储能系统用液冷机组及其运行方法与流程

本发明涉及热管理系统，具体为一种储能系统用液冷机组及其运行方法。

背景技术：

1、储能系统是一种用于存储电能和释放电能的系统，其涉及了电能与化学能之间的转换，也涉及了电能与电能之间的转换，在上述过程中，会产生较多的热量，如果无法及时排出热量，将会导致储能系统的温度升高，带来安全隐患，进而影响储能系统的性能、寿命和正常运行。

2、锂离子电池组是储能系统的核心之一，其必须在合适的温区才能发挥其最大的能效，以往的，锂离子电池组的最佳能效温区为15℃～45℃；为了控制储能系统(尤其是锂离子电池组)的温度，需要在储能系统中配置散热系统，以便为储能系统散热，其中，采用相变制冷技术的液冷散热系统是应用最为广泛的散热方案。

3、随着电池技术的不断发展，新一代电芯的最佳能效温区可达60℃，传统的液冷散热系统所调控的温区远低于新一代电芯的最佳能效温区，考虑到环保节能、降低系统复杂度、控制储能系统的整体成本等因素，采用新一代电芯的储能系统，可以不采用相变制冷技术，仅使用风水联动的液冷散热系统(即采用强迫对流的方式，为液冷散热系统中的冷却液散热)即可完成储能系统的温度控制。

4、同时，储能系统中的变流器(power conversion system，pcs)包括控制器、电力电子器件以及必要的外围电路等元器件，同样具有散热需求，其最佳能效温区与新一代电芯的最佳能效温区基本一致。

5、综上所述，如何为储能系统提供能够同时对电池组和变流器进行热管理的液冷机组，成为亟待解决的问题之一。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种储能系统用液冷机组及其运行方法，其能够同时对储能系统中的电池组和电力转换装置进行热管理。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种储能系统用液冷机组，用于为储能系统散热，所述的储能系统至少包括电池组和电力转换装置；其包括主循环泵、带有风机的散热器，以及，能够与发热体发生热交换的第一换热器和第二换热器；所述第一换热器能够与所述储能系统的电池组发生热交换，所述第二换热器能够与所述储能系统的电力转换装置发生热交换；液冷介质能够选择性地依次经过所述主循环泵的液冷介质通道、所述散热器的液冷介质通道，并分流至所述第一换热器的液冷介质通道和所述第二换热器的液冷介质通道，再从所述第一换热器的液冷介质通道和所述第二换热器的液冷介质通道汇流至所述主循环泵的液冷介质通道，形成循环；液冷介质还能够选择性地依次经过所述主循环泵的液冷介质通道、所述散热器的液冷介质通道、所述第二换热器的液冷介质通道以及所述第一换热器的液冷介质通道，再回流至所述主循环泵的液冷介质通道，形成循环。

3、上述技术方案中，本发明的储能系统用液冷机组还包括第一三通阀和第二三通阀；所述第一三通阀和所述第二三通阀均包括受控于上位机而开启/关闭的a端口、b端口以及c端口；所述主循环泵的液冷介质通道与所述散热器的液冷介质通道依次连通后，分流连通至所述第二换热器的液冷介质通道和所述第二三通阀的a端口，所述第二换热器的液冷介质通道连通至所述第一三通阀的a端口，所述第二三通阀的b端口连通至所述第一换热器的液冷介质通道，所述第一三通阀的c端口连通至所述第二三通阀的c端口，所述第一换热器的液冷介质通道和所述第一三通阀的b端口汇流后，连通至所述主循环泵的液冷介质通道。

