吴憨子：蓄电池，现代能源储存系统的核心组件

摘要：

蓄电池作为现代能源储存系统的核心组件，其性能和寿命直接受温度影响。为了保证蓄电池的稳定运行和提高储能系统的效率，温度传感器被广泛应用于蓄电池管理系统中。本文将介绍蓄电池用温度传感器的原理、作用以及在储能系统中的应用，旨在帮助读者深入了解并更好地利用这一关键技术。

随着可再生能源的快速发展和能源储存需求的增加，蓄电池作为一种高效的储能方式受到广泛关注。然而，蓄电池在充放电过程中会产生热量，而过高的温度会对其性能和寿命造成负面影响。因此，实时监测蓄电池的温度变化成为确保其安全运行和优化储能系统的重要措施之一。

一

蓄电池用温度传感器的原理

蓄电池用温度传感器主要基于热敏效应工作原理。它通过测量蓄电池体系中的温度变化，将温度信号转换为电信号输出，以提供对蓄电池温度的实时监测。常见的温度传感器包括热电偶、热敏电阻和红外线传感器等。

二

蓄电池用温度传感器的作用

1、温度监测：蓄电池用温度传感器能够实时监测蓄电池的温度变化，帮助管理系统及时掌握蓄电池的工作状态。这对于预防蓄电池过热和过冷，以及避免由温度异常引起的性能下降和安全问题至关重要。

2、效能优化：温度传感器提供的温度数据可以用于优化储能系统的运行策略。通过监测蓄电池的温度，可以合理调节充放电速率和功率输出，以最大限度地提高蓄电池的效能和循环寿命。

3、故障诊断：温度传感器还可以用于故障诊断。异常温度的持续升高或波动可能表明蓄电池存在故障或其他问题，及早发现并解决这些问题可以避免严重的损坏和系统故障。

三

蓄电池用温度传感器在储能系统中的应用

1、温度监测和控制：

蓄电池管理系统（BMS）利用温度传感器实时监测蓄电池组内各单体的温度，并通过控制系统实现对温度的调节，保持蓄电池在安全温度范围内工作。

2、电池包均衡：

温度传感器可以监测不同单体之间的温度差异，并通过控制系统实现均衡充放电，使每个单体的温度保持一致，提高整个电池组的寿命和性能。

3、预警和保护：

当蓄电池的温度达到或超过安全范围时，温度传感器可以向BMS发送警报信号，触发相应的保护措施，如停止充放电或降低功率输出，以防止蓄电池过热和损坏。

 

蓄电池用温度传感器在储能系统中起着至关重要的作用。

通过实时监测蓄电池的温度变化，温度传感器可以帮助优化储能系统的运行策略，延长蓄电池的寿命，并提高系统的效能和安全性。未来，随着科技的进步和新型传感器的发展，蓄电池用温度传感器将进一步提升其性能和应用范围，为能源储存领域的发展做出更大贡献。

 

四

温度传感器在储能系统（产业链）中的应用

1、储能产业链上游用温度传感器

“我们温度传感器，要与锂电池的正极材料、负极材料、隔膜材料与电解液搭建良好的交流，以便我们双方，更从产业链全视角、全路径的把温度控制、测试问题，如何最高效、最稳定的考虑进去！”温度传感器台湾兴勤反馈说。“电池本体的温度检测，温度传感器可以安装在电池间隙中，也安装在电池包带中。电池冷却介质的温度检测，温度传感器可以安装于冷却管里。BMS控制板的温度检测，温度传感器有一体方式、捆绑方式、紧挨方式等多种结构可以选择。”温度传感器特普生告诉我们。

▲温度传感器

“对于锂电池下游的应用来说，锂电池在规定的工作温度范围内，才可能实现最佳的能源效率。温度传感器监测并控制电池温度，防止过热。有效延长电池使用寿命并增强安全性。为此，必须在多处测量电池温度，防止局部过热。这些测量电池温度的位置，往往有电池本体、冷却液、BMS板等等。”温度传感器特普生有说到。“锂电池的正极材料、负极材料、隔膜材料与电解液是锂电池中游。温度传感器，主要用在锂电池的下游生产商、应用领域。譬如宁德市代、亿纬锂能，他们的电池、储能等等必须用到温度传感器，应用领域生产商也是温度传感器公司的客户，譬如小鹏汽车、特斯拉汽车，汽车上的电控、电机也用到温度传感器。”

2.储能产业链中下游用温度传感器

发电端、电网端、用电端（譬如便携、户储与房车储能系统）等储能下游，都必须用到温度传感器。便携、户储与房车储能系统由电池组、 消防、温控、  PCS、  EMS、  BMS构成。储能设备主要由电池组、储能逆变器( PCS)、能量管理系统( EMS)、电池管理系统( BMS)构成。电池组为最主要的构成部分，其主体由电芯构成。电池组中涵盖其他辅助系统包括温控(散热)，消防。储能逆变器为必不可少的重要组成部分，负责直流交流转化，是电站并网运行的必备条件。EMS、  BMS主要集中于系统软件层面，由储能投资商负责设计， EMS负责数据采集、能量调度；BMS负责电池监控、管理，保证充放均匀稳定。

