CN112701380A - 一种储能电池热管理设计系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了热管理系统技术领域的一种储能电池热管理设计系统，包括控制设备与数据采集设备，数据采集设备与控制设备通过信号连接，控制设备的内部设置有温度判断模块，数据采集设备包括散热模块、加热模块与温度均衡模块，且散热模块、加热模块与温度均衡模块为并排设置，散热模块用于在电池包温度较高时，对其进行散热；加热模块用于在电池包温度较低时，对其进行加热，温度均衡模块用于减小电池包内温度的差异，抑制局部热区的形成；散热模块包括风冷循环机构、液冷循环机构与电池包，能够便于控制系统根据电池包的温度自动选取相应的操作，并作出相应的线路选择，从而对电池包的温度进行一定的管理。

Description

一种储能电池热管理设计系统
技术领域
本发明涉及热管理系统技术领域，具体为一种储能电池热管理设计系统。
背景技术
随着经济不断发展，人类面临不可再生资源枯竭、环境污染严重、气候变暖等问题，储能技术的研究与发展越来越受到各国能源、交通、电力等部门的重视。对比各种储能技术，电池储能系统安装灵活、建设周期短，是现阶段较适合于工程应用的技术。而电池集装箱储能系统具有便于安装、占地少、移动灵活等特点，作为一种新的储能设备，越来越多的受到人们广泛重视。
目前，制约储能系统发展的关键技术在动力电池，而电池热管理相关问题是决定其使用性能、安全性、寿命及使用成本的关键因素。良好的热管理设计是保证储能系统良好运行的关键因素。
电池热管理系统是电池管理系统的主要功能之一，通过导热介质、侧空单元以及温控设备构成闭环调节系统，使电池工作在合适的温度范围内，以维持最佳的使用状态。
现有中国专利(公开号：CN109935938A)提供一种储能电池系统及其电池热管理系统，该储能电池系统包括：箱体、空调系统和若干列储能电池柜，每列储能电池柜的预设位置处均设有空调系统的空调室内机，每列储能电池柜对应一个主风道；各列储能电池柜、空调室内机和各个主风道设置在箱体内，每列储能电池柜均包括若干个储能电池柜，每个储能电池柜内均安装有若干个电池插箱，每个电池插箱内均安装有电池芯组件；每个储能电池柜均具有连通风道，每个空调室内机吹出的空气经过相应主风道的进风口和排风口输送到相应储能电池柜的连通风道，再通过连通风道送入电池插箱内部。本实施例提供的系统能够实现均匀送风，对电池芯体散热效果好，提高散热效率。
上述专利中的电池热管理系统在使用时，仅采用一种降温方式，不能根据电池的温度情况选取相应的降温方式，使得散热效率较低，影响该系统的使用性能。
基于此，本发明设计了一种储能电池热管理设计系统以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种储能电池热管理设计系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种储能电池热管理设计系统，包括控制设备与数据采集设备，数据采集设备与控制设备通过信号连接，控制设备的内部设置有温度判断模块，数据采集设备包括散热模块、加热模块与温度均衡模块，且散热模块、加热模块与温度均衡模块为并排设置，散热模块用于在电池包温度较高时，对其进行散热；加热模块用于在电池包温度较低时，对其进行加热，温度均衡模块用于减小电池包内温度的差异，抑制局部热区的形成；
散热模块包括风冷循环机构、液冷循环机构与电池包，电池包上设置有通风管道与冷却过渡体，风冷循环机构包括，散热风扇、出风口与冷风机，散热风扇与通过通风管道与出风口连接，冷风机设置在散热风扇与出风口之间，液冷循环机构包括冷却器、出液口与冷凝器，冷却器通过冷却过渡体与出液口连接，冷凝器设置在出液口与冷却器之间，散热风扇与冷却器均通过相应的运行线路与温度判断模块连接，温度判断模块用于根据电池包的温度选择相应的散热方式。
