CN114285053A - 储能充电站 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种储能充电站,通过将储能系统和充电系统的热量集中进行管理,可以实现利用换热组件,在储能系统和充电系统之间进行热交换,冷却介质回路中的冷却介质分别流经充电系统和储能系统,充电系统和储能系统均与冷却介质回路之间具有热交换,将充电系统工作时产生的热量通过冷却介质回路输送给储能系统利用,从而减少储能加热维持温度所需要的能耗,提高能量利用效率。
Description
技术领域
本申请涉及热管理技术领域,尤其涉及一种储能充电站。
背景技术
储能充电站可以用于对汽车等外部设备进行充电,储能充电站通常包括储能系统和充电系统,而储能充电站与电网连接,在用电较为宽松的波谷时段,充电系统可以由电网直接给外部设备充电,在用电较为紧张的波峰时段,充电系统可以经储能系统给外部设备充电。
相关技术中,储能充电站需要由热管理系统对储能系统和充电系统进行热管理,其热管理可以分为两个部分,其一,在充电系统工作时,如果发热量太高,需要对其进行冷却降温,其二,需要将储能系统的电池维持在合适的工作范围内,在高温时需要对电池进行降温,在低温时需要对电池进行加热。但是,充电系统工作时产生的热量会散到周围环境中,而储能系统的加热维持温度的能耗也较大,导致储能充电站的整体能耗较大,能量利用率较低。
发明内容
本申请实施例提供一种储能充电站,可以解决充电系统的工作热量无法利用,储能系统温度维持能耗大,储能充电站整体能量利用率低的问题。
本申请实施例提供一种储能充电站,包括换热组件、用于储存电能的储能系统以及用于为用电器件充电的充电系统,储能系统和充电系统之间具有电连接,换热组件包括冷却介质回路,冷却介质回路中的冷却介质分别流经充电系统和储能系统,充电系统和储能系统均与冷却介质回路之间具有热交换,以将充电系统工作时产生的热量通过冷却介质回路传递给储能系统。
本申请实施例提供的储能充电站可以将储能系统和充电系统的热量集中进行管理,可以实现在低温环境下储能系统需要加热时,将充电系统工作时产生的热量输送给储能系统利用,从而减少储能加热维持温度所需要的能耗,提高能量利用效率。
在一种可能的实施方式中,换热组件可以包括至少两个冷却介质回路,至少两个冷却介质回路可以包括第一冷却介质回路和第二冷却介质回路,其中,第一冷却介质回路被配置为和储能系统进行热交换,第二冷却介质回路被配置为对充电系统进行冷却,第一冷却介质回路和第二冷却介质回路之间可连通或可具有热交换,以使第二冷却介质回路中的冷却介质对储能系统进行换热。
如此设置,在充电系统工作时,第二冷却介质回路可以吸收充电系统产生的热量,并且以直接或间接的方式将热量传递给第二冷却介质回路,而第二冷却介质回路可以为储能系统的维温提供热量,从而实现了充电系统和储能系统在部分工况下的热量有效传递。
在一种可能的实施方式中,换热组件还可以包括充电件换热器,充电件换热器连通于第二冷却介质回路中,并被配置为与充电系统进行热交换。
通过充电件换热器可以使的第二冷却介质回路中的冷却介质可以与充电系统进行高效的热交换,以减少充电系统工作时的热量散失损耗。
在一种可能的实施方式中,换热组件还包括至少一个液体换热器,液体换热器用于不同冷却介质回路之间进行热交换,液体换热器具有第一液体换热通道和第二液体换热通道,且同一液体换热器的第一液体换热通道和第二液体换热通道之间具有热交换。
通过设置液体换热器,可以将温度较高的冷却介质回路中的热量传递给温度较低的冷却介质回路,在不同冷却介质回路不直接连通的情况下,实现高效率的热交换,避免冷却介质在流通过程中产生热量损耗。
在一种可能的实施方式中,液体换热器可以包括第一液体换热器,第二冷却介质回路连接于第一液体换热器中的第一液体换热通道,第一液体换热器的第二液体换热通道与第一冷却介质回路连通或者和第一冷却介质回路具有热交换。
