摘(zhāi)要： 全釩(fán)液(yè)流電池係統具有(yǒu)其(qí)他如鋰電(diàn)和(hé)鉛(qiān)酸(suān)電(diàn)池所不(bù)具(jù)備的*特(tè)點
，在(zài)新(xīn)能(néng)源(yuán)行業將發揮重(zhòng)要的作(zuò)用。作(zuò)為(wéi)一個(gè)係統(tǒng)
，對液(yè)流電(diàn)池中各個部(bù)件(jiàn)的運行狀(zhuàng)態進行監(jiān)控(kòng)是*的(dí)一個(gè)過(guò)程(chéng)
，本文介紹了(liǎo)霍爾電(diàn)流傳感(gǎn)器(qì)在(zài)全釩液流電(diàn)池係統(tǒng)中的(dí)應用(yòng)。

　　關(guān)鍵(jiàn)字(zì)：開環霍爾(ěr)電(diàn)流傳感器 工作原理(lǐ) 釩電(diàn)池係(xì)統(tǒng) 應用

　　1. 引(yǐn)言(yán)

　　釩(fán)電池(chí)
，全(quán)稱是全釩液(yè)流(liú)電池(chí)
，是(shì)一(yī)種活性(xìng)物質呈(chéng)循環流(liú)動液態(tài)的氧(yǎng)化還(huán)原電池,也是一種(zhǒng)新型(xíng)清潔(jié)能(néng)源(yuán)儲(chǔ)存裝置(zhì)。在(zài)眾多儲(chǔ)能(néng)方(fāng)案(àn)中(zhōng)
，與(yǔ)其他儲能技術相比
，全釩(fán)液流(liú)電池儲(chǔ)能(néng)技術因(yīn)其(qí)使(shǐ)用壽命長(cháng)，規模大(dà)，安全(quán)可(kě)靠等(děng)突出的(dí)優(yōu)勢
，成(chéng)為大規模(mó)儲(chǔ)能(néng)的技(jì)術(shù)之(zhī)一(yī)
，未來(lái)在(zài)儲能(néng)行(háng)業具備(bèi)無可估(gū)量的(dí)發展潛力。大規模(mó)儲(chǔ)能(néng)電池(chí)有三個基本要(yào)求：高安全性(xìng)，生(shēng)命周(zhōu)期(qī)性價比高(gāo)及生命(mìng)周期環境(jìng)友(yǒu)好(hǎo)。霍(huò)爾電流傳感器由於(yú)其突出的性(xìng)能優勢
，被越(yuè)來(lái)越多的電池(chí)製造商選(xuǎn)用
，作為(wéi)電池(chí)係(xì)統(tǒng)電量監(jiān)控的元器(qì)件
，能(néng)滿(mǎn)足大規模儲(chǔ)能電池(chí)的(dí)三個(gè)基(jī)本要求。

　　全釩液(yè)流(liú)電池係統

　　2. 工(gōng)作原理

　　霍(huò)爾(ěr)電流(liú)傳感器是根據(jù)霍爾(ěr)效應製作的(dí)一種磁場(cháng)傳感(gǎn)器(qì)。按原(yuán)理可(kě)分為開(kāi)環(直(zhí)放(fàng)式)和閉環(磁(cí)平(píng)衡式)兩(liǎng)種(zhǒng)工作方式。基於(yú)實(shí)際(jì)應(yīng)用(yòng)中開環(直放式(shì))原(yuán)理傳(chuán)感器(qì)結構(gòu)相對緊(jǐn)湊，功耗小且(qiě)成(chéng)本較低(dī)
，普(pǔ)遍(biàn)采(cǎi)用(yòng)開(kāi)環(直放式)原(yuán)理霍(huò)爾電(diàn)流傳(chuán)感(gǎn)器應用於電(diàn)池(chí)係統中(zhōng)的(dí)電流在(zài)綫監(jiān)測。