优选的，温度判断模块包括温度检测单元、温度设定值与线路选择单元，温度检测单元位于电池包上，温度设定值与线路选择单元均位于控制系统的内部，且温度设定值与线路选择单元通过信号连接，温度设定值用于根据温度检测单元判断电池包的温度，线路选择单元用于根据电池包的温度选择运行的线路。
优选的，冷却器通过压缩机连接冷凝器，冷却器通过电池包连接水泵，水泵与冷凝器均与冷却器连接。
优选的，冷却器通过热交换器与冷却过渡体连接，冷却器与加热线路和散热线路中的一种连接。
优选的，冷却过渡体为液体管道与冷却板中的一种，液体管道可与通风管道的分布相同。
优选的，温度检测单元用于检测每个电池包内电池芯组件的温度、每个通风管道上的出风口处的温度，以及电池包所处环境的环境温度和环境湿度中一个或多个。
优选的，风冷循环机构，还包括若干个风量调节装置，若干个风量调节装置分别位于每个通风管道的进风口处和出风口处。
优选的，风冷循环机构与液冷循环机构均用于对电池包进行散热，根据温度检测单元检测的温度值选取相应的散热方式。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过温度检测单元，对电池包上的温度进行检测，并将该温度与温度设定值的温度范围相比较，当电池包上的温度大于设定的温度值范围时，控制设备启动散热模块，并通过线路选择单元根据温度的高低选取风冷循环机构与液冷循环机构中的一种，对电池包进行散热，减少产生热失控事故的概率，当判断电池包的温度低于温度设定值的范围时，启动加热模块，将冷却液输入热交换器中，使加热后的冷水进入冷却过渡体中，对电池包进行预热，提升电池温度，确保电池充电放电的安全性，能够便于控制系统根据电池包的温度自动选取相应的操作，并作出相应的线路选择，从而对电池包的温度进行一定的管理，提使电池工作在合适的温度范围内，保证电池系统的使用寿命。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的散热模块的结构示意图；
图3为本发明的温度判断模块的结构框图；
图4为本发明的液冷循环机构的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图4，本发明提供一种储能电池热管理设计系统技术方案：一种储能电池热管理设计系统，包括控制设备与数据采集设备，数据采集设备与控制设备通过信号连接，控制设备的内部设置有温度判断模块，数据采集设备包括散热模块、加热模块与温度均衡模块，且散热模块、加热模块与温度均衡模块为并排设置，散热模块用于在电池包温度较高时，对其进行散热；加热模块用于在电池包温度较低时，对其进行加热，温度均衡模块用于减小电池包内温度的差异，抑制局部热区的形成；
散热模块包括风冷循环机构、液冷循环机构与电池包，电池包上设置有通风管道与冷却过渡体，风冷循环机构包括，散热风扇、出风口与冷风机，散热风扇与通过通风管道与出风口连接，冷风机设置在散热风扇与出风口之间，风冷循环机构，还包括若干个风量调节装置，若干个风量调节装置分别位于每个通风管道的进风口处和出风口处，风冷循环机构与液冷循环机构均用于对电池包进行散热，根据温度检测单元检测的温度值选取相应的散热方式；
液冷循环机构包括冷却器、出液口与冷凝器，冷却器通过冷却过渡体与出液口连接，冷凝器设置在出液口与冷却器之间，散热风扇与冷却器均通过相应的运行线路与温度判断模块连接，温度判断模块用于根据电池包的温度选择相应的散热方式，冷却器通过压缩机连接冷凝器，冷却器通过电池包连接水泵，水泵与冷凝器均与冷却器连接，冷却器通过热交换器与冷却过渡体连接，冷却器与加热线路和散热线路中的一种连接，冷却过渡体为液体管道与冷却板中的一种，液体管道可与通风管道的分布相同。
温度判断模块包括温度检测单元、温度设定值与线路选择单元，温度检测单元位于电池包上，温度设定值与线路选择单元均位于控制系统的内部，且温度设定值与线路选择单元通过信号连接，温度设定值用于根据温度检测单元判断电池包的温度，线路选择单元用于根据电池包的温度选择运行的线路，温度检测单元用于检测每个电池包内电池芯组件的温度、每个通风管道上的出风口处的温度，以及电池包所处环境的环境温度和环境湿度中一个或多个。