通过利用第一液体换热器,可以将第二冷却介质回路的热量传递给第一冷却介质回路,或者可以将第一冷却介质回路的热量传递给第二冷却介质回路。
在一种可能的实施方式中,换热组件还可以包括第一储能换热器,第一储能换热器连通于第一冷却介质回路中,并被配置为通过冷却介质的相变与储能系统换热。
如此设置,第一冷却介质回路中的冷却介质在流经第一储能换热器时会产生相态的变化,并且在这一过程中进行吸热或放热,以此实现对储能系统的加热或者降温,从而提高换热效率。
在一种可能的实施方式中,第一冷却介质回路中还可以包括第一热泵组件、第一空气换热器和第一节流阀,第一热泵组件、第一空气换热器、第一节流阀和第一储能换热器依次连接;第一液体换热器的第一端连接于第一空气换热器,第一液体换热器的第二端连接于第一热泵组件和第一储能换热器之间;换热组件还可以包括第一阀组件,第一阀组件被配置为控制第一液体换热器在第一冷却介质回路中的连通状态;第一热泵组件包括依次连接的第一压缩机和第一换向阀,第一压缩机和第一换向阀均连接在第一冷却介质回路中,且第一压缩机用于驱动第一冷却介质回路中的冷却介质流动,第一换向阀用于改变冷却介质在第一冷却介质回路中的流向。
如此设置,可以使第一冷却介质回路形成一个完整的冷却介质循环流通的路径,并且在第一冷却介质回路与其他冷却介质回路没有热交换的情况下,可以独立利用冷却介质的相变,实现储能系统的冷却或加热。
在一种可能的实施方式中,第一阀组件可以包括第一连通阀和第二连通阀,第一冷却介质回路还包括第一中间连通管路,第一连通阀连接于第一空气换热器与第一节流阀之间,第一液体换热器的第一端连接于第一连通阀和第一空气换热器之间,第一液体换热器的第二端通过第一中间连通管路连接于第一连通阀和第一节流阀之间,第二连通阀连接于第一中间连通管路上。
通过第一阀组件中不同连通阀的开闭变化,可以使第一冷却介质的循环回路进行改变,使其中的冷却介质流经第一液体换热器,从而与第二制冷却介质回路中的冷却介质进行热交换,进而在低温状态下充电系统工作时,将充电系统的热量传递给储能系统。
在一种可能的实施方式中,第一阀组件还可以包括第三连通阀和第四连通阀,第一液体换热器的第二端通过第三连通阀连接于第一热泵组件和第一储能换热器之间;第一冷却介质回路中还包括第二节流阀,第四连通阀与第二节流阀并联连接于第一空气换热器和第一液体换热器的第一端之间。
通过进一步设置第三连通阀和第四连通阀,可以改变第一冷却介质的循环回路,使第一储能换热器和第一液体换热器形成两条相对独立的支路,从而在环境温度较高时,可以实现对储能系统和充电系统两者中的一者进行冷却,或者同时对两者进行冷却。
在一种可能的实施方式中,冷却介质回路还可以包括第三冷却介质回路,液体换热器还可以包括第二液体换热器,第二液体换热器的第一液体换热通道连接于第一冷却介质回路,第二液体换热器的第二液体换热通道可通断的连接于第三冷却介质回路,第一液体换热器的第二液体换热通道可通断的连接于第三冷却介质回路;第二液体换热器的第二液体换热通道与第一液体换热器的第二液体换热通道均为连通状态时,第三冷却介质回路为第一冷却介质回路和第二冷却介质回路之间进行换热。
通过设置第三冷却介质回路,可以由独立于第一冷却介质回路和第二冷却介质回路之外的冷却介质回路作为中介,实现第一冷却介质回路和第二冷却介质回路之间的间接热交换,同时在不同的工作状态下,第三冷却介质回路还可以分别对第一冷却介质回路和第二冷却介质回路之间进行单独的热交换。