　　開環式霍(huò)爾電(diàn)流(liú)傳感(gǎn)器又稱(chēng)直(zhí)放式(shì)霍爾電(diàn)流傳(chuán)感器
，它是(shì)由(yóu)原邊電路，聚磁(cí)環，霍爾(ěr)元件，放大(dà)器(qì)等組成(chéng)。被測電流(liú)經過傳感(gǎn)器(qì)的(dí)穿(chuān)孔(kǒng)
，軟(ruǎn)磁(cí)材(cái)料起到聚磁作用(yòng)
，位(wèi)於氣(qì)隙(xì)中的(dí)霍(huò)爾元件(jiàn)能(néng)檢測(cè)到(dào)磁性的大小(xiǎo)
，並輸(shū)出(chū)微弱的(dí)電壓(yā)信號(hào)
，該微(wēi)弱的電壓信號經過運算放大(dà)器放(fàng)大後
，被調(tiáo)理(lǐ)成標準信號(hào)DC0-5V，DC4-20mA 等
，該(gāi)輸出(chū)電壓信號大(dà)小與(yǔ)被(bèi)測(cè)量(liáng)的(dí)電流是綫性比(bǐ)例關係。

　　開環(huán)(直放式)原(yuán)理(lǐ)

　　3. 產品介(jiè)紹

　　3.1產(chǎn)品選型(xíng)

　　開環霍(huò)爾(ěr)電流傳感器具(jù)有(yǒu)測量雙(shuāng)向直流(liú)電流(liú)
，過載(zǎi)能(néng)力強(qiáng)
，反應速度快
，高綫(xiàn)性度
，穿孔開口(kǒu)式，維護(hù)方(fāng)便等眾(zhòng)多(duō)優點(diǎn)。綜合了電(diàn)流互(hù)感器和分流計(jì)的所有(yǒu)優點
，克服了(liǎo)互(hù)感器和分流(liú)器的不(bù)足(zú)
，如(rú)下表(biǎo)所(suǒ)示：

　　一(yī)般情況下
，根(gēn)據(jù)輸(shū)入信(xìn)號，外(wài)形，內孔(kǒng)尺(chǐ)寸(cùn)來(lái)選擇霍爾(ěr)電流傳(chuán)感器。在(zài)傳感(gǎn)器行業(yè)內(nèi)
，江蘇(sū)安科瑞嚴格(gé)按(àn)照JB/T 7490-2007《霍(huò)爾(ěr)電流互感(gǎn)器》行(háng)業標準規定(dìng)的(dí)各(gè)項要求
，相對於同(tóng)行(háng)采用(yòng)插針(zhēn)式接綫(xiàn)不(bù)同
，一律采(cǎi)用(yòng)綠色(sè)可(kě)插拔端子
，現場(cháng)接(jiē)綫方(fāng)便(biàn)，可靠(kào)。常(cháng)見的品(pǐn)牌產(chǎn)品如下(xià)表(biǎo)：

　　3.2產品外形(xíng)

　　根據用戶現場(cháng)應用(yòng)將(jiāng)外(wài)形分(fēn)為閉口式開環(huán)，開口(kǒu)式開(kāi)環(huán)兩(liǎng)種(zhǒng)
，如(rú)下圖所(suǒ)示(shì)：

　　AHKC閉(bì)口式開環組圖 AHKC開口式開(kāi)環組圖

　　3.3 技(jì)術(shù)指(zhǐ)標

　　響(xiǎng)應(yīng)時(shí)間(jiān)：≤10us

　　頻寬：20kHz

　　失調電(diàn)壓(yā)：±15mV

　　工作(zuò)溫(wēn)度：-25～70℃

　　存儲(chǔ)溫(wēn)度：-40～80℃

　　輸(shū)出負(fù)載：根據不(bù)同輔助電源，輸入信號(hào)，輸出信號(hào)而(ér)定

　　輸(shū)入過(guò)載能力：輸入量(liáng)程(chéng)zui大值(zhí)2倍(bèi)可(kě)恢(huī)復正常(cháng)工作(zuò)

　　耐(nài)壓(yā)：3.5kV/50Hz/1min

　　4. 應(yīng)用

　　4.1對(duì)釩電池係(xì)統進行(háng)監測(cè)

