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儲能電池集成式冷卻系統(tǒng)及控制方法與流程

702   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來源:廣州高瀾節(jié)能技術(shù)股份有限公司  
2023-10-19 16:29:24
一種儲能電池集成式冷卻系統(tǒng)及控制方法與流程

1.本發(fā)明涉及儲能電站冷卻設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,更具體地,涉及一種儲能電池集成式冷卻系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù):

2.為實現(xiàn)“碳達(dá)峰”、“碳中和”的重大戰(zhàn)略舉措,推動節(jié)能減排,加強資源綜合利用,合理控制能源消費總量,大幅提升能能源利用效率,維持儲能系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行極為重要。

3.儲能電池?zé)崾Э卦斐傻膿p失不可估量,現(xiàn)有技術(shù)中,儲能電池冷卻采取風(fēng)冷的方式。采用空氣作為傳熱介質(zhì)就是直接把空氣引入,使其流過模塊以達(dá)到散熱目的,一般需有風(fēng)扇、進(jìn)出口風(fēng)道等部件,需建立單獨系統(tǒng),提供加熱或冷卻的功能,根據(jù)電池狀態(tài)獨立控制,這也增加了整車能源消耗和成本。

4.風(fēng)冷內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)的工作機理如下:布置在柜體內(nèi)部的風(fēng)機為內(nèi)循環(huán)提供風(fēng)壓頭和風(fēng)量;一般采用軸流風(fēng)機,這樣的風(fēng)機特點為風(fēng)量較大,但是壓頭較小??紤]到柜內(nèi)其它設(shè)備的空間排布,往往內(nèi)循環(huán)的空氣流動很難組織地恰到好處,存在內(nèi)循環(huán)效果差,散熱不均勻的問題;并且當(dāng)內(nèi)循環(huán)組織好以后,若柜內(nèi)結(jié)構(gòu)改變將嚴(yán)重影響原來的內(nèi)循環(huán),即內(nèi)循環(huán)受柜內(nèi)結(jié)構(gòu)影響大。這種內(nèi)循環(huán)的缺點導(dǎo)致某些甚至是大部分的熱源處的風(fēng)速很小,只有1m/s~2m/s,并且低風(fēng)速使得熱源處的空氣流動方向不能最大程度地發(fā)揮散熱作用。另外,現(xiàn)有風(fēng)冷系統(tǒng)中,通過熱交換器完成熱交換的冷卻空氣散發(fā)到環(huán)境中,對環(huán)境進(jìn)行加熱使得風(fēng)冷系統(tǒng)的冷卻空氣在流動過程中會出現(xiàn)與熱空氣混合的現(xiàn)象,使得原本需要低溫的冷卻空氣被加熱了,這樣的缺陷不僅降低了儲能電池的冷卻效率,同時由于冷卻介質(zhì)溫度的不穩(wěn)定,難以滿足電池簇恒溫運行的要求。

5.現(xiàn)有技術(shù)1(cn107444103b)“一種電動汽車集成式熱管理系統(tǒng)”,包括電池集成熱管理系統(tǒng)、電機集成熱管理系統(tǒng)和熱泵空調(diào)的制冷及制熱循環(huán)系統(tǒng);電池集成熱管理系統(tǒng)包括第一水泵、第一相變換熱器、第一膨脹水壺和電池水冷盤管;電機集成熱管理系統(tǒng)包括第二水泵、第二相變換熱器、第二膨脹水壺、散熱器和第一電機水冷盤管;熱泵空調(diào)的制冷及制熱循環(huán)系統(tǒng)包括冷凝器、熱泵空調(diào)、蒸發(fā)器和干燥器。電池集成熱管理系統(tǒng)、電機集成熱管理系統(tǒng)通過相變換熱器與熱泵空調(diào)制冷循環(huán)及制熱循環(huán)系統(tǒng)相連,當(dāng)制熱循環(huán)時,相變換熱器將儲能傳遞給蒸發(fā)器進(jìn)行預(yù)熱,當(dāng)制冷循環(huán)時,蒸發(fā)器將熱量傳遞給相變換熱器儲能。現(xiàn)有技術(shù)1中,由于采用了相變換熱器,充分發(fā)揮相變材料的高相變潛熱和導(dǎo)熱率特性,從而減少了蒸發(fā)器數(shù)量,擴大了車內(nèi)體積,使得車內(nèi)結(jié)構(gòu)布局合理。然而,現(xiàn)有技術(shù)1中不僅在兩個換熱器中填充了相變材料,還需要在對應(yīng)的支路管子內(nèi)填充相變材料在使用過程中存在耐久性、經(jīng)濟性上的問題,首先相變材料在循環(huán)相變過程中熱物理性質(zhì)退化,其次相變材料從基體材料中泄漏出來,表現(xiàn)為在材料表面結(jié)霜,再者,在相變過程中產(chǎn)生的應(yīng)力使得基體材料容易被破壞。并且,相變材料的大量使用,使得冷卻系統(tǒng)的工程造價顯著提升,從工程全壽命周期來看,涉及大功率的儲能電池冷卻系統(tǒng)如果使用相變材料,初期投資高,維護(hù)成本也高。

6.此外,如果使用液體為介質(zhì),對儲能電池進(jìn)行傳熱冷卻,需在模塊與液體介質(zhì)之間建立傳熱通道,比如水套,以對流和導(dǎo)熱兩種形式進(jìn)行間接式加熱和冷卻,傳熱介質(zhì)可以采用水、乙二醇甚至制冷劑,由于需要風(fēng)扇、水泵、換熱器、加熱器、管路以及其它附件而使結(jié)構(gòu)過于龐大、復(fù)雜,同時也消耗了電池能量、降低了電池的功率密度和能量密度。雖然液體冷卻系統(tǒng)技術(shù)成熟、控溫精準(zhǔn),能夠適應(yīng)儲能電池的精準(zhǔn)控溫和恒溫運行等技術(shù)要求,但其復(fù)雜的換熱結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的介質(zhì)通道,使得液體冷卻系統(tǒng)無法與儲能電池集成化設(shè)計。

7.因此,需要研究一種能夠與儲能電池集成的冷卻系統(tǒng),滿足儲能電池的精準(zhǔn)控溫和恒溫運行。

技術(shù)實現(xiàn)要素:

8.為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足,本發(fā)明的目的在于,提供一種儲能電池集成式冷卻系統(tǒng)及控制方法。

9.本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案。

10.一種儲能電池集成式冷卻系統(tǒng),冷卻系統(tǒng)用于對儲能電池系統(tǒng)中的逆變器柜和儲能電池簇進(jìn)行冷卻。

11.冷卻系統(tǒng)集成在儲能電池系統(tǒng)中,冷卻系統(tǒng)包括:液冷回路,制冷回路和蒸發(fā)器;其中,液冷回路和制冷回路通過蒸發(fā)器實現(xiàn)并聯(lián)布置;冷卻系統(tǒng)同時對逆變器柜、儲能電池簇進(jìn)行冷卻,其中,逆變器柜和儲能電池簇的額定運行溫度不相同;