在一种可能的实施方式中,第三冷却介质回路中可以包括第二热泵组件、第二空气换热器、第三节流阀和第四节流阀,第二热泵组件、第二空气换热器和液体换热器依次连接;第三节流阀连接于第一液体换热器的第一端和第二空气换热器之间,第一液体换热器的第二端与热泵组件连接,第四节流阀连接于第二液体换热器第一端和第二空气换热器之间,第二液体换热器的第二端与热泵组件连接;第二热泵组件包括依次连接的第二压缩机和第二换向阀,第二压缩机和第二换向阀均连接在第三冷却介质回路中,且第二压缩机用于驱动第三冷却介质回路中的冷却介质流动,第二换向阀用于改变冷却介质在第三冷却介质回路中的流向。
如此设置,可以通过改变第三冷却介质回路中冷却介质的流向,分别实现第三冷却介质回路中液体换热器的不同作用,既可以作为冷凝器进行加热,又可以作为蒸发器吸收热量实现降温。
在一种可能的实施方式中,换热组件还包括第二阀组件,第二阀组件配置成分别控制第一液体换热器和第二液体换热器与第三冷却介质回路的连通状态;第二阀组件包括第五连通阀和第六连通阀;第三冷却介质回路还包括第二中间连通管路,第五连通阀连接于第四节流阀与第二空气换热器之间,第一液体换热器的第一端与第三节流阀连接,第一液体换热器的第二端通过第二中间连通管路连接在第五连通阀和第四节流阀之间,第六连通阀连接于第二中间连通管路上。
通过设置第二阀组件,可以改变第三冷却介质回路中冷却介质的循环路径,以使第三冷却介质回路可以吸收第二冷却介质回路的热量,并且利用这部分热量,在与第一冷却介质回路进行热交换时,对第一冷却介质回路进行加热,提高能量利用率。
在一种可能的实施方式中,第二阀组件还包括第七连通阀和第八连通阀,第七连通阀连接在第一液体换热器的第二端和第二热泵组件之间,第八连通阀的两端分别并联于第三节流阀的两端。
通过进一步设置第七连通阀和第八连通阀,可以改变第三冷却介质回路中冷却介质的流通路径,在充电系统的工作温度较高时,以使其中的冷却介质流经第一液体换热器,可以吸收第一制冷剂回路中的热量,实现对充电系统的冷却降温。
在一种可能的实施方式中,第一冷却介质回路中包括第二储能换热器和第三空气换热器,第二储能换热器、第三空气换热器以及第二液体换热器的第一液体换热通道依次连接,第二储能换热器配置为和储能系统进行热交换;第一冷却介质回路中还包括第一控制阀,第一控制阀连接在第三空气换热器和第二液体换热器之间,且第一控制阀的第一接口和第二接口分别与第三空气换热器和第二液体换热器的第一端连接,第一控制阀的第三接口连接在第二液体换热器的第二端和第二储能换热器之间。
如此设置,在储能系统的工作温度较高需要散热时,第一冷却介质回路可以具有空液热交换和液液热交换两种散热模式,利用第一控制阀可以选择不用的冷却介质流通回路,从而在不同的温度状态下,选择不同的散热模式或者散热模式的组合,在保证足够散热效率的同时,降低能耗。
在一种可能的实施方式中,第二冷却介质回路中还包括第四空气换热器和第二控制阀,第二控制阀连接于充电件换热器和第一液体换热器之间,且第二控制阀的第一接口和第二接口分别与充电件换热器和第一液体换热器的一端连接;第四空气换热器的第一端与第二控制阀的第三接口连接,第四空气换热器的第二端与第一液体换热器的另一端相连。
如此设置,可以使第二冷却介质回路在将充电系统的热量传递给第一冷却介质回路的同时,利用第四空气换热器对第二冷却介质回路中的冷却介质进行散热,以辅助充电系统进行冷却降温。
在一种可能的实施方式中,第二冷却介质回路中还包括第三控制阀,第三控制阀的第一接口和第二接口分别与第四空气换热器以及充电件换热器连接,第三控制阀的第三接口连接在第二控制阀和第一液体换热器之间。
如此设置,在充电系统的工作温度较高需要散热时,第二冷却介质回路可以具有空液热交换和液液热交换两种散热模式,利用第二控制阀和第三控制阀可以选择不用的冷却介质流通回路,从而在不同的温度状态下,选择不同的散热模式或者散热模式的组合,在保证足够散热效率的同时,降低能耗。