　　作(zuò)為一(yī)個(gè)的(dí)儲能裝置(zhì)
，釩(fán)液流電池有很多優(yōu)勢
，該優(yōu)勢(shì)的(dí)發揮(huī)依賴(lài)於對(duì)係統(tǒng)中(zhōng)各部件(jiàn)的係統(tǒng)監測
，不(bù)允(yǔn)許出(chū)現故(gù)障(zhàng)
，否則(zé)一切優勢將不復存(cún)在。在釩液流電(diàn)池係(xì)統中
，存(cún)在(zài)兩個容(róng)器
，分別盛放正極和負極的液體(tǐ)溶液(yè)
，溶(róng)液(yè)的交(jiāo)換仰(yǎng)賴於(yú)的電磁泵(bèng)的(dí)可(kě)靠(kào)運行(háng)
，一旦(dàn)該泵(bèng)發(fā)生故障
，交換活動就會(huì)停(tíng)止(zhǐ)
，電池也將停止(zhǐ)運(yùn)行(háng)。所以在(zài)整(zhěng)個電池(chí)係統中(zhōng)
，磁力(lì)驅動循環泵作(zuò)為*的(dí)一個存在機械運(yùn)動(dòng)的(dí)部件(jiàn)
，必須對其(qí)進(jìn)行(háng)可(kě)靠監(jiān)控(kòng)
，才(cái)能保證係(xì)統的(dí)安全運行。所(suǒ)以(yǐ)該(gāi)磁(cí)力(lì)驅動循環(huán)泵(bèng)的(dí)電流(liú)必須(xū)要(yào)進行監(jiān)控。此外電堆(duī)的放(fàng)電(diàn)電流(liú)
，以及(jí)充(chōng)電時(shí)的充(chōng)電電流(liú)
，也要監控起來(lái)
，以監測(cè)電堆內(nèi)部(bù)是否發生故障(zhàng)。

　　釩電(diàn)池(chí)係統(tǒng)

　　因為(wéi)存在充放電(diàn)雙(shuāng)向(xiàng)電流(liú)
，故(gù)推薦(jiàn)使用(yòng)雙向(xiàng)測量的直流(liú)霍(huò)爾電(diàn)流(liú)變送(sòng)器(qì)AHKC係列
，為了現場(cháng)方(fāng)便安(ān)裝(zhuāng)
，推(tuī)薦采(cǎi)用(yòng)開口(kǒu)形式(shì)及可拆卸方式(shì)安裝
，輸出(chū)0-5V。對於磁力(lì)泵(bèng)的電流(liú)監(jiān)測
，由於電(diàn)流較(jiào)小(xiǎo)
，可以采用(yòng)AHKC-EKA係(xì)列(liè)傳感器進行監測即(jí)可。而(ér)對於(yú)電堆的充放電監(jiān)測
，由於存(cún)在大電流輸(shū)出
，故推(tuī)薦采(cǎi)用(yòng) AHKC-EKB係(xì)列。

　　4.2使用注(zhù)意(yì)事(shì)項

　　1，看現場(cháng)的(dí)設(shè)備是(shì)否(fǒu)已經(jīng)安(ān)裝好(hǎo)
，傳感(gǎn)器有(yǒu)開口(kǒu)的和閉口(kǒu)之分(fēn)
，閉(bì)口精度高
，開(kāi)口(kǒu)精度差
，在不能(néng)斷(duàn)綫的綫(xiàn)的情(qíng)況下需要(yào)選擇開口
，而(ér)且(qiě)還(huán)需要(yào)考慮(lǜ)到以(yǐ)後(hòu)對(duì)設(shè)備(bèi)維護(hù)的時(shí)候更換傳感(gǎn)器能否(fǒu)斷綫;

　　2， 使用中(zhōng)當大的(dí)直(zhí)流(liú)電(diàn)流流過傳感器原邊(biān)綫(xiàn)圈
，且次(cì)級電路(lù)沒(méi)有接通電源(yuán)|穩壓器(qì)或副邊開路(lù)
，則其(qí)磁(cí)路(lù)被磁化
，而產(chǎn)生(shēng)剩(shèng)磁(cí)
，影響測量精度(故使用時(shí)要先接通(tōng)電源和測量端(duān)M)
，發生這種情況時(shí)
，要先(xiān)進行退磁(cí)處理。其方法是次邊(biān)電路(lù)不加電(diàn)源
，而在原(yuán)邊綫(xiàn)圈中(zhōng)通過同(tóng)樣等級大小的(dí)交流(liú)電(diàn)流並逐(zhú)漸減(jiǎn)小(xiǎo)其(qí)值(zhí);;