12.蒸發(fā)器包括冷卻介質(zhì)支路和冷媒體支路;冷卻介質(zhì)支路串聯(lián)在液冷回路中,冷媒體支路串聯(lián)在制冷回路;冷卻介質(zhì)管路中流過冷卻介質(zhì),冷媒體支路中流過冷媒體,冷卻介質(zhì)的流向與冷媒體的流向相反;

13.在蒸發(fā)器中,冷卻介質(zhì)與冷媒體進(jìn)行第一次熱交換后,冷卻介質(zhì)通過放熱實現(xiàn)冷卻,冷媒體通過吸熱實現(xiàn)從低溫低壓液體變成低溫低壓氣體;

14.其中,冷卻介質(zhì)為液體。

15.液冷回路包括:主循環(huán)泵,被冷卻件液冷入口端,被冷卻件液冷出口端,第一冷卻介質(zhì)管道,第二冷卻介質(zhì)管道,第三冷卻介質(zhì)管道;

16.在液冷回路中,冷卻介質(zhì)從主循環(huán)泵流出后,經(jīng)由第一冷卻介質(zhì)管道流入蒸發(fā)器;在蒸發(fā)器的冷卻介質(zhì)支路中,冷卻介質(zhì)與冷媒體進(jìn)行第一次熱交換后,再經(jīng)由第二冷卻介質(zhì)管道流入被冷卻件液冷入口端;在被冷卻件中,冷卻介質(zhì)與被冷卻件進(jìn)行第二次熱交換后,從被冷卻件液冷出口端流出,經(jīng)由第三冷卻介質(zhì)管道流入主循環(huán)泵。

17.制冷回路包括:壓縮機,冷凝器,節(jié)流閥,冷媒體管道;

18.在制冷回路中,冷媒體流入蒸發(fā)器,在蒸發(fā)器的冷媒體支路中,冷媒體與冷卻介質(zhì)進(jìn)行第一次熱交換后,經(jīng)由冷媒體管道依次流入壓縮機,冷凝器和節(jié)流閥。

19.在制冷回路中,流入蒸發(fā)器的冷媒體是低溫低壓液體,流出蒸發(fā)器的冷媒體是低溫低壓氣體;壓縮機對低溫低壓氣體進(jìn)行壓縮,得到高溫高壓氣體;在冷凝器中,高溫高壓氣體冷凝成中溫高壓液體;中溫高壓液體在節(jié)流閥處形成低溫低壓液體。

20.制冷回路還包括氣液分離器和氣液過濾器;

21.流出蒸發(fā)器的冷媒體先進(jìn)入氣液分離器,實現(xiàn)低溫低壓氣體中的氣液分離;經(jīng)過氣液分離的低溫低壓氣體再進(jìn)入壓縮機;

22.流出冷凝器的冷媒體先進(jìn)入氣液過濾器,實現(xiàn)中溫高壓液體中的氣液過濾;經(jīng)過氣液過濾的中溫高壓液體再進(jìn)入節(jié)流閥。

23.連接主循環(huán)泵出口端與蒸發(fā)器入口端的第一冷卻介質(zhì)管道上,串聯(lián)過濾器;

24.連接蒸發(fā)器出口端與被冷卻件液冷入口端的第二冷卻介質(zhì)管道上,依次串聯(lián)加熱器;連接被冷卻件液冷出口端與主循環(huán)泵入口端的第三冷卻介質(zhì)管道,并聯(lián)高位水箱。

25.冷卻介質(zhì)流入冷卻件液冷入口端后,依次通過液冷管路、第一液冷支路到達(dá)逆變器柜的液冷系統(tǒng)入口端,還依次通過液冷管路、第二液冷支路到達(dá)儲能電池簇的液冷系統(tǒng)出口端;

26.液冷管路上串聯(lián)有第三球閥;第二液冷支路上串聯(lián)有第一球閥;

27.逆變器柜的液冷系統(tǒng)出口端與冷卻件液冷出口端之間,通過第三液冷支路連接;

28.儲能電池簇的液冷系統(tǒng)入口端與被冷卻件液冷入口端之間,通過第四液冷支路連接;

29.其中,第二液冷支路還通過第五液冷支路與被冷卻件液冷出口端之間連接,并且第五液冷支路接入第二液冷支路的連接點a位于第一球閥與儲能電池簇的液冷系統(tǒng)出口端之間;其中,第五液冷支路上串聯(lián)第二球閥。

30.第一冷卻介質(zhì)管道上,在主循環(huán)泵和過濾器之間,安裝第一入口壓力表;

31.第二冷卻介質(zhì)管道上,在加熱器與被冷卻件液冷入口端之間安裝第一溫度表和第一出口壓力表;

32.第二液冷支路上,在第五液冷支路接入第二液冷支路的連接點a與儲能電池簇的液冷系統(tǒng)出口端之間安裝第二溫度表和第二出口壓力表;

33.第三冷卻介質(zhì)管道上,被冷卻件液冷出口端與高位水箱接入第三冷卻介質(zhì)管道的連接點之間安裝第三溫度表和第三出口壓力表。

34.冷凝器與氣液過濾器之間的冷媒體管道上,安裝第二入口壓力表和第四溫度表;

35.蒸發(fā)器與氣液分離器之間的冷媒體管道上,安裝第五溫度表和第四出口壓力表。

36.高位水箱上安裝有液位表。

37.冷卻系統(tǒng)還包括:上位機;上位機包括:信號采集模塊,控制模塊;

38.信號采集模塊,用于利用儀器儀表和傳感器采集溫度信號、壓力信號、流量信號、液位信號和加熱器功率信號;其中,

39.溫度信號包括:被冷卻件液冷系統(tǒng)的入口溫度,被冷卻件液冷系統(tǒng)的出口溫度,儲能電池簇液冷系統(tǒng)的出口溫度,冷凝器的出口溫度,壓縮機的入口溫度;

40.壓力信號包括:被冷卻件液冷系統(tǒng)的入口壓力,被冷卻件液冷系統(tǒng)的出口壓力,儲能電池簇液冷系統(tǒng)的出口壓力,壓縮機的入口壓力,主循環(huán)泵的出口壓力,冷凝器的出口壓力;

41.流量信號,是液冷回路的流量;

42.液位信號,是高位水箱的液位信號;

43.加熱器功率信號,是加熱器的輸入功率;

44.控制模塊,用于利用plc控制壓縮機、冷凝器的風(fēng)機、加熱器的啟動、停止和保護(hù)。

45.儲能電池集成式冷卻系統(tǒng)的控制方法,包括:

46.步驟1,采集儲能電池簇的運行溫度以及逆變器柜的運行溫度;當(dāng)儲能電池簇的運

行溫度和/或逆變器柜的運行溫度大于冷卻系統(tǒng)開啟溫度限值時,冷卻系統(tǒng)通電啟動;其中,冷卻系統(tǒng)開啟溫度限值,是儲能電池簇的額定運行溫度和逆變器柜的額定運行溫度中的最小值;