在一种可能的实施方式中,换热组件还包括第三阀组件,第三阀组件设置于冷却介质回路中,第三阀组件配置成控制第一冷却介质回路和第二冷却介质回路相互断开或相互连通;第一冷却介质回路和第二冷却介质回路相互连通时,第二冷却介质回路中的冷却介质直接流经第一冷却介质回路,以和储能系统进行换热。
通过设置第三阀组件,可以使得第一冷却介质回路和第二冷却介质回路相对独立,或者使两者形成一个整体的冷却介质循环回路,在热管理过程中,根据环境温度或发热状态,可以实现储能系统和充电系统独立的温度控制,或者在两者之间形成热交换,从而降低能耗,提高能量利用率。
在一种可能的实施方式中,冷却介质回路还可以包括第四冷却介质回路,至少一个液体换热器包括第三液体换热器和第四液体换热器,三液体换热器的第一液体换热通道连接于第一冷却介质回路中,第四液体换热器的第一液体换热通道连接于第二冷却介质回路中,第三液体换热器的第二液体换热通道和第四液体换热器的第二液体换热通道并联连接在第四冷却介质回路中;第三液体换热器用于使第四冷却介质回路与第一冷却介质回路进行热交换,第四液体换热器用于使第四冷却介质回路与第二冷却介质回路进行热交换。
通过设置第四冷却介质回路,可以实现对第一制冷剂回路和第二制冷剂回路独立的热管理和温度控制,从而适应不同环境温度下,不同工作模式的需要,以保证储能系统和充电系统可以位置合适的工作温度。
在一种可能的实施方式中,第一冷却介质回路中包括第三储能换热器和第五空气换热器,第三储能换热器配置为和储能系统进行热交换,第三储能换热器、第五空气换热器以及第三液体换热器的第一液体换热通道依次连接;第三阀组件包括第四控制阀,第四控制阀连接于第五空气换热器和第三液体换热器的第一液体换热通道之间,且第四控制阀的第一接口与第五空气换热器连接,第四控制阀的第二接口和第三接口分别连接于第三液体换热器中第一液体换热通道的相对两端。
如此设置,第一冷却介质回路可以具有空液热交换和液液热交换两种散热模式,利用第四控制阀可以选择不用的冷却介质流通回路,从而在不同的温度状态下,选择不同的散热模式或者散热模式的组合,在保证足够散热效率的同时,降低能耗。
在一种可能的实施方式中,换热组件还包括电加热单元,电加热单元设置于第一冷却介质回路中,用于对第一冷却介质回路中的冷却介质加热,电加热单元连接于第五空气换热器和第三储能换热器之间。
通过设置加热单元,可以实现对第一冷却介质回路的独立加热,在充电系统不工作,或者其工作热量不足以将储能系统的工作温度提升至合理阈值范围内,可以利用加热单元高效提高储能系统的温度。
在一种可能的实施方式中,第三阀组件还包括第五控制阀和第六控制阀,第五控制阀的第一接口和第二接口连接于第二冷却介质回路中,第五控制阀的第三接口与第一冷却介质回路连通;第六控制阀的第一接口和第二接口连接于第一冷却介质回路中,第六控制阀的第三接口与第二冷却介质回路连通。
通过设置第五控制阀和第六控制阀,可以实现第一冷却介质回路和第二冷却介质回路在连通和断开状态之间进行准确高效切换,以实现不同环境温度下的不同工作模式。
在一种可能的实施方式中,第二冷却介质回路中还包括第六空气换热器,第三阀组件还包括第七控制阀,第七控制阀的第一接口和第六控制阀的第一接口分别连接于第六空气换热器相对两端,第七控制阀的第三接口和第六控制阀的第三接口分别连接于第四液体换热器的第一液体换热通道的两端,第七控制阀的第二接口和第六控制阀的第二接口分别连接于充电件换热器的相对两端。
如此设置,在充电系统的工作温度较高需要散热时,第二冷却介质回路可以具有空液热交换和液液热交换两种散热模式,利用第六控制阀和第七控制阀可以选择不用的冷却介质流通回路,从而在不同的温度状态下,选择不同的散热模式或者散热模式的组合,在保证足够散热效率的同时,降低能耗。
