CN113540609B - 储能电池热管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种储能电池热管理系统，包括压缩机、四通阀、第一换热器、第二换热器、加热器、水箱和电池包，其中，压缩机的出口与四通阀的第一阀口连接，四通阀的第二阀口与第一换热器连接，第一换热器与第二换热器连接，第二换热器与四通阀的第三阀口连接，四通阀的第四阀口与压缩机的入口连接；水箱的第一开口、第二换热器、加热器和水箱的第二开口串联以组成第一循环水路；水箱的第三开口、电池包和水箱的第四开口串联以组成第二循环水路。采用该方案，压缩机和第二换热器可根据需要切换为制冷或制热功能，这样在需要对电池加热时，可通过压缩机和循环水路的运行对电池加热，加热器可选择地运行或停止，从而可以减少加热器耗电，提高能效。

Description

储能电池热管理系统
技术领域
本发明涉及储能电池技术领域，具体而言，涉及一种储能电池热管理系统。
背景技术
储能电池能量密度大、产热集中，如果产生的热量不能及时排出，储能电池寿命会降低、发生热失控甚至爆炸。在低温环境下，如不对储能电池进行加热，则会发生放电困难、容量衰减等现象。现有的储能电池的热管理采用制冷系统加水暖PTC的方式。采用此种方式在制热时耗电量大，性能系数较低。
发明内容
本发明提供了一种储能电池热管理系统，以优化对电池的热管理。
为了实现上述目的，本发明提供了一种储能电池热管理系统，其特征在于，所述储能电池热管理系统包括压缩机、四通阀、第一换热器、第二换热器、加热器、水箱和电池包，其中，所述压缩机的出口与所述四通阀的第一阀口连接，所述四通阀的第二阀口与所述第一换热器连接，所述第一换热器与所述第二换热器连接，所述第二换热器与所述四通阀的第三阀口连接，所述四通阀的第四阀口与所述压缩机的入口连接；所述水箱的第一开口、所述第二换热器、所述加热器和所述水箱的第二开口串联以组成第一循环水路；所述水箱的第三开口、所述电池包和所述水箱的第四开口串联以组成第二循环水路。
进一步地，所述储能电池热管理系统具有冷却模式和加热模式，其中，所述储能电池热管理系统处于所述冷却模式的情况下，所述第一阀口和所述第二阀口连通，所述第三阀口和所述第四阀口连通，所述第二换热器处于制冷状态，所述加热器停止运行；所述储能电池热管理系统处于所述加热模式的情况下，所述第一阀口和所述第三阀口连通，所述第二阀口和所述第四阀口连通，所述第二换热器处于制热状态，所述加热器可选择地运行或停止。
进一步地，所述水箱具有注液口和排气口。
进一步地，所述储能电池热管理系统还包括：第一泵体，所述第一泵体设置在所述第一循环水路上；第二泵体，所述第二泵体设置在所述第二循环水路上。
进一步地，所述加热器为PTC加热器。
进一步地，所述水箱的安装位置低于所述第一循环水路的最高点以及所述第二循环水路的最高点。
进一步地，所述储能电池热管理系统还包括：温度传感器，所述温度传感器设置在所述第一循环水路上。
进一步地，所述储能电池热管理系统还包括：气液分离器，所述气液分离器设置在连接所述压缩机的入口和所述第四阀口的管路上。
进一步地，所述储能电池热管理系统还包括：双向节流阀，所述双向节流阀设置在连接所述第一换热器和所述第二换热器的管路上。
进一步地，所述储能电池热管理系统还包括：风机，所述风机与所述第一换热器对应设置。
应用本发明的技术方案，提供了一种储能电池热管理系统，储能电池热管理系统包括压缩机、四通阀、第一换热器、第二换热器、加热器、水箱和电池包，其中，压缩机的出口与四通阀的第一阀口连接，四通阀的第二阀口与第一换热器连接，第一换热器与第二换热器连接，第二换热器与四通阀的第三阀口连接，四通阀的第四阀口与压缩机的入口连接；水箱的第一开口、第二换热器、加热器和水箱的第二开口串联以组成第一循环水路；水箱的第三开口、电池包和水箱的第四开口串联以组成第二循环水路。采用该方案，压缩机和第二换热器可根据需要切换为制冷或制热功能，这样在需要对电池加热时，可通过压缩机和循环水路的运行对电池加热，加热器可选择地运行或停止，从而可以减少加热器耗电，提高能效。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明的实施例提供的储能电池热管理系统处于冷却模式时的示意图；