47.步驟2,先對液冷回路中的主循環(huán)泵進(jìn)行通電啟動操作,冷卻系統(tǒng)以自循環(huán)均溫模式運行;

48.步驟3,采集被冷卻件液冷系統(tǒng)的入口溫度;當(dāng)儲能電池簇的運行溫度大于被冷卻件液冷系統(tǒng)的入口溫度時,啟動制冷回路,并進(jìn)入步驟4;當(dāng)儲能電池簇的運行溫度和逆變器柜的運行溫度都不大于被冷卻件液冷系統(tǒng)的入口溫度時,則不啟動制冷回路,并返回步驟2;

49.步驟4,制冷回路啟動后,采集儲能電池簇液冷系統(tǒng)的出口溫度和逆變器柜液冷系統(tǒng)的入口溫度;根據(jù)儲能電池簇液冷系統(tǒng)的出口溫度和逆變器柜液冷系統(tǒng)的入口溫度,控制第一球閥和第二球閥,對儲能系統(tǒng)中的逆變器柜、儲能電池簇進(jìn)行冷卻。

50.優(yōu)選地,步驟2中,在自循環(huán)均溫模式下,制冷系統(tǒng)不啟動,即壓縮機不啟動,冷凝器的風(fēng)機不啟動;在自循環(huán)均溫模式下,冷卻系統(tǒng)中加熱器不啟動,冷卻介質(zhì)依次經(jīng)過主循環(huán)泵、過濾器、加熱器、被冷卻件的液冷系統(tǒng)后,再返回主循環(huán)泵;

51.在自循環(huán)均溫模式下,冷卻系統(tǒng)運行不少于2分鐘。

52.優(yōu)選地,步驟3包括:

53.步驟3.1,當(dāng)儲能電池簇的運行溫度不大于被冷卻件液冷系統(tǒng)的入口溫度,并且逆變器柜的運行溫度不大于被冷卻件液冷系統(tǒng)的入口溫度時,則不啟動制冷回路,即壓縮機及冷凝器的風(fēng)機均不啟動;主循環(huán)泵保持運轉(zhuǎn),液冷回路自循環(huán);此時,儲能電池簇的運行溫度范圍為20~25℃,逆變器柜的運行溫度為40℃;

54.步驟3.2,當(dāng)儲能電池簇的運行溫度大于被冷卻件液冷系統(tǒng)的入口溫度時,則啟動制冷回路,即冷凝器的風(fēng)機啟動并運轉(zhuǎn)30s后啟動壓縮機;制冷回路啟動過程中,主循環(huán)泵保持運轉(zhuǎn)。

55.優(yōu)選地,步驟3.1還包括:當(dāng)儲能電池簇的運行溫度不大于被冷卻件液冷系統(tǒng)的入口溫度,并且逆變器柜的運行溫度不大于被冷卻件液冷系統(tǒng)的入口溫度時,且儲能電池簇的運行溫度和逆變器柜的運行溫度均不大于冷卻系統(tǒng)開啟溫度限值,冷卻系統(tǒng)斷電,停止運行。

56.優(yōu)選地,步驟4包括:

57.步驟4.1,當(dāng)儲能電池簇液冷系統(tǒng)的出口溫度與逆變器柜液冷系統(tǒng)的入口溫度的差值不超過限值時,第二球閥、第三球閥均關(guān)閉通道,第一球閥開啟通道,此時,冷卻介質(zhì)依次經(jīng)由第四液冷支路進(jìn)入儲能電池簇液冷系統(tǒng)后,再依次經(jīng)由第二液冷支路和第一液冷支路進(jìn)入逆變器柜液冷系統(tǒng);以串聯(lián)的方式對儲能系統(tǒng)中的逆變器柜、儲能電池簇進(jìn)行冷卻,即利用冷卻儲能電池簇后的冷卻液再次對逆變器柜進(jìn)行冷卻;

58.步驟4.2,當(dāng)儲能電池簇液冷系統(tǒng)的出口溫度與逆變器柜液冷系統(tǒng)的入口溫度的差值超過限值時,第二球閥、第三球閥均開啟通道,第一球閥關(guān)閉通道,此時,冷卻介質(zhì)依次經(jīng)由第四液冷支路進(jìn)入儲能電池簇液冷系統(tǒng)后,冷卻介質(zhì)還依次經(jīng)由液冷管路和第一液冷支路進(jìn)入逆變器柜液冷系統(tǒng);以并聯(lián)的方式對儲能系統(tǒng)中的逆變器柜、儲能電池簇進(jìn)行冷卻。

59.優(yōu)選地,分別使用流量計采集儲能電池簇液冷系統(tǒng)中的流量和逆變器柜液冷系統(tǒng)中的流量,當(dāng)儲能電池簇液冷系統(tǒng)中的流量和逆變器柜液冷系統(tǒng)中的流量相同時,則第一球閥開啟通道時,第二球閥關(guān)閉通道。

60.本發(fā)明的有益效果在于,與現(xiàn)有技術(shù)相比:

61.本發(fā)明提出的冷卻系統(tǒng)及其控制方法,采用制冷回路替代風(fēng)冷裝置或冷卻塔,使用蒸發(fā)器將液冷回路和制冷回路并聯(lián)起來,以實現(xiàn)冷媒體對冷卻介質(zhì)的冷卻;采用該結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng),在使用相同的液冷回路和制冷回路下,能夠同時對逆變器柜、儲能電池簇等多臺設(shè)備進(jìn)行冷卻,以滿足逆變器柜和儲能電池簇等多臺設(shè)備因額定運行溫度不相同而引起的冷卻溫差的要求差異。

62.本發(fā)明的有益效果具體如下:

63.1)取消了風(fēng)冷裝置或冷卻塔,僅使用相同的液冷回路和制冷回路,就滿足各設(shè)備不同冷卻溫差的要求,使得液冷回路和制冷回路的結(jié)構(gòu)小型化,能夠集成在單一柜體中,有效減小占地面積和空間尺寸,并且為冷卻系統(tǒng)與儲能電池系統(tǒng)進(jìn)行集成提供了技術(shù)支撐;

64.2)由于電池簇運行溫度約為20~25℃,逆變器柜運行溫度約為40℃,兩者的運行溫度要求不同,在使用相同的液冷回路和制冷回路進(jìn)行冷卻時,當(dāng)儲能電池簇液冷系統(tǒng)的出口溫度與逆變器柜液冷系統(tǒng)的入口溫度的差值不超過限值時,冷卻介質(zhì)依次經(jīng)由第四液冷支路進(jìn)入儲能電池簇液冷系統(tǒng)后,再依次經(jīng)由第二液冷支路和第一液冷支路進(jìn)入逆變器柜液冷系統(tǒng);以串聯(lián)的方式對儲能系統(tǒng)中的逆變器柜、儲能電池簇進(jìn)行冷卻;利用冷卻電池簇后的冷卻液再次對逆變器柜進(jìn)行冷卻,充分利用冷卻介質(zhì)資源,提升冷卻系統(tǒng)的利用率和工作效率;而當(dāng)儲能電池簇液冷系統(tǒng)的出口溫度與逆變器柜液冷系統(tǒng)的入口溫度的差值超過限值時,冷卻介質(zhì)依次經(jīng)由第四液冷支路進(jìn)入儲能電池簇液冷系統(tǒng)后,還經(jīng)由液冷管路和第一液冷支路進(jìn)入逆變器柜液冷系統(tǒng);以并聯(lián)的方式對儲能系統(tǒng)中的逆變器柜、儲能電池簇進(jìn)行冷卻,同時滿足兩種設(shè)備的運行溫度要求;