在一种可能的实施方式中,第四冷却介质回路中包括第三压缩机、第七空气换热器、第五节流阀和第六节流阀,第三压缩机的出口与第七空气换热器的入口依次连接,第三液体换热器和第四液体换热器并联连接于第三压缩机的入口和第七空气换热器的出口之间,第五节流阀连接于第三液体换热器与第七空气换热器的出口之间,第六节流阀连接于第四液体换热器与第七空气换热器的出口之间。
如此设置,可以使第三液体换热器和第四液体换热器在第四冷却介质回路中形成并列结构,从而可以对两者对应的第一冷却介质回路和第二冷却介质回路分别进行热管理。
本申请实施例提供一种储能充电站,通过将储能系统和充电系统的热量集中进行管理,可以实现利用换热组件,在储能系统和充电系统之间进行热交换,冷却介质回路中的冷却介质分别流经充电系统和储能系统,充电系统和储能系统均与冷却介质回路之间具有热交换,将充电系统工作时产生的热量通过冷却介质回路输送给储能系统利用,从而减少储能加热维持温度所需要的能耗,提高能量利用效率。
附图说明
图1为本申请实施例提供的储能充电站的架构图;
图2为本申请实施例提供的第一种储能充电站的原理图;
图3为本申请实施例提供的第一种储能充电站处于第一模式下的原理图;
图4为本申请实施例提供的第一种储能充电站处于第二模式下的原理图;
图5为本申请实施例提供的第一种储能充电站处于第三模式下的原理图;
图6为本申请实施例提供的第一种储能充电站处于第四模式下的原理图;
图7为本申请实施例提供的第一种储能充电站处于第五模式下的原理图;
图8为本申请实施例提供的第一种储能充电站处于第六模式下的原理图;
图9为本申请实施例提供的第二种储能充电站的原理图;
图10为本申请实施例提供的第二种储能充电站处于第一模式下的原理图;
图11为本申请实施例提供的第二种储能充电站处于第二模式下的原理图;
图12为本申请实施例提供的第二种储能充电站处于第三模式下的原理图;
图13为本申请实施例提供的第二种储能充电站处于第四模式下的原理图;
图14为本申请实施例提供的第二种储能充电站处于第五模式下的原理图;
图15为本申请实施例提供的第二种储能充电站处于第六模式下的原理图;
图16为本申请实施例提供的第三种储能充电站的原理图;
图17为本申请实施例提供的第三种储能充电站处于第一模式下的原理图;
图18为本申请实施例提供的第三种储能充电站处于第二模式下的原理图;
图19为本申请实施例提供的第三种储能充电站处于第三模式下的原理图;
图20为本申请实施例提供的第三种储能充电站处于第四模式下的原理图;
图21为本申请实施例提供的第三种储能充电站处于第五模式下的原理图;
图22为本申请实施例提供的第三种储能充电站处于第六模式下的原理图。
附图标记说明:
100-换热组件;101-第一冷却介质回路;102-第二冷却介质回路;110-充电件换热器;111-第一储能换热器;112-第二储能换热器;113-第三储能换热器;114-电加热单元;
121-第一中间连通管路;122-第二中间连通管路;123-第三中间连通管路;124-第四中间连通管路;
131-第一液体换热器;132-第二液体换热器;133-第三液体换热器;134-第四液体换热器;
141-第一空气换热器;142-第二空气换热器;143-第三空气换热器;144-第四空气换热器;145-第五空气换热器;146-第六空气换热器;147-第七空气换热器;
151-第一压缩机;152-第一换向阀;153-第二压缩机;154-第二换向阀;155-第三压缩机;156-储液罐;
161-第一节流阀;162-第二节流阀;163-第三节流阀;164-第四节流阀;165-第五节流阀;166-第六节流阀;
171-第一连通阀;172-第二连通阀;173-第三连通阀;174-第四连通阀;175-第五连通阀;176-第六连通阀;177-第七连通阀;178-第八连通阀;
181-第一控制阀;182-第二控制阀;183-第三控制阀;184-第四控制阀;185-第五控制阀;186-第六控制阀;187-第七控制阀;