本实施例的一个具体应用为：首先通过温度检测单元，对电池包上的温度进行检测，并将该温度与温度设定值的温度范围相比较，当电池包上的温度大于设定的温度值范围时，控制设备启动散热模块，并通过线路选择单元根据温度的高低选取风冷循环机构与液冷循环机构中的一种，当温度较高时，采用液冷循环机构，向冷却器中输入冷却液，使冷却液直接进入电池包上分布的冷却过渡体中，对电池包进行降温，使用后的冷却液经由出液口排出，并采用水泵吸入冷却器的内部，采用冷凝器与压缩机的配合作用对冷却液进行降温，而后将其输入电池包中，进行循环利用，当电池包的温度值处于微高时，选取风冷循环机构，散热风扇将凉风吹入电池包上的通风管道中，使用后的冷风经由出风口排出，并通过冷风机对其进行降温，使其再次进入通风管道进行循环使用，对电池包进行散热，减少产生热失控事故的概率，当判断电池包的温度低于温度设定值的范围时，选取加热模块，将冷却液输入热交换器中，使加热后的冷水进入冷却过渡体中，对电池包进行预热，提升电池温度，确保电池充电放电的安全性，能够便于控制系统根据电池包的温度自动选取相应的操作，并作出相应的线路选择，从而对电池包的温度进行一定的管理，提使电池工作在合适的温度范围内，保证电池系统的使用寿命。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种储能电池热管理设计系统，其特征在于，包括控制设备与数据采集设备，所述数据采集设备与控制设备通过信号连接，所述控制设备的内部设置有温度判断模块，所述数据采集设备包括散热模块、加热模块与温度均衡模块，且散热模块、加热模块与温度均衡模块为并排设置，所述散热模块用于在电池包温度较高时，对其进行散热；所述加热模块用于在电池包温度较低时，对其进行加热，所述温度均衡模块用于减小电池包内温度的差异，抑制局部热区的形成；
所述散热模块包括风冷循环机构、液冷循环机构与电池包，所述电池包上设置有通风管道与冷却过渡体，所述风冷循环机构包括，散热风扇、出风口与冷风机，所述散热风扇与通过通风管道与出风口连接，所述冷风机设置在散热风扇与出风口之间，所述液冷循环机构包括冷却器、出液口与冷凝器，所述冷却器通过冷却过渡体与出液口连接，所述冷凝器设置在出液口与冷却器之间，所述散热风扇与冷却器均通过相应的运行线路与温度判断模块连接，所述温度判断模块用于根据电池包的温度选择相应的散热方式。
2.根据权利要求1所述的一种储能电池热管理设计系统，其特征在于：所述温度判断模块包括温度检测单元、温度设定值与线路选择单元，所述温度检测单元位于电池包上，所述温度设定值与线路选择单元均位于控制系统的内部，且温度设定值与线路选择单元通过信号连接，所述温度设定值用于根据温度检测单元判断电池包的温度，所述线路选择单元用于根据电池包的温度选择运行的线路。
3.根据权利要求1所述的一种储能电池热管理设计系统，其特征在于：所述冷却器通过压缩机连接冷凝器，所述冷却器通过电池包连接水泵，所述水泵与冷凝器均与冷却器连接。
4.根据权利要求1所述的一种储能电池热管理设计系统，其特征在于：所述冷却器通过热交换器与冷却过渡体连接，所述冷却器与加热线路和散热线路中的一种连接。
5.根据权利要求1所述的一种储能电池热管理设计系统，其特征在于：所述冷却过渡体为液体管道与冷却板中的一种，所述液体管道可与通风管道的分布相同。
6.根据权利要求1所述的一种储能电池热管理设计系统，其特征在于：所述温度检测单元用于检测每个电池包内电池芯组件的温度、每个通风管道上的出风口处的温度，以及电池包所处环境的环境温度和环境湿度中一个或多个。
7.根据权利要求1所述的一种储能电池热管理设计系统，其特征在于：所述风冷循环机构，还包括若干个风量调节装置，若干个所述风量调节装置分别位于每个通风管道的进风口处和出风口处。
8.根据权利要求1所述的一种储能电池热管理设计系统，其特征在于：所述风冷循环机构与液冷循环机构均用于对电池包进行散热，根据所述温度检测单元检测的温度值选取相应的散热方式。
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