65.2)液冷回路中的主循環(huán)泵為屏蔽泵,屏蔽泵相較于機械離心泵使用的動密封更容易實現(xiàn)完全密封,可以實現(xiàn)完全無泄漏,且使用壽命長、易于安裝,可以做到免維護(hù)、同時屏蔽泵的噪聲低,對周圍環(huán)境不會造成聲污染;

66.3)冷卻系統(tǒng)通過控制制冷回路,精準(zhǔn)控制被冷卻件液冷系統(tǒng)的入口溫度的差值在

±

2℃范圍內(nèi);

67.4)在被冷卻件液冷系統(tǒng)中的管道系統(tǒng)保持不變的前提下,通過調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)中的壓力手動閥或流量手動閥,分別實現(xiàn)被冷卻件液冷系統(tǒng)的入口壓力和入口流量的精準(zhǔn)控制。

附圖說明

68.圖1是本發(fā)明一種儲能電池集成式冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;

69.圖1中的附圖標(biāo)記說明如下:

70.1-主循環(huán)泵;

71.2-過濾器;

72.3-蒸發(fā)器;

73.4-逆變器柜;

74.5-儲能電池簇;

75.6-氣液分離器;

76.7-壓縮機;

77.8-冷凝器,含風(fēng)機;

78.9-節(jié)流閥;

79.10-液位表;

80.11-出口壓力表,其中,11-1為第一出口壓力表,11-2為第二出口壓力表;

81.12-溫度表,其中,12-1為第一溫度表,12-2為第二溫度表,12-3為第三溫度表,12-4為第四溫度表,12-5為第五溫度表;

82.13-入口壓力表,其中,13-1為第一入口壓力表,13-2為第二入口壓力表,13-3為第三入口壓力表,13-4為第四入口壓力表;

83.14-高位水箱;

84.15-加熱器;

85.16-氣液過濾器;

86.17-第一球閥;18-第二球閥;19-第三球閥;

87.20-第一冷卻介質(zhì)管道;21-第二冷卻介質(zhì)管道;22-第三冷卻介質(zhì)管道;23-冷媒體管道;

88.100-被冷卻件的液冷入口端;200-被冷卻件的液冷出口端;

89.4a-逆變器柜液冷系統(tǒng)入口端;4b-逆變器柜液冷系統(tǒng)出口端;

90.5a-儲能電池簇液冷系統(tǒng)入口端;5b-儲能電池簇液冷系統(tǒng)出口端;

91.圖2是本發(fā)明實施例中冷卻系統(tǒng)柜體的外觀示意圖;

92.圖3是本發(fā)明實施例中儲能系統(tǒng)集裝箱的示意圖,其中冷卻系統(tǒng)柜體集成在儲能系統(tǒng)集裝箱內(nèi);

93.圖4是本發(fā)明一種儲能電池集成式冷卻系統(tǒng)的控制方法的步驟框圖。

具體實施方式

94.下面結(jié)合附圖對本技術(shù)作進(jìn)一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案,而不能以此來限制本技術(shù)的保護(hù)范圍。

95.如圖1,一種儲能電池集成式冷卻系統(tǒng),冷卻系統(tǒng)用于對儲能電池系統(tǒng)中的逆變器柜4和儲能電池簇5進(jìn)行冷卻;本發(fā)明優(yōu)選實施例中,冷卻系統(tǒng)集成在單一柜體內(nèi),如圖2所示,該冷卻系統(tǒng)柜體可以集成在如圖3所示的儲能系統(tǒng)集裝箱內(nèi)。

96.冷卻系統(tǒng)集成在儲能電池系統(tǒng)中,冷卻系統(tǒng)包括:液冷回路,制冷回路和蒸發(fā)器;其中,液冷回路和制冷回路通過蒸發(fā)器3實現(xiàn)并聯(lián)布置;冷卻系統(tǒng)同時對逆變器柜、儲能電池簇進(jìn)行冷卻,其中,逆變器柜和儲能電池簇的額定運行溫度不相同;

97.蒸發(fā)器3包括冷卻介質(zhì)支路和冷媒體支路;冷卻介質(zhì)支路串聯(lián)在液冷回路中,冷媒體支路串聯(lián)在制冷回路;冷卻介質(zhì)管路中流過冷卻介質(zhì),冷媒體支路中流過冷媒體,冷卻介質(zhì)的流向與冷媒體的流向相反;

98.在蒸發(fā)器3中,冷卻介質(zhì)與冷媒體進(jìn)行第一次熱交換后,冷卻介質(zhì)通過放熱實現(xiàn)冷卻,冷媒體通過吸熱實現(xiàn)從低溫低壓液體變成低溫低壓氣體;

99.其中,冷卻介質(zhì)為液體。

100.液冷回路包括:主循環(huán)泵1,被冷卻件液冷入口端100,被冷卻件液冷出口端200,第一冷卻介質(zhì)管道20,第二冷卻介質(zhì)管道21,第三冷卻介質(zhì)管道22;

101.在液冷回路中,冷卻介質(zhì)從主循環(huán)泵1流出后,經(jīng)由第一冷卻介質(zhì)管道20流入蒸發(fā)器3;在蒸發(fā)器3的冷卻介質(zhì)支路中,冷卻介質(zhì)與冷媒體進(jìn)行第一次熱交換后,再經(jīng)由第二冷卻介質(zhì)管道21流入被冷卻件液冷入口端100;在被冷卻件中,冷卻介質(zhì)與被冷卻件進(jìn)行第二次熱交換后,從被冷卻件液冷出口端200流出,經(jīng)由第三冷卻介質(zhì)管道22流入主循環(huán)泵1,如此循環(huán)形成液冷回路。

102.制冷回路包括:壓縮機7,冷凝器8,節(jié)流閥9,冷媒體管道23;

103.在制冷回路中,冷媒體流入蒸發(fā)器3,在蒸發(fā)器3的冷媒體支路中,冷媒體與冷卻介質(zhì)進(jìn)行第一次熱交換后,經(jīng)由冷媒體管道23依次流入壓縮機7,冷凝器8和節(jié)流閥9。