　　3， 對(duì)於監測(cè)蓄電(diàn)池組(zǔ)的霍爾電流(liú)傳感(gǎn)器，電壓傳感(gǎn)器選(xuǎn)擇(zé)時需要注(zhù)意(yì)
，是否需要監測(cè)反(fǎn)向(xiàng)電流電壓
，因為蓄電(diàn)池存在充(chōng)放(fàng)電問題;

　　4， 為了得到較好的動態特(tè)性和靈(líng)敏度
，必(bì)須(xū)注意原邊綫(xiàn)圈(quān)和(hé)副邊綫圈的耦合
，要(yào)耦合得好(hǎo)
，用單(dān)根(gēn)導(dǎo)綫且導綫(xiàn)*填滿霍爾(ěr)傳(chuán)感器模(mó)塊孔徑(jìng);

　　5， 在(zài)大(dà)多數場(cháng)合(hé)
，霍爾傳感器都(dū)具(jù)有很強的抗(kàng)外磁場幹擾能力
，一(yī)般在(zài)距離模(mó)塊5-10cm之(zhī)間(jiān)存(cún)在一個兩(liǎng)倍於工作電流Ip的電(diàn)流(liú)所產生的(dí)磁(cí)場幹擾(rǎo)是可以(yǐ)忽(hū)略的(dí)
，但(dàn)當有更(gēng)強(qiáng)的(dí)磁(cí)場幹擾時(shí)
，要(yào)采取適當的措施(shī)來(lái)解決(jué)。通常方法(fǎ)有(yǒu)：

　　① 調整模(mó)塊(kuài)方向(xiàng)
，使外磁場對模(mó)塊(kuài)的影響zui小(xiǎo);

　　② 在模(mó)塊上(shàng)加(jiā)罩(zhào)一(yī)個(gè)抗(kàng)磁(cí)場(cháng)的金屬屏蔽罩;

　　③ 選(xuǎn)用(yòng)帶雙霍爾(ěr)元件(jiàn)或多(duō)霍爾元件(jiàn)的(dí)模(mó)塊;

　　④ 測量的*精度(dù)是在(zài)額(é)定(dìng)值(zhí)下得到(dào)的
，當被測(cè)電流(liú)遠低(dī)於(yú)額(é)定值時
，要獲得(dé)*精度(dù)
，原(yuán)邊可使(shǐ)用多(duō)匝
，即(jí)：IpNp=額定安匝數。另外
，原邊饋綫溫(wēn)度(dù)不(bù)應超過(guò)80℃。

　　5. 結(jié)束語

　　釩(fán)液(yè)流電池(chí)具(jù)有(yǒu)的先天優勢即將得到大(dà)麵(miàn)積(jī)的推(tuī)廣(guǎng)
，同時高可靠性(xìng)的係統依賴於高可靠性的監(jiān)控(kòng)係(xì)統的有(yǒu)效運行(háng)。霍爾(ěr)電(diàn)流傳(chuán)感(gǎn)器因其(qí)眾多(duō)優(yōu)點
，通過對大(dà)電流進行(háng)的(dí)檢測和控(kòng)製
，保(bǎo)證(zhèng)了電池係(xì)統安全(quán)可(kě)靠的運(yùn)行。在整(zhěng)個監控(kòng)係統(tǒng)中(zhōng)
，霍爾電(diàn)流傳感(gǎn)器(qì)是核心器(qì)件(jiàn)之(zhī)一(yī)
，能對異常狀(zhuàng)況及時(shí)處(chǔ)理
，直(zhí)接決定(dìng)著(zhuó)係(xì)統的可(kě)靠性和(hé)長期(qī)穩定性(xìng)
，為釩(fán)電(diàn)池係(xì)統提(tí)供了堅(jiān)實(shí)可靠(kào)的保(bǎo)障(zhàng)。