 

便携、户储与房车等储能，主要用到CCS隔离板温度管理、BMS系统温度管理、储能冷却（风冷/液冷）系统温度管理、储能消防系统温度管理。“拥有BMS配套+线束加工优势的我们，为便携、户储与房车等储能管理，做性价比高的温度管理方案。方案为BMS提供锂/氢电池本体、电池冷却介质与BMS控制板的温度管理，也为储能CCS隔离板提供温度管理，即CCS隔离板温度管理、BMS系统温度管理、储能冷却（风冷/液冷）系统温度管理！”——温度传感器专家特普生曾总告诉温度传感器研究院说。“目前，市场反馈的传感器失效模式为两种：防水与耐压情况不佳。防水是指吸潮后传感器阻值下降，主要为潮气影响；耐压则是传感器绝缘层被击穿。为妥善解决传感器失效模式，特普生传感器针完全胜任。一是针对潮气影响，特普生传感器在保持耐温175度的条件下、耐水煮168小时。打破行业48小时极限；二在绝缘度问题上，特普生传感器可长期耐压5VDC，远高于行业3500VDC的标准要求。”

（1）储能CCS隔离板温度管理

 

▲特普生户储CCS隔离板

“我们为电池包、电池模组、电池族、储能箱公司，也为BMS产品，提供定制化的储能CCS隔离板。譬如支架，可以选择注塑或吸塑隔离板+线槽；采集组件，可以选择线束、FPC、PCB或FFC；温感采集线，可以选择环氧头、OT端子、镍端子（都含NTC)；铝巴当然是含铝量达到99.6%的1060铝板。连接方式，可以选择打胶、打螺丝、超声焊或激光焊”。储能CCS隔离板，在锂离子电池系统中实现以下主要功能：通过铜铝巴实现电芯的串并联，输出电流。采集电芯电压。采集电芯温度。提供均衡和补电通道。储能CCS开发上，有CCS 拼板解决方案。CCS 拼板解决方案的优势是“在不增加模具的情况下兼容各种电芯串并数及不同输出极出线方向”。

▲储能CCS 拼板解决方案

储能CCS开发上，也有CCS 热压解决方案。CCS 热压解决方案的优势是“ 通过PET膜高温高压成型工艺，  完成CCS的制造，而且产品更为轻薄”。

▲储能CCS 热压解决方案

储能CCS开发上，还有CCS 吸塑隔离板解决方案。CCS 吸塑隔离板解决方案的优势是“PC片高精度真空成型工艺；产品更为轻薄；零部件固定工艺”。

▲储能CCS 吸塑隔离板解决方案

（2）BMS系统温度管理

“用于动力电池模组电芯的电压和温度采样，采集数据通过数据采集模块汇总、分析再传输给给电池管理系统主控制器模块，主控模块对数据进行分析和处理后，发出对应的程序控制和变更指令，做出均衡措施。适用于纯电动、混合动力乘用车、物流、客车、特种车等车型及48V动力系统 。它具有组装工时短、小型化、轻量化、薄形化、可挠性、弯折性好等特点。”

▲电池BMS温度传感器

“也有一些客户需求电池芯内温度采集线束。这时，NTC温度传感器特别适合用于电池内芯与芯之间。最小直径尺寸可以做到0.7mm，最薄可以做到0.6mm。柔性化可弯曲，便于安装。”

▲电池芯内温度采集线束

“固定片NTC温度传感器主要用于电池PACK模组。它采用单端玻封NTC热敏电阻，外围用环氧树脂+外壳封装，热敏电阻和导线的焊接点完全密封在树脂涂层里面，具有良好的防水性及密封性。环氧树脂封装温度传感器将高精度、高可靠的NTC热敏电阻与PVC或Teflon导线连接，用绝缘、导热、防水、防潮材料封装成所需形状，便于安装与远距离测控温。通过测量NTC热敏电阻的电阻值来确定相应的温度，从而达到了检测和控制产品温度的目的。”

▲电池外围温度采集线束

（3）储能冷却（风冷/液冷）系统温度管理

“储能风冷或液冷，这些冷却温度管理，要采用单端玻璃封装热敏电阻，精度高、可靠性好。譬如双85测试1000小时，耐水煮测试1000小时。采用特殊的内部结构，正常使用寿命10年以上。”

▲储能冷却（风冷/液冷）温度传感器

（3）储能消防系统温度管理

“我们，发现储能消防系统温度管理，这套传感器，特别适合用于储能消防用。最小直径尺寸可以做到：0.7mm。响应速度最快可达1.5S（液体介质）。温湿度模块、温度气体模块等，也可以无线化数据传输。”

▲储能消防温度传感器

作者简介

吴憨子：传感器应用营销老师。投资及担任森霸传感、特普生传感应用营销顾问，欢迎交流传感器应用与投融资，微信：mckinsin

审核编辑 黄宇