104.在制冷回路中,流入蒸發(fā)器3的冷媒體是低溫低壓液體,流出蒸發(fā)器3的冷媒體是低溫低壓氣體;壓縮機7對低溫低壓氣體進(jìn)行壓縮,得到高溫高壓氣體;在冷凝器8中,高溫高壓氣體冷凝成中溫高壓液體;中溫高壓液體在節(jié)流閥9處形成低溫低壓液體,如此形成制冷回路。

105.制冷回路還包括氣液分離器6和氣液過濾器16;

106.流出蒸發(fā)器3的冷媒體先進(jìn)入氣液分離器6,實現(xiàn)低溫低壓氣體中的氣液分離;經(jīng)過氣液分離的低溫低壓氣體再進(jìn)入壓縮機7;

107.流出冷凝器8的冷媒體先進(jìn)入氣液過濾器16,實現(xiàn)中溫高壓液體中的氣液過濾;經(jīng)過氣液過濾的中溫高壓液體再進(jìn)入節(jié)流閥9。

108.連接主循環(huán)泵1出口端與蒸發(fā)器3入口端的第一冷卻介質(zhì)管道20上,串聯(lián)過濾器2;

109.連接蒸發(fā)器3出口端與被冷卻件液冷入口端100的第二冷卻介質(zhì)管道21上,依次串聯(lián)加熱器15;連接被冷卻件液冷出口端200與主循環(huán)泵1入口端的第三冷卻介質(zhì)管道22,并聯(lián)高位水箱14。

110.冷卻介質(zhì)流入冷卻件液冷入口端100后,依次通過液冷管路30、第一液冷支路31到達(dá)逆變器柜4的液冷系統(tǒng)入口端4a,還依次通過液冷管路30、第二液冷支路32到達(dá)儲能電池簇5的液冷系統(tǒng)出口端5b;

111.液冷管路30上串聯(lián)有第三球閥19;第二液冷支路32上串聯(lián)有第一球閥17;

112.逆變器柜4的液冷系統(tǒng)出口端4b與冷卻件液冷出口端200之間,通過第三液冷支路33連接;

113.儲能電池簇5的液冷系統(tǒng)入口端5a與被冷卻件液冷入口端100之間,通過第四液冷支路34連接;

114.其中,第二液冷支路32還通過第五液冷支路35與被冷卻件液冷出口端200之間連接,并且第五液冷支路35接入第二液冷支路32的連接點a位于第一球閥17與儲能電池簇5的液冷系統(tǒng)出口端5b之間;其中,第五液冷支路35上串聯(lián)第二球閥18。

115.第一冷卻介質(zhì)管道20上,在主循環(huán)泵1和過濾器2之間,安裝第一入口壓力表11-1;

116.第二冷卻介質(zhì)管道21上,在加熱器15與被冷卻件液冷入口端100之間安裝第一溫度表12-1和第一出口壓力表13-1;

117.第二液冷支路32上,在第五液冷支路35接入第二液冷支路32的連接點a與儲能電

池簇5的液冷系統(tǒng)出口端5b之間安裝第二溫度表12-2和第二出口壓力表13-2;

118.第三冷卻介質(zhì)管道22上,被冷卻件液冷出口端200與高位水箱14接入第三冷卻介質(zhì)管道22的連接點之間安裝第三溫度表12-3和第三出口壓力表13-3。

119.冷凝器8與氣液過濾器16之間的冷媒體管道23上,安裝第二入口壓力表11-2和第四溫度表12-4;

120.蒸發(fā)器3與氣液分離器6之間的冷媒體管道23上,安裝第五溫度表12-5和第四出口壓力表13-4。

121.高位水箱14上安裝有液位表10。

122.冷卻系統(tǒng)還包括:上位機;上位機包括:信號采集模塊,控制模塊;

123.信號采集模塊,用于利用儀器儀表和傳感器采集溫度信號、壓力信號、流量信號、液位信號和加熱器功率信號;其中,

124.溫度信號包括:被冷卻件液冷系統(tǒng)的入口溫度,被冷卻件液冷系統(tǒng)的出口溫度,儲能電池簇液冷系統(tǒng)的出口溫度,冷凝器的出口溫度,壓縮機的入口溫度;

125.壓力信號包括:被冷卻件液冷系統(tǒng)的入口壓力,被冷卻件液冷系統(tǒng)的出口壓力,儲能電池簇液冷系統(tǒng)的出口壓力,壓縮機的入口壓力,主循環(huán)泵的出口壓力,冷凝器的出口壓力;

126.流量信號,是液冷回路的流量;

127.液位信號,是高位水箱的液位信號;

128.加熱器功率信號,是加熱器的輸入功率;

129.控制模塊,用于利用plc控制壓縮機7、冷凝器8的風(fēng)機、加熱器15的啟動、停止和保護(hù)。

130.本發(fā)明優(yōu)選實施例中,液冷機組是一個相對復(fù)雜的系統(tǒng),對機組參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測既是保證液冷機組正常運行的前提,也是機組自動運行的控制依據(jù),系統(tǒng)中設(shè)置了傳感器,由plc的采集模塊進(jìn)行采集,包括溫度信號、壓力信號、流量信號、液位信號,同時也采集了對電機設(shè)備保護(hù)的熱繼電器狀態(tài)等信號,完善的采集傳感器為機組的良好運行奠定了基礎(chǔ)。控制系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)的控制要求和工作邏輯,完成壓縮機、風(fēng)機、供液泵、電加熱等設(shè)備的啟動停止和保護(hù)。液冷機組的控制由plc為核心完成,機組在接收到開機指令后,根據(jù)自身控制策略進(jìn)入自動運行狀態(tài),機組能保證供液溫度的自動控制,在閥門位置不變時,壓力、流量可以保證在上次調(diào)節(jié)后的狀態(tài)。

131.當(dāng)控制器發(fā)生故障時,可以使用應(yīng)急手動操作,把電控箱門板上的選擇開關(guān)置“應(yīng)急手動”位置,此時自動打開風(fēng)冷水閥,自動關(guān)閉制冷水閥,然后打開“水泵手動按鈕”防護(hù)蓋,按下按鈕,則水泵強制工作,屏蔽影響水泵工作的一切故障,只要不跳閘,水泵就維持運行,打開“風(fēng)機手動按鈕”防護(hù)蓋,按下按鈕,則風(fēng)機強制工作,屏蔽影響風(fēng)機工作的一切故障,只要不跳閘,風(fēng)機就維持運行,實現(xiàn)應(yīng)急開機功能。

132.如圖4,儲能電池集成式冷卻系統(tǒng)的控制方法,包括:

133.步驟1,采集儲能電池簇的運行溫度以及逆變器柜的運行溫度;當(dāng)儲能電池簇的運行溫度和/或逆變器柜的運行溫度大于冷卻系統(tǒng)開啟溫度限值時,冷卻系統(tǒng)通電啟動;其中,冷卻系統(tǒng)開啟溫度限值,是儲能電池簇的額定運行溫度和逆變器柜的額定運行溫度中的最小值;

134.步驟2,先對液冷回路中的主循環(huán)泵進(jìn)行通電啟動操作,冷卻系統(tǒng)以自循環(huán)均溫模式運行;