191-第一液泵;192-第二液泵;193-第三液泵;194-第四液泵;200-储能系统;300-充电系统。
具体实施方式
本申请实施例提供一种储能充电站,用于给电动汽车、电动自行车等用电器件或设备进行充电,储能充电站可以设置于室内或者室外,并且可以与城市电网连接,储能充电站具有储能系统和充电系统,其中,充电系统可以与外部需要充电的用电器件连接,且充电系统可以直接通过电网给用电器件充电,或者也可以由储能系统给充电系统供电,从而利用储能系统的储存电能给用电器件充电。
充电系统通常包括电能变换单元,具体可以是直流/交流变换单元(AlternatingCurrent/Direct Current,AC/DC convertor)以及直流/直流变换单元(Direct Current/Direct Current,DC/DC convertor),可以将电网输出的高压交流电进行变换,以适配用电器件充电时所需要的输入电压,而电能变换单元在工作时会由于电流热效应而发热,如果温度过高,可能会导致电能变换单元的电路故障甚至烧毁,因此,在其外部工作环境温度较高,电能变换单元发热时,需要对其进行冷却降温。
此外,储能系统主要由电池组成,为了维持电池的电芯具有良好的储能状态,需要将电池的工作环境温度维持在适宜的范围内,以储能系统常采用的锂离子电池为例,其最佳工作温度范围较窄,一般在20℃至40℃之间,因此,当环境温度较低时,需要对电池进行加热维温,而当环境温度较高时,需要对电池进行冷却降温,使其一直保持在适宜的工作温度范围内。
由此可见,储能充电站需要由热管理系统对充电系统和储能系统的工作温度进行调节,以保证设备的持续有效运行,热管理系统的任务主要有两方面,一方面是在充电系统过热时进行冷却降温,另一方面是将储能系统的工作温度维持在适宜范围内。
相关技术中,热管理系统对储能系统的温度控制以及对充电系统的冷却相对独立,在对储能系统进行温度调节时,加热通常通过加热器实现,其原理是利用电流热效应,而储能系统的冷却主要依靠空水换热器或板式换热器实现,相应的,充电系统的冷却通常通过空水换热器进行。热管理系统可以形成制冷剂循环回路,而对储能系统和充电系统进行热管理时,其可以是形成两条相对独立的制冷剂循环回路,或者将储能系统和充电系统对应设置在一个制冷剂循环回路的两条互不干涉的并联支路上。
然而,上述的储能系统和充电系统的热管理方式,在两者之间都没有建立和进行热量交互,储能系统只是单纯仅使用加热器进行加热,维持温度所需的能耗较高,而对于充电系统而言,低温场景下充电系统工作时所产生的热量会散溢至环境中,无法利用,造成能量浪费,因此,储能充电站的整体能耗较大,能量利用率低。
基于上述技术问题,本申请实施例提供一种储能充电站,通过将储能系统和充电系统的热量集中进行管理,可以实现储能系统和充电系统之间进行热交换,储能系统和充电系统除了可以实现各自独立的热管理功能之外,在低温应用场景下,充电系统工作发热,而储能系统需要加热维持温度时,充电系统工作所产生的热量可以传递给储能系统用于维温,从而减少储能加热维持温度所需要的能耗,减少热量浪费,提高储能充电站的能量利用效率。
如图1所示,本申请实施例提供一种储能充电站,该储能充电站可以包括换热组件100、储能系统200和充电系统300,储能系统200用于储存电能,充电系统300用于给用电器件充电,换热组件100用于对储能系统200和充电系统300进行热管理,储能充电站与外部的城市电网连接,在用电较为宽松的波谷时段,充电系统300可以由电网直接给外部用电器件充电,并且,如果储能系统200的储存电量未饱和时,也可以在波谷时段通过外部电网进行充电,补充电能,而在用电较为紧张的波峰时段,充电系统300可以经储能系统200给外部设备充电,从而充分利用电能资源,降低用电成本。