图2示出了图1中的储能电池热管理系统处于加热模式时的示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
11、压缩机；12、四通阀；13、第一换热器；14、第二换热器；15、气液分离器；16、双向节流阀；17、风机；20、加热器；30、水箱；31、注液口；32、排气口；40、电池包；51、第一泵体；52、第二泵体。
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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
如附图所示，本发明的实施例提供了一种储能电池热管理系统，储能电池热管理系统包括压缩机11、四通阀12、第一换热器13、第二换热器14、加热器20、水箱30和电池包40，其中，压缩机11的出口与四通阀12的第一阀口连接，四通阀12的第二阀口与第一换热器13连接，第一换热器13与第二换热器14连接，第二换热器14与四通阀12的第三阀口连接，四通阀12的第四阀口与压缩机11的入口连接；水箱30的第一开口、第二换热器14、加热器20和水箱30的第二开口串联以组成第一循环水路；水箱30的第三开口、电池包40和水箱30的第四开口串联以组成第二循环水路。
应用本发明的技术方案，提供了一种储能电池热管理系统，储能电池热管理系统包括压缩机11、四通阀12、第一换热器13、第二换热器14、加热器20、水箱30和电池包40，其中，压缩机11的出口与四通阀12的第一阀口连接，四通阀12的第二阀口与第一换热器13连接，第一换热器13与第二换热器14连接，第二换热器14与四通阀12的第三阀口连接，四通阀12的第四阀口与压缩机11的入口连接；水箱30的第一开口、第二换热器14、加热器20和水箱30的第二开口串联以组成第一循环水路；水箱30的第三开口、电池包40和水箱30的第四开口串联以组成第二循环水路。采用该方案，压缩机11和第二换热器14可根据需要切换为制冷或制热功能，这样在需要对电池加热时，可通过压缩机11和循环水路的运行对电池加热，加热器20可选择地运行或停止，从而可以减少加热器20耗电，提高能效。
在本实施例中，储能电池热管理系统具有冷却模式和加热模式，其中，储能电池热管理系统处于冷却模式的情况下，第一阀口和第二阀口连通，第三阀口和第四阀口连通，第二换热器14处于制冷状态，加热器20停止运行；储能电池热管理系统处于加热模式的情况下，第一阀口和第三阀口连通，第二阀口和第四阀口连通，第二换热器14处于制热状态，加热器20可选择地运行或停止。具体地，储能电池热管理系统处于加热模式的情况下，当电池包40的热负荷较低时，加热器20不运行，这样可以减少耗电量，当电池包40的热负荷较高时，压缩机11和加热器20均运行，以提高加热能力。
在本实施例中，水箱30具有注液口31和排气口32。这样便于对水箱30补水以及排出管路和水箱30中的气体。
在本实施例中，储能电池热管理系统还包括：第一泵体51，第一泵体51设置在第一循环水路上；第二泵体52，第二泵体52设置在第二循环水路上。通过第一泵体51和第二泵体52可为水的流动提供动力。具体地，第一泵体51和第二泵体52均独立控制，第一泵体51和第二泵体52的转速可调以调节水的流量。
在本实施例中，加热器20为PTC加热器。PTC是指正温度系数热敏电阻。采用上述设置加热效率高，便于控制。
在本实施例中，水箱30的安装位置低于第一循环水路的最高点以及第二循环水路的最高点。这样可降低安装要求，便于水箱30的安装。
在本实施例中，储能电池热管理系统还包括：温度传感器，温度传感器设置在第一循环水路上。通过温度传感器可检测第一循环水路中的水的温度，以便于控制水温。具体地，温度传感器位于加热器20的出口。