135.具體地,步驟2中,在自循環(huán)均溫模式下,制冷系統(tǒng)不啟動,即壓縮機不啟動,冷凝器的風(fēng)機不啟動;在自循環(huán)均溫模式下,冷卻系統(tǒng)中加熱器不啟動,冷卻介質(zhì)依次經(jīng)過主循環(huán)泵、過濾器、加熱器、被冷卻件的液冷系統(tǒng)后,再返回主循環(huán)泵;

136.在自循環(huán)均溫模式下,冷卻系統(tǒng)運行不少于2分鐘。

137.步驟3,采集被冷卻件液冷系統(tǒng)的入口溫度;當(dāng)儲能電池簇的運行溫度大于被冷卻件液冷系統(tǒng)的入口溫度時,啟動制冷回路,并進(jìn)入步驟4;當(dāng)儲能電池簇的運行溫度和逆變器柜的運行溫度都不大于被冷卻件液冷系統(tǒng)的入口溫度時,則不啟動制冷回路,并返回步驟2;

138.具體地,步驟3包括:

139.步驟3.1,當(dāng)儲能電池簇的運行溫度不大于被冷卻件液冷系統(tǒng)的入口溫度,并且逆變器柜的運行溫度不大于被冷卻件液冷系統(tǒng)的入口溫度時,則不啟動制冷回路,即壓縮機及冷凝器的風(fēng)機均不啟動;主循環(huán)泵保持運轉(zhuǎn),液冷回路自循環(huán);此時,儲能電池簇的運行溫度范圍為20~25℃,逆變器柜的運行溫度為40℃;

140.進(jìn)一步,步驟3.1還包括:當(dāng)儲能電池簇的運行溫度不大于被冷卻件液冷系統(tǒng)的入口溫度,并且逆變器柜的運行溫度不大于被冷卻件液冷系統(tǒng)的入口溫度時,且儲能電池簇的運行溫度和逆變器柜的運行溫度均不大于冷卻系統(tǒng)開啟溫度限值,冷卻系統(tǒng)斷電,停止運行。

141.步驟3.2,當(dāng)儲能電池簇的運行溫度大于被冷卻件液冷系統(tǒng)的入口溫度時,則啟動制冷回路,即冷凝器的風(fēng)機啟動并運轉(zhuǎn)30s后啟動壓縮機;制冷回路啟動過程中,主循環(huán)泵保持運轉(zhuǎn)。

142.步驟4,制冷回路啟動后,采集儲能電池簇液冷系統(tǒng)的出口溫度和逆變器柜液冷系統(tǒng)的入口溫度;根據(jù)儲能電池簇液冷系統(tǒng)的出口溫度和逆變器柜液冷系統(tǒng)的入口溫度,控制第一球閥和第二球閥,對儲能系統(tǒng)中的逆變器柜、儲能電池簇進(jìn)行冷卻。

143.具體地,步驟4包括:

144.步驟4.1,當(dāng)儲能電池簇液冷系統(tǒng)的出口溫度與逆變器柜液冷系統(tǒng)的入口溫度的差值不超過限值時,第二球閥、第三球閥均關(guān)閉通道,第一球閥開啟通道,此時,冷卻介質(zhì)依次經(jīng)由第四液冷支路進(jìn)入儲能電池簇液冷系統(tǒng)后,再依次經(jīng)由第二液冷支路和第一液冷支路進(jìn)入逆變器柜液冷系統(tǒng);以串聯(lián)的方式對儲能系統(tǒng)中的逆變器柜、儲能電池簇進(jìn)行冷卻,即利用冷卻儲能電池簇后的冷卻液再次對逆變器柜進(jìn)行冷卻;

145.步驟4.2,當(dāng)儲能電池簇液冷系統(tǒng)的出口溫度與逆變器柜液冷系統(tǒng)的入口溫度的差值超過限值時,第二球閥、第三球閥均開啟通道,第一球閥關(guān)閉通道,此時,冷卻介質(zhì)依次經(jīng)由第四液冷支路進(jìn)入儲能電池簇液冷系統(tǒng)后,冷卻介質(zhì)還依次經(jīng)由液冷管路和第一液冷支路進(jìn)入逆變器柜液冷系統(tǒng);以并聯(lián)的方式對儲能系統(tǒng)中的逆變器柜、儲能電池簇進(jìn)行冷卻。

146.進(jìn)一步,分別使用流量計采集儲能電池簇液冷系統(tǒng)中的流量和逆變器柜液冷系統(tǒng)中的流量,當(dāng)儲能電池簇液冷系統(tǒng)中的流量和逆變器柜液冷系統(tǒng)中的流量相同時,則第一球閥開啟通道時,第二球閥關(guān)閉通道。

147.本發(fā)明申請人結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的實施示例做了詳細(xì)的說明與描述,但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解,以上實施示例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方案,詳盡的說明只是為了幫助讀者更好地理解本發(fā)明精神,而并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制,相反,任何基于本發(fā)明的發(fā)明精神所作的任何改進(jìn)或修飾都應(yīng)當(dāng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。技術(shù)特征:

