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內容描述：	全釩液流電池系統具有其他如鋰電和鉛酸電池所不具備的獨有特點，在新能源行業將發揮重要的作用。作為一個系統，對液流電池中各個部件的運行狀態進行監控是必不可少的一個過程，本文介紹了霍爾電流傳感器在全釩液流電池系統中的應用。
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* 所屬類別： (不超過20項)	電源產品分類： UPS電源穩壓電源 EPS電源變頻電源凈化電源特種電源發電機組開關電源(AC/DC) 逆變電源(DC/AC) 模塊電源(DC/DC) 電源應用分類：通信電源電力電源車載電源軍工電源航空航天電源工控電源 PC電源 LED電源電鍍電源焊接電源加熱電源醫療電源家電電源便攜式電源充電機(器) 勵磁電源電源配套分類：功率器件防雷浪涌測試儀器電磁兼容電源IC 電池/蓄電池電池檢測變壓器傳感器軸流風機電子元件連接器及端子散熱器電解電容 PCB/輔助材料新能源分類：太陽能(光伏發電) 風能發電潮汐發電水利發電燃料電池其他類：其他
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* 內容：	<P align=right>徐霜 </P> <P align=right>（安科瑞電氣股份有限公司，上海嘉定 201801) </P> <P>    <STRONG>摘要：</STRONG>全釩液流電池系統具有其他如鋰電和鉛酸電池所不具備的獨有特點，在新能源行業將發揮重要的作用。作為一個系統，對液流電池中各個部件的運行狀態進行監控是必不可少的一個過程，本文介紹了霍爾電流傳感器在全釩液流電池系統中的應用。 </P> <P>    <STRONG>1. 引言</STRONG> </P> <P>    釩電池，全稱是全釩液流電池，是一種活性物質呈循環流動液態的氧化還原電池,也是一種新型清潔能源儲存裝置。在眾多儲能方案中，與其他儲能技術相比，全釩液流電池儲能技術因其使用壽命長、規模大、安全可靠等突出的優勢，成為大規模儲能的首選技術之一，未來在儲能行業具備無可估量的發展潛力。大規模儲能電池有三個基本要求：高安全性、生命周期性價比高及生命周期環境友好。霍爾電流傳感器由于其突出的性能優勢，被越來越多的電池制造商選用，作為電池系統電量監控的元器件，能滿足大規模儲能電池的三個基本要求。 </P> <P align=center><IMG border=0 alt=全釩液流電池系統 src="/uploadfile/newspic/20141225134117512.jpg"></P> <P align=center>全釩液流電池系統 </P> <P>    <STRONG>2. 工作原理 </STRONG></P> <P>    霍爾電流傳感器是根據霍爾效應制作的一種磁場傳感器。按原理可分為開環（直放式）和閉環（磁平衡式）兩種工作方式。基于實際應用中開環（直放式）原理傳感器結構相對緊湊、功耗小且成本較低，普遍采用開環（直放式）原理霍爾電流傳感器應用于電池系統中的電流在線監測。 </P> <P>    開環式霍爾電流傳感器又稱直放式霍爾電流傳感器，它是由原邊電路、聚磁環、霍爾元件、放大器等組成。被測電流經過傳感器的穿孔，軟磁材料起到聚磁作用，位于氣隙中的霍爾元件能檢測到磁性的大小，并輸出微弱的電壓信號，該微弱的電壓信號經過運算放大器放大后，被調理成標準信號DC0-5V、DC4-20mA等，該輸出電壓信號大小與被測量的電流是線性比例關系。 </P> <P align=center><IMG border=0 alt=開環（直放式）原理 src="/uploadfile/newspic/20141225134348600.jpg"></P> <P align=center>開環（直放式）原理 </P> <P>    <STRONG>3. 產品介紹 </STRONG></P> <P>    <STRONG>3.1產品選型 </STRONG></P> <P>    開環霍爾電流傳感器具有測量雙向直流電流，過載能力強，反應速度快，高線性度，穿孔開口式、維護方便等眾多優點。綜合了電流互感器和分流計的所有優點，克服了互感器和分流器的不足，如下表所示： </P> <P align=center><IMG border=0 src="/uploadfile/newspic/20141225134409758.jpg"></P> <P>    一般情況下，根據輸入信號、外形、內孔尺寸來選擇霍爾電流傳感器。在傳感器行業內，江蘇安科瑞嚴格按照JB/T 7490-2007《霍爾電流互感器》行業標準規定的各項要求，相對于同行采用插針式接線不同，一律采用綠色可插拔端子，現場接線方便、可靠。