申请/专利权人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司

申请日：2023-06-09

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN116399472B

主分类号：G01K11/3206

分类号：G01K11/3206;G01N21/17;H01M10/48;H01M10/6567;H01M10/613

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2023.07.25#实质审查的生效;2023.07.07#公开

摘要：本发明涉及电池储能技术领域，尤其是指一种液冷电池包安全监测装置、方法及模块级安全监测装置。本发明所述的液冷电池包安全监测装置，通过光纤贯通器把光纤传感器集成在液冷电池包内，可以实现电池温度、氢气的安全监测，并且插拔、更换简便，方便电池包安装以及后期运维。且光纤传感器体积小、易集成，本质安全、适用于易燃、易爆场所。

主权项：1.一种液冷电池包模块级安全监测装置，其特征在于，应用于储能电站，所述液冷电池包模块级安全监测装置包括：多个光纤贯通器，所述多个光纤贯通器分别设置于多个液冷电池包箱体上，所述多个液冷电池包中，每预设数量个液冷电池包串联组成1个电池簇，每个所述电池包中均内置消防管道和光纤传感器，所述光纤传感器通过贯通器尾部光纤并联至一个光纤分路盒中，从所述光纤分路盒中汇总成一根光纤，通过汇总成的一根光纤与外部光纤解调设备的任意一个通道插拔连接，不同电池簇引出的光纤连接到不同解调通道上，所述外部光纤解调设备包括32个通道，其中，所述液冷电池包包括：箱体、内部电池、液冷进液和出液接口、防爆阀、电池管理单元、消防喷头和电气总集成，所述箱体内部上下层设有液冷板，所述内部电池设置于所述箱体内部，所述液冷进液和出液接口设置于所述箱体面板上，所述防爆阀设置于所述箱体面板上，所述电池管理单元设置于所述箱体面板上，所述消防喷头设置于所述箱体面板上，所述电气总集成设置于所述箱体面板上；多个光纤传感器，每个所述光纤传感器均包括封装外壳、第一光纤布拉格光栅和第二光纤布拉格光栅，所述第一光纤布拉格光栅和所述第二光纤布拉格光栅封装在所述封装外壳内，所述封装外壳为陶瓷或不锈钢材质，所述第一光纤布拉格光栅和所述第二光纤布拉格光栅的长度范围均为5-10mm，所述第一光纤布拉格光栅和所述第二光纤布拉格光栅的反射中心波长的范围为1520-1580nm，所述第二光纤布拉格光栅与所述第一光纤布拉格光栅串联连接，所述第二光纤布拉格光栅上覆盖有氢敏涂覆层，所述多个光纤传感器分别设置于多个液冷电池包箱体内部，并分别与不同的光纤贯通器连接，用于同一光纤传感器探头同时在线监测液冷电池包内部的温度和氢气浓度，其中，去除所述第一光纤布拉格光栅和所述第二光纤布拉格光栅的保护层，采用蘸取无水乙醇的无尘布擦拭去除保护层的第一光纤布拉格光栅和第二光纤布拉格光栅，在擦拭后的第二光纤布拉格光栅上依次镀上金属Ti、PdAg合金和氢敏涂覆层，所述金属Ti的厚度为5~20nm，所述PdAg合金的厚度为100~150nm，PdAg原子比为3~4，所述第一光纤布拉格光栅的测温区的反射中心波长的变化量与周围温度变换量的关系表示为下式：ΔλB1=λBαn+αΛΔT其中，ΔλB1为第一光纤布拉格光栅的测温区的反射中心波长的变化量，αn为光纤的热光系数，αΛ为光纤的热膨胀系数，ΔT为周围环境温度变化量；氢气浓度变化产生的波长变化量表示为下式：ΔλBH=ΔλB2-ΔλB1其中，ΔλBH为氢气浓度变化产生的波长变化量，ΔλB1为第二光纤布拉格光栅的测温区的反射中心波长的变化量。

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