1.一種儲能電池集成式冷卻系統(tǒng),冷卻系統(tǒng)用于對儲能電池系統(tǒng)中的逆變器柜(4)和儲能電池簇(5)進(jìn)行冷卻;其特征在于,冷卻系統(tǒng)集成在儲能電池系統(tǒng)中,冷卻系統(tǒng)包括:液冷回路,制冷回路和蒸發(fā)器;其中,液冷回路和制冷回路通過蒸發(fā)器(3)實現(xiàn)并聯(lián)布置;冷卻系統(tǒng)同時對逆變器柜、儲能電池簇進(jìn)行冷卻,其中,逆變器柜和儲能電池簇的額定運行溫度不相同;蒸發(fā)器(3)包括冷卻介質(zhì)支路和冷媒體支路;冷卻介質(zhì)支路串聯(lián)在液冷回路中,冷媒體支路串聯(lián)在制冷回路;冷卻介質(zhì)管路中流過冷卻介質(zhì),冷媒體支路中流過冷媒體,冷卻介質(zhì)的流向與冷媒體的流向相反;在蒸發(fā)器(3)中,冷卻介質(zhì)與冷媒體進(jìn)行第一次熱交換后,冷卻介質(zhì)通過放熱實現(xiàn)冷卻,冷媒體通過吸熱實現(xiàn)從低溫低壓液體變成低溫低壓氣體;其中,冷卻介質(zhì)為液體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲能電池集成式冷卻系統(tǒng),其特征在于,液冷回路包括:主循環(huán)泵(1),被冷卻件液冷入口端(100),被冷卻件液冷出口端(200),第一冷卻介質(zhì)管道(20),第二冷卻介質(zhì)管道(21),第三冷卻介質(zhì)管道(22);在液冷回路中,冷卻介質(zhì)從主循環(huán)泵(1)流出后,經(jīng)由第一冷卻介質(zhì)管道(20)流入蒸發(fā)器(3);在蒸發(fā)器(3)的冷卻介質(zhì)支路中,冷卻介質(zhì)與冷媒體進(jìn)行第一次熱交換后,再經(jīng)由第二冷卻介質(zhì)管道(21)流入被冷卻件液冷入口端(100);在被冷卻件中,冷卻介質(zhì)與被冷卻件進(jìn)行第二次熱交換后,從被冷卻件液冷出口端(200)流出,經(jīng)由第三冷卻介質(zhì)管道(22)流入主循環(huán)泵(1)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲能電池集成式冷卻系統(tǒng),其特征在于,制冷回路包括:壓縮機(7),冷凝器(8),節(jié)流閥(9),冷媒體管道(23);在制冷回路中,冷媒體流入蒸發(fā)器(3),在蒸發(fā)器(3)的冷媒體支路中,冷媒體與冷卻介質(zhì)進(jìn)行第一次熱交換后,經(jīng)由冷媒體管道(23)依次流入壓縮機(7),冷凝器(8)和節(jié)流閥(9)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的儲能電池集成式冷卻系統(tǒng),其特征在于,在制冷回路中,流入蒸發(fā)器(3)的冷媒體是低溫低壓液體,流出蒸發(fā)器(3)的冷媒體是低溫低壓氣體;壓縮機(7)對低溫低壓氣體進(jìn)行壓縮,得到高溫高壓氣體;在冷凝器(8)中,高溫高壓氣體冷凝成中溫高壓液體;中溫高壓液體在節(jié)流閥(9)處形成低溫低壓液體。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的儲能電池集成式冷卻系統(tǒng),其特征在于,制冷回路還包括氣液分離器(6)和氣液過濾器(16);流出蒸發(fā)器(3)的冷媒體先進(jìn)入氣液分離器(6),實現(xiàn)低溫低壓氣體中的氣液分離;經(jīng)過氣液分離的低溫低壓氣體再進(jìn)入壓縮機(7);流出冷凝器(8)的冷媒體先進(jìn)入氣液過濾器(16),實現(xiàn)中溫高壓液體中的氣液過濾;經(jīng)過氣液過濾的中溫高壓液體再進(jìn)入節(jié)流閥(9)。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的儲能電池集成式冷卻系統(tǒng),其特征在于,連接主循環(huán)泵(1)出口端與蒸發(fā)器(3)入口端的第一冷卻介質(zhì)管道(20)上,串聯(lián)過濾器(2);連接蒸發(fā)器(3)出口端與被冷卻件液冷入口端(100)的第二冷卻介質(zhì)管道(21)上,依次串聯(lián)加熱器(15);連接被冷卻件液冷出口端(200)與主循環(huán)泵(1)入口端的第三冷卻介質(zhì)管

道(22),并聯(lián)高位水箱(14)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的儲能電池集成式冷卻系統(tǒng),其特征在于,冷卻介質(zhì)流入冷卻件液冷入口端(100)后,依次通過液冷管路(30)、第一液冷支路(31)到達(dá)逆變器柜(4)的液冷系統(tǒng)入口端(4a),還依次通過液冷管路(30)、第二液冷支路(32)到達(dá)儲能電池簇(5)的液冷系統(tǒng)出口端(5b);液冷管路(30)上串聯(lián)有第三球閥(19);第二液冷支路(32)上串聯(lián)有第一球閥(17);逆變器柜(4)的液冷系統(tǒng)出口端(4b)與冷卻件液冷出口端(200)之間,通過第三液冷支路(33)連接;儲能電池簇(5)的液冷系統(tǒng)入口端(5a)與被冷卻件液冷入口端(100)之間,通過第四液冷支路(34)連接;其中,第二液冷支路(32)還通過第五液冷支路(35)與被冷卻件液冷出口端(200)之間連接,并且第五液冷支路(35)接入第二液冷支路(32)的連接點a位于第一球閥(17)與儲能電池簇(5)的液冷系統(tǒng)出口端(5b)之間;其中,第五液冷支路(35)上串聯(lián)第二球閥(18)。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的儲能電池集成式冷卻系統(tǒng),其特征在于,第一冷卻介質(zhì)管道(20)上,在主循環(huán)泵(1)和過濾器(2)之間,安裝第一入口壓力表(11-1);第二冷卻介質(zhì)管道(21)上,在加熱器(15)與被冷卻件液冷入口端(100)之間安裝第一溫度表(12-1)和第一出口壓力表(13-1);第二液冷支路(32)上,在第五液冷支路(35)接入第二液冷支路(32)的連接點a與儲能電池簇(5)的液冷系統(tǒng)出口端(5b)之間安裝第二溫度表(12-2)和第二出口壓力表(13-2);第三冷卻介質(zhì)管道(22)上,被冷卻件液冷出口端(200)與高位水箱(14)接入第三冷卻介質(zhì)管道(22)的連接點之間安裝第三溫度表(12-3)和第三出口壓力表(13-3)。9.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項所述的儲能電池集成式冷卻系統(tǒng),其特征在于,冷凝器(8)與氣液過濾器(16)之間的冷媒體管道(23)上,安裝第二入口壓力表(11-2)和第四溫度表(12-4);蒸發(fā)器(3)與氣液分離器(6)之間的冷媒體管道(23)上,安裝第五溫度表(12-5)和第四出口壓力表(13-4)。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的儲能電池集成式冷卻系統(tǒng),其特征在于,高位水箱(14)上安裝有液位表(10)。11.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的儲能電池集成式冷卻系統(tǒng),其特征在于,冷卻系統(tǒng)還包括:上位機;上位機包括:信號采集模塊,控制模塊;信號采集模塊,用于利用儀器儀表和傳感器采集溫度信號、壓力信號、流量信號、液位信號和加熱器功率信號;其中,溫度信號包括:被冷卻件液冷系統(tǒng)的入口溫度,被冷卻件液冷系統(tǒng)的出口溫度,儲能電池簇液冷系統(tǒng)的出口溫度,冷凝器的出口溫度,壓縮機的入口溫度;壓力信號包括:被冷卻件液冷系統(tǒng)的入口壓力,被冷卻件液冷系統(tǒng)的出口壓力,儲能電池簇液冷系統(tǒng)的出口壓力,壓縮機的入口壓力,主循環(huán)泵的出口壓力,冷凝器的出口壓力;流量信號,是液冷回路的流量;液位信號,是高位水箱的液位信號;

