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储能系统技术方案

技术编号:43307421 阅读:8 留言:0更新日期:2024-11-12 16:24
本申请提供了一种储能系统,该储能系统包括至少一个电池包以及温控系统,电池包包括冷板和电芯,冷板与电芯接触传递热能,该温控系统包括控制单元、压缩机、换热器和至少一个第一控制阀;控制单元用于在电池包的电芯温度大于或等于第一温度阈值时,控制压缩机动作以通过压缩机压缩温控介质得到流向换热器的温控介质,并控制第一控制阀开度以控制温控介质流入电池包中的冷板与电芯换热,以降低电芯温度。采用本申请,可通过控制温控介质的温度,利用温控介质流经冷板与电芯传递热量,缩小了储能系统的体积,降低了温控成本,提高了系统的安全性。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电子电力,尤其涉及一种储能系统


技术介绍

1、在电力电子
中,为了保护储能系统中电能元件,提高储能系统中电池的使用寿命,需要采用温控部件降低储能系统中电池的工作温度。在常见的储能系统中,通常通过风冷装置或者水冷装置进行降温。本申请的专利技术人在研究和实践过程中发现,在现有技术中,风冷装置利用空气循环对储能系统降温,通常需要较大的送风空间(也即,风道),这使得利用风冷装置进行降温的储能系统的体积过于庞大,且空气无法与电池中的电芯直接接触,导致降温效率较低。同时,由于风冷装置中的空气从进风口到储能系统中各电池(或电池包)之间的送风距离不同,导致储能系统中各电池之间的温差较大。然而,相比于风冷装置,水冷装置虽然降温效果更好,但水冷装置的布设成本通常较高,且管道中用于降温的介质通常为导电液体,储能系统的安全性低,适用性差。


技术实现思路

1、本申请提供了一种储能系统,可通过控制温控介质的温度,利用温控介质流经冷板与电芯传递热量,结构简单,温控成本低,温控效率高,系统安全性高,适用性强。

2、第一方面,本申请提供一种储能系统,该储能系统中包括至少一个电池包以及温控系统,电池包包括冷板和电芯,冷板与电芯接触传递热能,该温控系统包括控制单元、压缩机、换热器和至少一个第一控制阀。这里的冷板可以是导热性良好的管道,或任何温控介质可以在其内部流通的通道。当温控介质流经冷板时,冷板内的温控介质可以与电芯进行热能传递,例如,温度较低的温控介质可以吸收温度较高的电芯的热能,进而可以降低电芯温度。其中,压缩机的出口可连接换热器,换热器可通过第一控制阀连接电池包的冷板的第一出入口,电池包的冷板的第二出入口可连接压缩机的入口。这里,控制单元可以获取电池包的电芯温度,在电池包的电芯温度大于或等于第一温度阈值时,控制单元可用于控制压缩机动作以通过压缩机压缩温控介质得到流向换热器的温控介质,并控制第一控制阀开度以控制温控介质流入电池包中的冷板与电芯换热,以降低电芯温度。这里的第一温度阈值可以是控制单元根据经验值设定的,也可以是电芯额定的最高安全温度,也可以是根据当前储能系统运行状态计算得到的电芯可以正常工作的最高温度。这里的温控介质可以是冷媒、冷却工质或者任意一种便于吸收热能或释放热能的可流动介质,温控介质的形态可以是气体,也可以是液体,也可以是气液混合物,具体可根据实际应用场景确定,在此不作限制。这里的压缩机可以将气态的温控介质进行压缩,提升温控介质的压强,为温控介质在温控系统中流动提供动力。这里,控制单元可以控制第一控制阀的开度,以此控制温控介质流入电池包的冷板的流速(或流量),进而可以通过温控介质流经冷板吸收电芯的热量,降低电芯温度(例如,将电芯温度降低到安全工作温度范围内)。可以理解,当流经冷板的温控介质的温度过高或者电芯温度过高时,温控介质可以吸收的电芯的热量有限,控制单元可以增大第一控制阀的开度,以提高温控介质流入电池包的冷板的流速(或流量),进而提高系统对电芯的降温能力。

3、在本申请中,在电池包的电芯温度大于或等于第一温度阈值时,控制单元可控制压缩机工作并控制第一控制阀的开度,以使得温控介质流经冷板与电芯换热,从而降低电芯温度,结构简单,温控成本低,温控效率高,系统安全性高,适用性强。

4、结合第一方面,在第一种可能的实施方式中,温控系统还包括第一加热装置,电池包的冷板的第二出入口通过第一加热装置连接压缩机的入口。这里的第一加热装置可用于将从电池包流出的温控介质加热至过热状态,以降低流向压缩机的温控介质的湿度。也就是说,第一加热装置可以将从电池包流出的温控介质加热至气态,减少流向压缩机的液态的温控介质的含量,进而防止液态的温控介质流入压缩机出现液击现象(也即,过多的液态物质进入压缩机后可能会对压缩机产生冲击,导致压缩机变形或者破裂),保证压缩机安全工作,结构简单,安全性高,适用性强。