在本实施例中，储能电池热管理系统还包括：气液分离器15，气液分离器15设置在连接压缩机11的入口和第四阀口的管路上。通过设置气液分离器15，便于实现第二换热器14的制热和制冷的切换。
在本实施例中，储能电池热管理系统还包括：双向节流阀16，双向节流阀16设置在连接第一换热器13和第二换热器14的管路上。这样冷媒在朝两个不同方向流动时双向节流阀16均可起到节流作用。
在本实施例中，储能电池热管理系统还包括：风机17，风机17与第一换热器13对应设置。通过设置风机17可加快第一换热器13的换热。
可选地，在本实施例中，第二换热器14为板式换热器，采用上述设置，接触面积大，换热强度高。
本发明提供的储能电池热管理系统具备冷却、加热的功能，该技术方案通过设置四通换向阀、双向节流阀使系统具备制热和制冷的功能，提高系统制热时的能效；通过设置水箱，可以使水箱布置位置低于水系统的最高点，增加了系统布置时的灵活性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种储能电池热管理系统，其特征在于，所述储能电池热管理系统包括压缩机(11)、四通阀(12)、第一换热器(13)、第二换热器(14)、加热器(20)、水箱(30)和电池包(40)，其中，
所述压缩机(11)的出口与所述四通阀(12)的第一阀口连接，所述四通阀(12)的第二阀口与所述第一换热器(13)连接，所述第一换热器(13)与所述第二换热器(14)连接，所述第二换热器(14)与所述四通阀(12)的第三阀口连接，所述四通阀(12)的第四阀口与所述压缩机(11)的入口连接；
所述水箱(30)的第一开口、所述第二换热器(14)、所述加热器(20)和所述水箱(30)的第二开口串联以组成第一循环水路；
所述水箱(30)的第三开口、所述电池包(40)和所述水箱(30)的第四开口串联以组成第二循环水路。
2.根据权利要求1所述的储能电池热管理系统，其特征在于，所述储能电池热管理系统具有冷却模式和加热模式，其中，
所述储能电池热管理系统处于所述冷却模式的情况下，所述第一阀口和所述第二阀口连通，所述第三阀口和所述第四阀口连通，所述第二换热器(14)处于制冷状态，所述加热器(20)停止运行；
所述储能电池热管理系统处于所述加热模式的情况下，所述第一阀口和所述第三阀口连通，所述第二阀口和所述第四阀口连通，所述第二换热器(14)处于制热状态，所述加热器(20)可选择地运行或停止。
3.根据权利要求1所述的储能电池热管理系统，其特征在于，所述水箱(30)具有注液口(31)和排气口(32)。
4.根据权利要求1所述的储能电池热管理系统，其特征在于，所述储能电池热管理系统还包括：
第一泵体(51)，所述第一泵体(51)设置在所述第一循环水路上；
第二泵体(52)，所述第二泵体(52)设置在所述第二循环水路上。
5.根据权利要求1所述的储能电池热管理系统，其特征在于，所述加热器(20)为PTC加热器。
6.根据权利要求1所述的储能电池热管理系统，其特征在于，所述水箱(30)的安装位置低于所述第一循环水路的最高点以及所述第二循环水路的最高点。
7.根据权利要求1所述的储能电池热管理系统，其特征在于，所述储能电池热管理系统还包括：
温度传感器，所述温度传感器设置在所述第一循环水路上。
8.根据权利要求1所述的储能电池热管理系统，其特征在于，所述储能电池热管理系统还包括：
气液分离器(15)，所述气液分离器(15)设置在连接所述压缩机(11)的入口和所述第四阀口的管路上。
9.根据权利要求1所述的储能电池热管理系统，其特征在于，所述储能电池热管理系统还包括：
双向节流阀(16)，所述双向节流阀(16)设置在连接所述第一换热器(13)和所述第二换热器(14)的管路上。
10.根据权利要求1所述的储能电池热管理系统，其特征在于，所述储能电池热管理系统还包括：
风机(17)，所述风机(17)与所述第一换热器(13)对应设置。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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