[发明专利]监测与保护系统及能量存储设备

说明书

本申请提供一种监测与保护系统及能量存储设备，该监控与保护系统应用于至少一电池模组，其包括温度监测装置、形变监测装置及控制装置，温度监测装置和形变监测装置分别包括光栅温度传感器和光栅应变传感器，光栅温度传感器和光栅应变传感器设置于对应的电池模组上，以获取电池模组的当前温度和当前形变量。控制装置根据获取到的当前温度和当前形变量控制保护单元执行对应保护动作。通过设置的温度监测装置和形变监测装置对电池模组的温度和形变量进行实时监测，并根据监测情况控制保护单元执行保护动作，为电池模组设定保护响应，有效抑制及防范电池故障的发生，保障了电池模组的安全性。

技术领域

本申请涉及电池模组技术领域，尤其涉及一种监测与保护系统及能量存储设备。

背景技术

随着新能源行业的飞速发展，电力驱动的相应设备的使用越来越广泛，使得电池系统的安全性备受关注。然而，大功率的储能电池组在实际运行过程中，往往由于工作环境恶劣、自身老化以及内部短路等原因，都可能会造成电池系统的破损、喷液，甚至过热、爆炸或起火等事故发生。

现有的电池管理系统(Battery Management System，简称BMS)针对安全性的工作主要体现在防止电池的过充、过放以及温度超过工作范围等简单的预防中，难以对电池组可能发生的故障进行有效抑制或防范，也并未设定保护响应，从而可能会导致事故发生后无法及时防止事故扩大，造成不可估量的损失危及生命财产等。

发明内容

本申请提供一种监测与保护系统及能量存储设备，用以对电池模组等储能元件的温度和形变进行实时监控并执行相应保护动作，有效抑制及防范电池故障的发生以提高储能元件的安全性。

第一方面，本申请一种监测与保护系统，应用于至少一电池模组，包括：

温度监测装置，包括多个光栅温度传感器，其中每一所述光栅温度传感器设置在对应的电池模组上，用于通过每个光栅温度传感器获取所述对应的电池模组的当前温度；

形变监测装置，包括多个光栅应变传感器，其中每一所述光栅应变传感器设置在对应的电池模组上，用于通过每个光栅形变传感器获取所述对应的电池模组的当前形变量；

控制装置，耦接于所述温度监测装置和所述形变监测装置，用于接收每一所述电池模组的所述当前温度和所述当前形变量，并根据所接收的信号控制保护单元执行对应保护动作。

在一种可能的设计中，所述光栅温度传感器设置于所述对应的电池模组的任意位置；

所述光栅应变传感器设置于所述对应的电池模组外表面，且位于所述外表面的轴线位置。

在一种可能的设计中，所述温度监测装置还包括：多路第一光纤、第一调制解调器；

其中，每一所述光栅温度传感器耦接于对应的第一光纤，以通过所述对应的第一光纤将所述光栅温度传感器发出的第一光信号传输至所述第一调制解调器；

所述第一调制解调器将所述第一光信号转换为所述对应的电池模组的当前温度，并通过第一通讯总线将每一所述电池模组的当前温度传输至所述控制装置。

在一种可能的设计中，所述形变监测装置还包括：多路第二光纤、第二调制解调器以及形变计算单元；

其中，每一所述光栅应变传感器耦接于对应的第二光纤，以通过所述对应的第二光纤将所述光栅应变传感器发出的第二光信号传输至所述第二调制解调器；

所述第二调制解调器将所述第二光信号转换为所述对应的电池模组的当前应变量，并通过第二通讯总线将每一所述电池模组的所述当前应变量传输至所述形变计算单元；

所述形变计算单元根据每一所述电池模组的所述当前应变量及存储参数确定每一所述电池模组的所述当前形变量，并通过第三通讯总线将每一所述电池模组的所述当前形变量传输至所述控制装置。