常見的品牌產品如下表： </P> <P align=center><IMG border=0 src="/uploadfile/newspic/20141225134432720.jpg"></P> <P>    <STRONG>3.2產品外形 </STRONG></P> <P>    根據用戶現場應用將外形分為閉口式開環、開口式開環兩種，如下圖所示： </P> <P align=center><IMG border=0 alt="AHKC閉口式開環組圖 AHKC開口式開環組圖" src="/uploadfile/newspic/20141225134453439.jpg"></P> <P align=center>AHKC閉口式開環組圖          AHKC開口式開環組圖 </P> <P>    <STRONG>3.3 技術指標 </STRONG></P> <P>    響應時間：≤10us </P> <P>    頻寬：20kHz </P> <P>    失調電壓：±15mV </P> <P>    工作溫度：-25～70℃ </P> <P>    存儲溫度：-40～80℃ </P> <P>    輸出負載：根據不同輔助電源、輸入信號、輸出信號而定 </P> <P>    輸入過載能力：輸入量程最大值2倍可恢復正常工作 </P> <P>    耐壓：3.5kV/50Hz/1min {$page$}</P> <P>    <STRONG>4. 應用 </STRONG></P> <P>    <STRONG>4.1對釩電池系統進行監測 </STRONG></P> <P>    作為一個高效的儲能裝置，釩液流電池有很多優勢，該優勢的發揮依賴于對系統中各部件的系統監測，不允許出現故障，否則一切優勢將不復存在。在釩液流電池系統中，存在兩個容器，分別盛放正極和負極的液體溶液，溶液的交換仰賴于高效的電磁泵的可靠運行，一旦該泵發生故障，交換活動就會停止，電池也將停止運行。所以在整個電池系統中，磁力驅動循環泵作為唯一的一個存在機械運動的部件，必須對其進行可靠監控，才能保證系統的安全運行。所以該磁力驅動循環泵的電流必須要進行監控。此外電堆的放電電流，以及充電時的充電電流，也要監控起來，以監測電堆內部是否發生故障。 </P> <P align=center><IMG border=0 alt=釩電池系統 src="/uploadfile/newspic/20141225134553620.jpg"></P> <P align=center>釩電池系統 </P> <P>    因為存在充放電雙向電流，故推薦使用雙向測量的直流霍爾電流變送器AHKC系列，為了現場方便安裝，推薦采用開口形式及可拆卸方式安裝，輸出0-5V。對于磁力泵的電流監測，由于電流較小，可以采用AHKC-EKA系列傳感器進行監測即可。而對于電堆的充放電監測，由于存在大電流輸出，故推薦采用AHKC-EKB系列。 </P> <P>    <STRONG>4.2使用注意事項 </STRONG></P> <P>    1、看現場的設備是否已經安裝好，傳感器有開口的和閉口之分，閉口精度高，開口精度差，在不能斷線的線的情況下需要選擇開口，而且還需要考慮到以后對設備維護的時候更換傳感器能否斷線； </P> <P>    2、使用中當大的直流電流流過傳感器原邊線圈，且次級電路沒有接通電源\|穩壓器或副邊開路，則其磁路被磁化，而產生剩磁，影響測量精度（故使用時要先接通電源和測量端M），發生這種情況時，要先進行退磁處理。其方法是次邊電路不加電源，而在原邊線圈中通過同樣等級大小的交流電流并逐漸減小其值；</P> <P>    3、對于監測蓄電池組的霍爾電流傳感器、電壓傳感器選擇時需要注意，是否需要監測反向電流電壓，因為蓄電池存在充放電問題； </P> <P>    4、為了得到較好的動態特性和靈敏度，必須注意原邊線圈和副邊線圈的耦合，要耦合得好，最好用單根導線且導線完全填滿霍爾傳感器模塊孔徑； </P> <P>    5、在大多數場合，霍爾傳感器都具有很強的抗外磁場干擾能力，一般在距離模塊5-10cm之間存在一個兩倍于工作電流Ip的電流所產生的磁場干擾是可以忽略的，但當有更強的磁場干擾時，要采取適當的措施來解決。通常方法有： </P> <P>    ① 調整模塊方向，使外磁場對模塊的影響最小； </P> <P>    ② 在模塊上加罩一個抗磁場的金屬屏蔽罩； </P> <P>    ③ 選用帶雙霍爾元件或多霍爾元件的模塊； </P> <P>    ④ 測量的最佳精度是在額定值下得到的，當被測電流遠低于額定值時，要獲得最佳精度，原邊可使用多匝，即：IpNp=額定安匝數。另外，原邊饋線溫度不應超過８０℃。 </P> <P>    <STRONG>5. 結束語 </STRONG></P> <P>    釩液流電池具有的先天優勢即將得到大面積的推廣，同時高可靠性的系統依賴于高可靠性的監控系統的有效運行。霍爾電流傳感器因其眾多優點，通過對大電流進行精確的檢測和控制，保證了電池系統安全可靠的運行。在整個監控系統中，霍爾電流傳感器是核心器件之一，能對異常狀況及時處理，直接決定著系統的可靠性和長期穩定性，為釩電池系統提供了堅實可靠的保障。 </P> <P>    <STRONG>參考文獻： </STRONG></P> <P>    [1]劉建英.霍爾傳感器在電參量測量中的應用. [M].中國民航學院,1999 .5 </P> <P>    [2]江蘇安科瑞電器制造有限公司.電量傳感器選型手冊,201407版 </P> <P>    作者簡介：徐霜，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為電量傳感器設計<SPAN style="FONT-FAMILY: Webdings"><</SPAN></P>