加熱器功率信號,是加熱器的輸入功率;控制模塊,用于利用plc控制壓縮機(7)、冷凝器(8)的風(fēng)機、加熱器(15)的啟動、停止和保護(hù)。12.適用于權(quán)利要求1至11中任一項所述的儲能電池集成式冷卻系統(tǒng)的儲能電池集成式冷卻系統(tǒng)的控制方法,其特征在于,所述控制方法包括:步驟1,采集儲能電池簇的運行溫度以及逆變器柜的運行溫度;當(dāng)儲能電池簇的運行溫度和/或逆變器柜的運行溫度大于冷卻系統(tǒng)開啟溫度限值時,冷卻系統(tǒng)通電啟動;其中,冷卻系統(tǒng)開啟溫度限值,是儲能電池簇的額定運行溫度和逆變器柜的額定運行溫度中的最小值;步驟2,先對液冷回路中的主循環(huán)泵進(jìn)行通電啟動操作,冷卻系統(tǒng)以自循環(huán)均溫模式運行;步驟3,采集被冷卻件液冷系統(tǒng)的入口溫度;當(dāng)儲能電池簇的運行溫度大于被冷卻件液冷系統(tǒng)的入口溫度時,啟動制冷回路,并進(jìn)入步驟4;當(dāng)儲能電池簇的運行溫度和逆變器柜的運行溫度都不大于被冷卻件液冷系統(tǒng)的入口溫度時,則不啟動制冷回路,并返回步驟2;步驟4,制冷回路啟動后,采集儲能電池簇液冷系統(tǒng)的出口溫度和逆變器柜液冷系統(tǒng)的入口溫度;根據(jù)儲能電池簇液冷系統(tǒng)的出口溫度和逆變器柜液冷系統(tǒng)的入口溫度,控制第一球閥和第二球閥,對儲能系統(tǒng)中的逆變器柜、儲能電池簇進(jìn)行冷卻。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的儲能電池集成式冷卻系統(tǒng)的控制方法,其特征在于,步驟2中,在自循環(huán)均溫模式下,制冷系統(tǒng)不啟動,即壓縮機不啟動,冷凝器的風(fēng)機不啟動;在自循環(huán)均溫模式下,冷卻系統(tǒng)中加熱器不啟動,冷卻介質(zhì)依次經(jīng)過主循環(huán)泵、過濾器、加熱器、被冷卻件的液冷系統(tǒng)后,再返回主循環(huán)泵;在自循環(huán)均溫模式下,冷卻系統(tǒng)運行不少于2分鐘。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的儲能電池集成式冷卻系統(tǒng)的控制方法,其特征在于,步驟3包括:步驟3.1,當(dāng)儲能電池簇的運行溫度不大于被冷卻件液冷系統(tǒng)的入口溫度,并且逆變器柜的運行溫度不大于被冷卻件液冷系統(tǒng)的入口溫度時,則不啟動制冷回路,即壓縮機及冷凝器的風(fēng)機均不啟動;主循環(huán)泵保持運轉(zhuǎn),液冷回路自循環(huán);此時,儲能電池簇的運行溫度范圍為20~25℃,逆變器柜的運行溫度為40℃;步驟3.2,當(dāng)儲能電池簇的運行溫度大于被冷卻件液冷系統(tǒng)的入口溫度時,則啟動制冷回路,即冷凝器的風(fēng)機啟動并運轉(zhuǎn)30s后啟動壓縮機;制冷回路啟動過程中,主循環(huán)泵保持運轉(zhuǎn)。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的儲能電池集成式冷卻系統(tǒng)的控制方法,其特征在于,步驟3.1還包括:當(dāng)儲能電池簇的運行溫度不大于被冷卻件液冷系統(tǒng)的入口溫度,并且逆變器柜的運行溫度不大于被冷卻件液冷系統(tǒng)的入口溫度時,且儲能電池簇的運行溫度和逆變器柜的運行溫度均不大于冷卻系統(tǒng)開啟溫度限值,冷卻系統(tǒng)斷電,停止運行。16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的儲能電池集成式冷卻系統(tǒng)的控制方法,其特征在于,步驟4包括:步驟4.1,當(dāng)儲能電池簇液冷系統(tǒng)的出口溫度與逆變器柜液冷系統(tǒng)的入口溫度的差值

不超過限值時,第二球閥、第三球閥均關(guān)閉通道,第一球閥開啟通道,此時,冷卻介質(zhì)依次經(jīng)由第四液冷支路進(jìn)入儲能電池簇液冷系統(tǒng)后,再依次經(jīng)由第二液冷支路和第一液冷支路進(jìn)入逆變器柜液冷系統(tǒng);以串聯(lián)的方式對儲能系統(tǒng)中的逆變器柜、儲能電池簇進(jìn)行冷卻,即利用冷卻儲能電池簇后的冷卻液再次對逆變器柜進(jìn)行冷卻;步驟4.2,當(dāng)儲能電池簇液冷系統(tǒng)的出口溫度與逆變器柜液冷系統(tǒng)的入口溫度的差值超過限值時,第二球閥、第三球閥均開啟通道,第一球閥關(guān)閉通道,此時,冷卻介質(zhì)依次經(jīng)由第四液冷支路進(jìn)入儲能電池簇液冷系統(tǒng)后,冷卻介質(zhì)還依次經(jīng)由液冷管路和第一液冷支路進(jìn)入逆變器柜液冷系統(tǒng);以并聯(lián)的方式對儲能系統(tǒng)中的逆變器柜、儲能電池簇進(jìn)行冷卻。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的儲能電池集成式冷卻系統(tǒng)的控制方法,其特征在于,分別使用流量計采集儲能電池簇液冷系統(tǒng)中的流量和逆變器柜液冷系統(tǒng)中的流量,當(dāng)儲能電池簇液冷系統(tǒng)中的流量和逆變器柜液冷系統(tǒng)中的流量相同時,則第一球閥開啟通道時,第二球閥關(guān)閉通道。

技術(shù)總結(jié)

一種儲能電池集成式冷卻系統(tǒng)及控制方法,系統(tǒng)包括:液冷回路,制冷回路和蒸發(fā)器;液冷回路和制冷回路通過蒸發(fā)器并聯(lián);冷卻系統(tǒng)同時對額定運行溫度不相同的逆變器柜、儲能電池簇冷卻;蒸發(fā)器包括冷卻介質(zhì)支路和冷媒體支路;冷卻介質(zhì)支路串聯(lián)在液冷回路中,冷媒體支路串聯(lián)在制冷回路;冷卻介質(zhì)管路中流過冷卻介質(zhì),冷媒體支路中流過冷媒體;在蒸發(fā)器中,冷卻介質(zhì)與冷媒體進(jìn)行第一次熱交換后,冷卻介質(zhì)通過放熱實現(xiàn)冷卻,冷媒體通過吸熱實現(xiàn)從低溫低壓液體變成低溫低壓氣體;通過協(xié)同控制,充分使用冷卻資源,使用相同的液冷回路和制冷回路滿足儲能電池簇恒溫運行和逆變器柜運行溫度要求,使儲能設(shè)備可靠、安全、穩(wěn)定運行。穩(wěn)定運行。穩(wěn)定運行。

技術(shù)研發(fā)人員:崔鵬飛 關(guān)勝利 周碩 沈新月 吳安兵

受保護(hù)的技術(shù)使用者:廣州高瀾節(jié)能技術(shù)股份有限公司

技術(shù)研發(fā)日:2021.12.23

技術(shù)公布日:2022/5/6
聲明:
“儲能電池集成式冷卻系統(tǒng)及控制方法與流程” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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