5、结合第一方面第一种可能的实施方式,在第二种可能的实施方式中,第一加热装置为过热器。这里的过热器可用于利用流入电池包前的温控介质的热能将从电池包流出的温控介质加热至过热状态,以降低流向压缩机的温控介质的湿度。也就是说,假设从电池包流出的温控介质的温度为t1,过热器可以利用温度高于t1的温控介质(也即,流入电池包前的温控介质)的热能将电池包流出的温控介质加热至气态。由此,温控系统可以保证流入电池包的温控介质的温度足够低,可以在流经冷板的过程中吸收的电芯的热量,以将电芯温度降低(例如,将电芯温度降低到安全工作温度范围内),同时防止液态的温控介质流入压缩机出现液击现象(也即,过多的液态物质进入压缩机后可能会对压缩机产生冲击,导致压缩机变形或者破裂),在保证压缩机安全工作的基础上,进一步调节了温控系统中的热能循环,结构简单,温控效率高,安全性强,能量利用率高。

6、结合第一方面第二种可能的实施方式,在第三种可能的实施方式中,过热器的一端连接第一控制阀和电池包的冷板的第一出入口,过热器的另一端连接电池包的冷板的第二出入口和压缩机的入口。这里的过热器可用于利用第一控制阀流出的温控介质的热能将从电池包流出的温控介质加热至过热状态,以降低流向压缩机的温控介质的湿度。也就是说,假设从电池包流出的温控介质的温度为t1,过热器可以利用温度高于t1的温控介质(例如,第一控制阀流出的温控介质)的热能将电池包流出的温控介质加热至气态。由此,温控系统可以保证流入电池包的温控介质的温度足够低,可以在流经冷板的过程中吸收的电芯的热量,以将电芯温度降低(例如,将电芯温度降低到安全工作温度范围内),同时防止液态的温控介质流入压缩机出现液击现象(也即,过多的液态物质进入压缩机后可能会对压缩机产生冲击,导致压缩机变形或者破裂),在保证压缩机安全工作的基础上,利用了第一控制阀流出的温控介质的热量,进一步调节了温控系统中的热能循环,结构简单,温控效率高,安全性强,能量利用率高。

7、结合第一方面第二种可能的实施方式,在第四种可能的实施方式中,过热器的一端连接换热器和第一控制阀,过热器的另一端连接电池包的冷板的第二出入口和压缩机的入口。这里的过热器可用于利用换热器流出的温控介质的热能将从电池包流出的温控介质加热至过热状态,以降低流向压缩机的温控介质的湿度。也就是说,假设从电池包流出的温控介质的温度为t1,过热器可以利用温度高于t1的温控介质(例如,换热器流出的温控介质)的热能将电池包流出的温控介质加热至气态。由此,温控系统可以保证流入电池包的温控介质的温度足够低,可以在流经冷板的过程中吸收的电芯的热量,以将电芯温度降低(例如,将电芯温度降低到安全工作温度范围内),同时防止液态的温控介质流入压缩机出现液击现象(也即,过多的液态物质进入压缩机后可能会对压缩机产生冲击,导致压缩机变形或者破裂),在保证压缩机安全工作的基础上,利用了换热器流出的温控介质的热量,进一步调节了温控系统中的热能循环,结构简单,温控效率高,安全性强,能量利用率高。

8、结合第一方面第二种可能的实施方式,在第五种可能的实施方式中,过热本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种储能系统,其特征在于,所述储能系统中包括至少一个电池包以及温控系统,所述电池包包括冷板和电芯,所述冷板与所述电芯接触,所述温控系统包括控制单元、压缩机、换热器、分液器和第一控制阀;

2.根据权利要求1所述的储能系统,其特征在于,所述温控系统包括过热器,所述电池包的冷板的出口通过所述过热器连接所述分液器,所述过热器将从所述电池包流出的温控介质加热至过热状态。

3.根据1或2所述的储能系统,所述温控系统还包括第二控制阀,所述第二控制阀连接在所述电池包的冷板的出口和所述过热器之间;

4.根据权利要求1-3任一项所述的储能系统,其特征在于,所述储能系统包括多个电池包,所述温控系统包括多个第一控制阀,其中,一个所述电池包的冷板的入口连接一个第一控制阀或通过一个过热器连接一个第一控制阀,所述一个电池包的冷板的出口通过一个过热器连接所述压缩机的入口;

5.根据权利要求4所述的储能系统,其特征在于,所述温控系统中包括集总控制阀,所述集总控制阀的一端连接所述换热器,所述集总控制阀的另一端通过各电池包对应的第一控制阀连接所述各电池包;