4、上述技术方案中，本发明的储能系统用液冷机组还包括用于加热液冷介质的加热器；所述加热器连接在所述第二三通阀的b端口与所述第一换热器的液冷介质通道之间。

5、上述技术方案中，本发明的储能系统用液冷机组还包括用于过滤液冷介质的过滤器；所述过滤器连接在所述储能系统用液冷机组的任一节点处。

6、上述技术方案中，本发明的储能系统用液冷机组还包括第一压力传感器和第一温度传感器；所述第一压力传感器和所述第一温度传感器均连接在所述主循环泵的进液端。

7、上述技术方案中，本发明的储能系统用液冷机组还包括用于平衡液冷介质压力的稳压罐；所述稳压罐连接在所述储能系统用液冷机组的任一节点处。

8、上述技术方案中，本发明的储能系统用液冷机组还包括第二压力传感器和第二温度传感器；所述第二压力传感器和所述第二温度传感器均连接在所述散热器的出液端。

9、一种储能系统用液冷机组的运行方法，其应用于上述的储能系统用液冷机组；该方法包括：

10、根据环境温度，选择性地进入下述其中一种运行模式：

11、制冷模式：所述散热器的风机运行，所述主循环泵运行，驱动液冷介质依次经过所述主循环泵的液冷介质通道、所述散热器的液冷介质通道，并分流至所述第一换热器的液冷介质通道和所述第二换热器的液冷介质通道，再从所述第一换热器的液冷介质通道和所述第二换热器的液冷介质通道汇流至所述主循环泵的液冷介质通道，形成循环；

12、自循环模式：所述散热器的风机停歇，所述主循环泵运行，驱动液冷介质依次经过所述主循环泵的液冷介质通道、所述散热器的液冷介质通道，并分流至所述第一换热器的液冷介质通道和所述第二换热器的液冷介质通道，再从所述第一换热器的液冷介质通道和所述第二换热器的液冷介质通道汇流至所述主循环泵的液冷介质通道，形成循环；

13、制热模式：所述散热器的风机停歇，所述主循环泵运行，驱动液冷介质依次经过所述主循环泵的液冷介质通道、所述散热器的液冷介质通道、所述第二换热器的液冷介质通道以及所述第一换热器的液冷介质通道，再回流至所述主循环泵的液冷介质通道，形成循环。

14、上述技术方案中，所述制冷模式的运行条件为：环境温度≥30℃；所述自循环模式的运行条件为：0℃≤环境温度＜30℃；所述制热模式的运行条件为：环境温度＜0℃。

15、上述技术方案中，所述储能系统用液冷机组第一三通阀和第二三通阀；所述第一三通阀和所述第二三通阀均包括受控于上位机而开启/关闭的a端口、b端口以及c端口；所述主循环泵的液冷介质通道与所述散热器的液冷介质通道依次连通后，分流连通至所述第二换热器的液冷介质通道和所述第二三通阀的a端口，所述第二换热器的液冷介质通道连通至所述第一三通阀的a端口，所述第二三通阀的b端口连通至所述第一换热器的液冷介质通道，所述第一三通阀的c端口连通至所述第二三通阀的c端口，所述第一换热器的液冷介质通道和所述第一三通阀的b端口汇流后，连通至所述主循环泵的液冷介质通道；进入所述制冷模式或者所述自循环模式时：所述第一三通阀的a端口和b端口开启，所述第一三通阀的c端口关闭，并且，所述第二三通阀的a端口和b端口开启，所述第二三通阀的c端口关闭，使液冷介质依次经过所述主循环泵的液冷介质通道、所述散热器的液冷介质通道，并分流至所述第一换热器的液冷介质通道和所述第二换热器的液冷介质通道，再从所述第一换热器的液冷介质通道和所述第二换热器的液冷介质通道汇流至所述主循环泵的液冷介质通道，形成循环；进入所述制热模式时：所述第一三通阀的a端口和c端口开启，所述第一三通阀的b端口关闭，并且，所述第二三通阀的b端口和c端口开启，所述第二三通阀的a端口关闭，使液冷介质依次经过所述主循环泵的液冷介质通道、所述散热器的液冷介质通道、所述第二换热器的液冷介质通道以及所述第一换热器的液冷介质通道，再回流至所述主循环泵的液冷介质通道，形成循环。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的储能系统用液冷机组及其运行方法，无需设置相变制冷机构，中高温环境下，通过一组液冷机组，即可实现对储能系统中的电池组和电力转换装置(尤其是变流器)的集中供冷，以降低电池组和电力转换装置的温度，降低了液冷机组和储能系统的部件数量、复杂程度以及经济成本，提高了液冷机组和储能系统的运行稳定性；低温环境下，还可以利用电力转换装置产生的热量，加热电池组，使废热得以被有效利用，维持储能系统正常运行的同时，更为节能环保。