开环霍尔电流传感器在全钒液流电池系统中的应用
徐霜
(安科瑞电气股份有限公司,上海 嘉定 201801)
摘要:全钒液流电池系统具有其他如锂电和铅酸电池所不具备的独有特点,在新能源行业将发挥重要的作用。作为一个系统,对液流电池中各个部件的运行状态进行监控是必不可少的一个过程,本文介绍了霍尔电流传感器在全钒液流电池系统中的应用。
1. 引言
钒电池,全称是全钒液流电池,是一种活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池,也是一种新型清洁能源储存装置。在众多储能方案中,与其他储能技术相比,全钒液流电池储能技术因其使用寿命长、规模大、安全可靠等突出的优势,成为大规模储能的首选技术之一,未来在储能行业具备无可估量的发展潜力。大规模储能电池有三个基本要求:高安全性、生命周期性价比高及生命周期环境友好。霍尔电流传感器由于其突出的性能优势,被越来越多的电池制造商选用,作为电池系统电量监控的元器件,能满足大规模储能电池的三个基本要求。
全钒液流电池系统
2. 工作原理
霍尔电流传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。按原理可分为开环(直放式)和闭环(磁平衡式)两种工作方式。基于实际应用中开环(直放式)原理传感器结构相对紧凑、功耗小且成本较低,普遍采用开环(直放式)原理霍尔电流传感器应用于电池系统中的电流在线监测。
开环式霍尔电流传感器又称直放式霍尔电流传感器,它是由原边电路、聚磁环、霍尔元件、放大器等组成。被测电流经过传感器的穿孔,软磁材料起到聚磁作用,位于气隙中的霍尔元件能检测到磁性的大小,并输出微弱的电压信号,该微弱的电压信号经过运算放大器放大后,被调理成标准信号DC0-5V、DC4-20mA等,该输出电压信号大小与被测量的电流是线性比例关系。
开环(直放式)原理
3. 产品介绍
3.1产品选型
开环霍尔电流传感器具有测量双向直流电流,过载能力强,反应速度快,高线性度 ,穿孔开口式、维护方便等众多优点。综合了电流互感器和分流计的所有优点,克服了互感器和分流器的不足,如下表所示:
一般情况下,根据输入信号、外形、内孔尺寸来选择霍尔电流传感器。在传感器行业内,江苏安科瑞严格按照JB/T 7490-2007《霍尔电流互感器》行业标准规定的各项要求,相对于同行采用插针式接线不同,一律采用绿色可插拔端子,现场接线方便、可靠。常见的品牌产品如下表:
3.2产品外形
根据用户现场应用将外形分为闭口式开环、开口式开环两种,如下图所示:
AHKC闭口式开环组图 AHKC开口式开环组图
3.3 技术指标
响应时间:≤10us
频宽:20kHz
失调电压:±15mV
工作温度:-25~70℃
存储温度:-40~80℃
输出负载:根据不同辅助电源、输入信号、输出信号而定
输入过载能力:输入量程最大值2倍可恢复正常工作
耐压:3.5kV/50Hz/1min
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