一种基于薄膜压力节点阵列的储能电池的制作方法

本实用新型属于储能技术，具体涉及一种基于薄膜压力节点阵列的储能电池。

背景技术：

储能是指通过介质或者设备把能量存储起来，在需要时再释放出来的过程。储能技术是解决可再生能源大规模接入和弃风、弃光问题的关键技术，是分布式能源、智能电网、能源互联网发展的必备技术。同时，储能技术也是解决常规电力削峰填谷，提高常规能源发电与输电效率、安全性和经济性的重要支撑技术。

储能技术可提高清洁能源发电比率，实现化石能源清洁高效利用，有效减少污染物的排放，对雾霾等环境问题的治理和改善人居环境起到极大推动作用。同时，储能技术的发展关系到能源、交通、电力等多个重要行业的发展，尤其在当今能源枯竭日益加剧、能源消费供求不平衡的大环境下，储能能够突破传统能源模式时间与空间的限制，其重要作用日益凸显，已成为主要发达国家竞相发展的战略性新兴产业。

但储能技术的安全问题至今尚未完全解决。以目前发展最为迅速的电池储能技术为代表，大规模储能电池集中运行期间有可能出现异常发热和热失控现象。国内外已建储能电站中，已多次发生储能电站火灾事故，造成重大的经济损失和恶劣的社会影响。随着退役动力电池的回收再利用和电池的质量、数量、容量以及能量密度的增加，电池储能电站事故发生概率和危险程度也大大提高。

技术实现要素：

发明目的：本实用新型目的在于提供一种基于薄膜压力节点阵列的储能电池及其状态判别方法，能够对储能电站内的储能电池的热失控实时监测和提前预警，从而提升储能电站安全运行水平。

技术方案：本实用新型的基于薄膜压力节点阵列的储能电池，包括电池模组、电池管理系统、电池安全阀和薄膜压力传感器；所述电池管理系统对电池模组运行状态进行监测和分析；所述电池安全阀用于泄放电池单体内部压力；所述薄膜压力传感器向电池管理系统传送监测信号。

还包括多个电池单体和单体连接线，所述单体连接线将多个电池单体正负极依次串联在一起，形成电池模组。

电池安全阀在电池单体内部气压过高时开启阀体，泄放电池单体内部压力。

薄膜压力传感器覆于电池模组表面，以电池单体为单位组成节点阵列，能够对各电池安全阀表面压力进行实时监测。

薄膜压力传感器通过有线方式向电池管理系统传送监测信号，能够实时传送信号。

电池管理系统对电池模组内各电池安全阀表面压力进行监测；电池管理系统对电池模组外表面压力监测节点阵列进行分析，判断安全阀状态。

电池单体为储能电池或电动汽车动力电池。

薄膜压力传感器采用can、rs485、干接点通信接口。

薄膜压力传感器采用lora物联网通信方式与电池管理系统进行数据传输，提高了传感器通信可靠性及本方法的智能化水平。

有益效果：本实用新型与现有技术相比，其有益效果在于：(1)具有灵敏性强、定位精确等特点，通过监测储能电池安全阀表面压力变化情况，间接反应安全阀破损、开启状态，能够提前发现储能电池的热失控现象和火灾隐患；

(2)监测信号能够实时传送至电池管理系统，根据设置好警告阈值和控制策略，采取切断电池开关、停止电池充放电等措施；(3)通过在电池模组表面装设薄膜压力传感器监测安全阀状态，提高了对故障电池单体的定位能力。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中电池模组的结构示意图。

具体实施方式

下面将具体实施方式和说明书附图对本实用新型作进一步详细描述。

如图1和图2所示，本实用新型包括多个电池单体1、单体连接线2、电池模组3、电池管理系统4、电池安全阀5和薄膜压力传感器6，电池单体1为储能电池或电动汽车动力电池，形状为有规则的几何形状；单体连接线2将多个电池单体1正负极依次串联在一起，形成电池模组3。

电池管理系统4对电池模组3运行状态进行监测和分析；对电池模组3内各电池安全阀5表面压力进行实时监测；通过薄膜压力传感器6对电池模组3外表面压力监测节点阵列进行实时分析，从而判断安全阀状态。

电池安全阀5设在电池单体1表面，且每一个电池单体1表面均设有一个电池安全阀5。当电池单体1内部气压正常时，电池安全阀5处于关闭状态；当电电池单体1内部气压过高时，挤压电池安全阀5，电池安全阀5发生形变、脱落，导致阀体开启，泄放电池单体1内部压力。

薄膜压力传感器6设于电池模组3表面，以电池单体1为单位组成节点阵列，对电池模组3内各电池单体安全阀5表面压力进行实时监测，并通过有线方式向电池管理系统4传送监测信号。薄膜压力传感器6采用can、rs485、干接点等通信接口，通过lora物联网通信方式与电池管理系统4进行数据传输，提高了传感器通信可靠性和本方法的智能化水平。

一种判别储能电池状态的方法，包括以下步骤：

(1)在电池模组3表面装设薄膜压力传感器6，以电池单体1为单位组成节点阵列，对模组内各电池单体安全阀5表面压力进行实时监测。

(2)薄膜压力传感器6将监测数据实时传送给电池管理系统4，电池管理系统4对薄膜压力传感器6构建的电池模组外表面压力监测节点阵列进行实时分析，判断安全阀状态，定位安全阀处于异常状态的电池单体1，为储能电池热失控预警、故障电池单体定位提供依据。

本方法通过薄膜压力传感器6构建电池模组3外表面压力监测节点阵列，对电池模组3内各电池单体安全阀表面压力进行实时监测，并将监测信号传送至电池管理系统4。当储能电池发生热失控后，内部将产生大量气体，产气达到一定程度后，气压过高将导致电池安全阀5开启泄压，电池模组3表面的薄膜压力传感器6将会检测到压力异常，电池管理系统4通过对薄膜压力传感器6构建的电池模组3外表面压力监测节点阵列进行实时分析，判断电池安全阀5状态，定位电池安全阀5处于异常状态的电池单体1，为储能电池热失控预警、故障电池单体定位提供依据。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。