠發(fā)出報警信號，特別是當監(jiān)測到溫度異常高時，能夠自發(fā)進行降溫保護；采用數(shù)字集成溫度傳感器，測量精度高、轉(zhuǎn)換時間快，方便測量和安裝。
附圖說明
圖1是本實用新型一種基于STM的釩電池管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了更好的理解本實用新型，下面結(jié)合具體實施例和附圖對本實用新型進行進一步的描述。
參考圖1，本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種基于STM的釩電池管理系統(tǒng)，其特征在于：包括電解液檢測單元、電池管理主控制器、通信單元、報警單元、風扇單元，所述電解液檢測單元、通信單元、報警單元、風扇單元分別與所述電池管理主控制器相連接，所述電解液檢測單元包括電解液溫度檢測單元，所述電池管理主控制器采用STM單片機，所述STM單片機內(nèi)置有計時模塊和AD轉(zhuǎn)換器。
所述釩電池管理系統(tǒng)還包括PC監(jiān)控管理系統(tǒng)，所述PC監(jiān)控管理系統(tǒng)與所述通信單元相連接。
所述電解液溫度檢測單元采用數(shù)字集成溫度傳感器。
所述電解液檢測單元還包括電解液壓力檢測單元、電解液流量檢測單元、電解液液位檢測單元、電解液濃度檢測單元，所述電解液壓力檢測單元、電解液流量檢測單元、電解液液位檢測單元、電解液濃度檢測單元分別與所述AD轉(zhuǎn)換器相連接。
所述電解液壓力檢測單元采用陶瓷電容壓力變送器，所述電解液流量檢測單元采用電磁流量計，所述電解液液位檢測單元采用超聲波液位儀，所述電解液濃度檢測單元采用濃度變送器。
所述風扇單元包括風扇。
所述報警單元包括電解液溫度異常報警單元、電解液壓力異常報警單元、電解液流量異常報警單元、電解液液位異常報警單元、電解液濃度異常報警單元。
當所述數(shù)字集成溫度傳感器監(jiān)測到所述電解液的溫度超過溫度預(yù)定值時，所述電池管理主控制器控制所述風扇給電解液降溫，同時觸發(fā)所述計時模塊對降溫時間進行計時，若在預(yù)定時間內(nèi)電解液的溫度恢復(fù)到溫度預(yù)定值及以下，所述風扇停止降溫；若在預(yù)訂時間內(nèi)電解液的溫度仍高于溫度預(yù)定值，則觸發(fā)溫度異常報警單元進行報警。
本實用新型的工作過程如下：本實用新型主要是對釩電池的電解液進行監(jiān)測，在使用時，陶瓷電容壓力變送器、電磁流量計、超聲波液位儀、濃度變送器分別將檢測到的電解液壓力、流量、液位、濃度數(shù)據(jù)傳送到電池管理主控制器，由AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的數(shù)字信號后通過通信單元傳送給PC監(jiān)控管理模塊。當監(jiān)測到某項參數(shù)超過預(yù)定值時，觸發(fā)對應(yīng)的報警單元，如當監(jiān)測到電解液濃度超過濃度預(yù)定值時，則觸發(fā)電解液濃度異常報警單元進行報警。
數(shù)字集成溫度傳感器將檢測到的溫度數(shù)字信號直接發(fā)送到電池管理主控制器，通過通信模塊傳送到PC監(jiān)控管理單元，當檢測到的溫度數(shù)據(jù)高于溫度預(yù)定值時，觸發(fā)風扇對電池堆進行降溫，同時計時模塊開始計時，當電解液溫度低于溫度預(yù)定值時停止降溫；當計時時間達到降溫時間預(yù)定值時，電解液的溫度仍然高于溫度預(yù)定值，則觸發(fā)電解液溫度異常報警單元進行報警。
以上顯示了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的基本原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍的專利涵蓋范圍之內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。