<p>6.根据权利要求1-5任一项所述的储能系统,其特征在于,所述温控系统还包括四通阀,所述换热器的一端通过所述第一控制阀连接所述电池包的冷板的入口,所述换热器的另一端连接所述四通阀的第一端,所述四通阀的第二端连接所述电池包的冷板的出口,所述四通阀的第三端连接所述压缩机的出口,所述四通阀的第四端连接所述压缩机的入口或通过分液器连接所述压缩机的入口;

7.根据权利要求6所述的储能系统,其特征在于,所述控制单元还用于在所述电池包的电芯温度小于或等于第二温度阈值时,控制所述四通阀导通所述压缩机的出口与所述电池包的冷板的出口的连接,导通所述换热器与所述压缩机的出口的连接,并控制所述压缩机动作以通过所述压缩机加热所述温控介质,以控制所述温控介质流入所述电池包中的冷板,其中,所述第二温度阈值小于所述第一温度阈值。

8.根据权利要求7所述的储能系统,其特征在于,所述温控系统还包括回热器,所述回热器与所述换热器相邻布置,所述回热器连接在所述四通阀的第二端和所述电池包的冷板的出口之间;

9.根据权利要求7或8所述的储能系统,其特征在于,所述换热器用于在外界环境的温度大于外界环境温度阈值时开启。

10.根据权利要求7或8所述的储能系统,其特征在于,所述温控系统还包括第二加热装置,所述第二加热装置连接在所述四通阀的第二端和所述电池包的冷板的出口之间;

11.根据权利要求7或8所述的储能系统,其特征在于,集总控制阀为双向膨胀阀,所述温控系统还包括至少一个第一止回阀,一个第一止回阀的一端连接所述集总控制阀,所述一个第一止回阀的另一端连接一个电池包的冷板的入口;

12.根据权利要求2所述的储能系统,其特征在于,所述储能系统还包括介质流通管道,所述介质流通管道包括一对管道主线端口和至少一对管道支线端口,一个电池包的冷板的入口连接一个第一控制阀或通过一个过热器连接一个第一控制阀,所述一个电池包的冷板的出口通过一个过热器连接所述压缩机的入口;

13.根据权利要求2所述的储能系统,其特征在于,所述储能系统包括多个介质流通管道;

14.根据权利要求1-4任一项所述的储能系统,其特征在于,所述储能系统包括顶部出风口,所述储能系统中的各个温控系统和所述电池包集成为温控模组,所述储能系统中的温控模组堆叠分布组成多个温控堆叠,各温控堆叠以所述顶部出风口为中心对称分布。

15.根据权利要求1-4任一项所述的储能系统,其特征在于,所述储能系统还包括侧壁出风口,所述储能系统中的各个温控系统和所述电池包集成为温控模组,所述储能系统中的温控模组堆叠分布组成多个温控堆叠,各温控堆叠基于所述侧壁出风口均匀分布。

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【技术特征摘要】

1.一种储能系统,其特征在于,所述储能系统中包括至少一个电池包以及温控系统,所述电池包包括冷板和电芯,所述冷板与所述电芯接触,所述温控系统包括控制单元、压缩机、换热器、分液器和第一控制阀;

2.根据权利要求1所述的储能系统,其特征在于,所述温控系统包括过热器,所述电池包的冷板的出口通过所述过热器连接所述分液器,所述过热器将从所述电池包流出的温控介质加热至过热状态。

3.根据1或2所述的储能系统,所述温控系统还包括第二控制阀,所述第二控制阀连接在所述电池包的冷板的出口和所述过热器之间;

4.根据权利要求1-3任一项所述的储能系统,其特征在于,所述储能系统包括多个电池包,所述温控系统包括多个第一控制阀,其中,一个所述电池包的冷板的入口连接一个第一控制阀或通过一个过热器连接一个第一控制阀,所述一个电池包的冷板的出口通过一个过热器连接所述压缩机的入口;

5.根据权利要求4所述的储能系统,其特征在于,所述温控系统中包括集总控制阀,所述集总控制阀的一端连接所述换热器,所述集总控制阀的另一端通过各电池包对应的第一控制阀连接所述各电池包;

6.根据权利要求1-5任一项所述的储能系统,其特征在于,所述温控系统还包括四通阀,所述换热器的一端通过所述第一控制阀连接所述电池包的冷板的入口,所述换热器的另一端连接所述四通阀的第一端,所述四通阀的第二端连接所述电池包的冷板的出口,所述四通阀的第三端连接所述压缩机的出口,所述四通阀的第四端连接所述压缩机的入口或通过分液器连接所述压缩机的入口;

7.根据权利要求6所述的储能系统,其特征在于,所述控制单元还用于在所述电池包的电芯温度小于或等于第二温度阈值时,控制所述四通阀导通所述压缩机的出口与所述电池包的冷板的出口的连接,导通所述换热器与所述压缩机的出口的连接,并控制所述压缩机动作以通过所述压缩机加热所述温控介质,以控制所述温控介质...

【专利技术属性】
技术研发人员:蒙浩布拉克·维克塔尔陈君
申请(专利权)人:华为数字能源技术有限公司
类型:发明
国别省市:

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