[发明专利]一种液态金属电池组的变功率加热方法和系统

说明书

本发明公开了一种液态金属电池组的变功率加热方法和系统，包括在液态金属电池组的各电池间均匀安装多个温度探测点；加热设备开始对液态金属电池组进行加热，各温度探测点采集不同位置电池的实时温度，并将数据传送给温度控制设备；温度控制设备计算各个不同位置电池的实时温度的平均温度，根据平均温度和电池组所处的工作阶段，动态调整加热设备的加热功率；其中，液态金属电池组工作过程划分为三个工作阶段：加热阶段、保温阶段、运行阶段。本发明基于平均温度和电池组所处工作阶段，动态调制加热设备的加热功率，可以避免加热过程局部温度过高、各电池单体间温差过大；通过在加热结束后进行一段时间的保温，使得电池组中所有电池温度均匀。

技术领域

本发明处于电网储能电池技术领域，更具体地，涉及一种液态金属电池组的变功率加热方法和系统。

背景技术

与动力电池高倍率性、高比能量、高比功率的需求不同的是，电网储能电池更注重电池的成本、安全性和寿命。液态金属电池是近年发展起来的一种全新的电网储能电池技术，它与现有的一般储能电池不一样：目前大部分电池的正极、负极和电解质薄膜都是固体，而液态金属电池由两个液态金属电极和分隔它们的熔融态无机盐电解质组成；锂离子电池等储能电池工作温度一般在0～40℃，液态金属电池工作温度一般在300℃以上。液态金属电池在大规模电网储能应用中具有诸多优点，但电池的全液态设计、电池的高温操作和相对较低的电池电压限制了其在汽车动力电池中的应用。

液态金属电池的正常工作温度根据不同电极/电解质材料体系而不同，一般为300℃～700℃。因此，液态金属电池需要加热至正常工作温度才开始充放电运行。为保证液态电池组在工作范围内正常运行，其横向和纵向的温差应不超过50℃，加热阶段温度最大值应不超过700℃～1000℃。

现有的加热方式存在以下问题：液态电池组块内温度分布不均匀，各电池单体之间温差超过50℃；局部温度超过了700℃～1000℃，较高的温度将导致绝缘套管、壳体、密封材料的腐蚀，最终导致电池正负之间短路，从而造成电池的永久性损坏，因此大大缩短了电池的使用寿命；单一温度探测点加热形式会由于温度的滞后性导致过多的能量消耗。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于解决现有技术液态金属电池组块加热过程中温度分布不均匀、各电池单体间温差过大、局部温度过高、单一温度探测点温度滞后的技术问题。

为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种液态金属电池组的变功率加热方法，包括如下步骤：

S1.在液态金属电池组的各电池间均匀安装多个温度探测点；

S2.加热设备开始对液态金属电池组进行加热，各温度探测点采集不同位置电池的实时温度，并将数据传送给温度控制设备；

S3.温度控制设备计算各个不同位置电池的实时温度的平均温度，根据平均温度和电池组所处的工作阶段，动态调整加热设备的加热功率；

其中，液态金属电池组工作过程划分为三个工作阶段：加热阶段、保温阶段、运行阶段。

所述根据平均温度和电池组所处的工作阶段，动态调整加热设备的加热功率，具体包括以下步骤：

S31.判断当前液态金属电池组是否处于加热阶段，若是，将温度划分为多个区间，每个区间采用不同的加热功率，从低温区至高温区加热功率逐渐降低；否则，进入S33；

S32.判断液态金属电池组的平均温度所处温度区间，将加热设备切换至该温度区间对应的加热功率；

S33.判断当前液态金属电池组是否处于保温阶段，若是，则将加热功率切换至静态保温功率；否则，则进入S34；

S34.当前液态金属电池组处于运行阶段，判断液态金属电池组的平均温度是否小于金属电池组的正常工作温度，若是，则将加热设备切换至运行保温功率；否则，则将加热设备切换至0W。