其中,换热组件100可以包括冷却介质回路,冷却介质回路中的冷却介质分别流经充电系统300和储能系统200,可以通过对冷却介质回路的循环路径的变化控制,对充电系统300和储能系统200进行热管理,在对充电系统300进行热管理时,冷却介质回路中的冷却介质在流经充电系统300时可以与充电系统300进行热交换,而对储能系统200进行热管理时,冷却介质回路中的冷却介质在流经储能系统200时可以与储能系统200进行热交换。
可以理解的是,冷却介质回路中的冷却介质在充电系统300的工作温度较高时,可以吸收充电系统300的热量对其进行降温,在储能系统200的环境温度超过其所适宜的工作范围时,冷却介质可以与储能系统200进行热交换,将其工作温度维持在适宜的范围内。
此外,低温工作环境下,充电系统300工作时产生的热量可以传递给冷却介质回路中的冷却介质,同时冷却介质回路中的冷却介质可以将热量传递给储能系统200用于加热,从而实现将充电系统300工作时产生的热量通过冷却介质回路传递给储能系统200,使两者可以进行热量交互,减少储能加热维持温度所需要的能耗,提高能量利用效率。
需要说明的是,储能系统200需要散热时,其热量可以通过冷却介质回路进行传导,最终传递给外部环境,而储能系统200需要进行加热时,其可以具有不同的热量来源,其一,冷却介质回路中的冷却介质通过循环从外部环境吸收热量,并将热量通过冷却介质传递给储能系统200,其二,换热组件100中可以设置将电能转化为热能的部件,对冷却介质进行加热,从而将热量传递给储能系统200,其三,冷却介质可以从充电系统300中吸收热量,并通过冷却介质回路的循环将热量传递给储能系统200。上述的三种储能系统200的加热方式,在具体的冷却介质回路的实施方式中,可以是其中的任一中方式,也可以是其中的两种或多种方式的组合。
本申请实施例提供的储能充电站中,换热组件100对储能系统200和充电系统300进行热管理时,可以实现多种具体的工作模式,并且可以根据具体的工作环境进行选择,示例性的,其主要的工作模式有:一、储能系统200单独进行加热,二、储能系统200利用充电系统300的工作热量进行加热,同时充电系统300不进行单独冷却,三、储能系统200利用充电系统300的工作热量进行加热,同时充电系统300进行单独冷却,四、储能系统200单独进行冷却,五、充电系统300单独进行冷却,六、储能系统200和充电系统300同时进行冷却。
为了实现上述多种工作模式,换热组件100可以包括至少两个冷却介质回路,例如,参见图1所示,换热组件100可以包括两个冷却介质回路,两个冷却介质回路分别为第一冷却介质回路101和第二冷却介质回路102,第一冷却介质回路101可以被配置为和储能系统200进行热交换,第二冷却介质回路102可以被配置为对充电系统300进行冷却,第一冷却介质回路101和第二冷却介质回路102之间可连通或可具有热交换。
可以理解的是,换热组件100还可以包括三个或四个冷却介质回路,本申请实施例中,先以两个冷却介质回路为例进行说明。
储能系统200的单独加热和冷却可以通过其与第一冷却介质回路101的热交换实现,而充电系统300的单独冷却可以由其与第二冷却介质回路102的热交换实现,而充电系统300与储能系统200之间的热量交互,可以由第一冷却介质回路101和第二冷却介质回路102之间的热量交互实现,如此便可以使第二冷却介质回路102中的冷却介质直接或间接地对储能系统200进行换热。
需要说明的是,当在低温状态下,储能系统200需要利用充电系统300的工作热量进行加热时,第二冷却介质回路102中的冷却介质在吸收充电系统300的热量后,如果第一冷却介质回路101与第二冷却介质回路102连通,则其可以直接流入第一冷却介质回路101,并且在两者之间形成循环,此时是以直接换热的方式将热量传递给储能系统200,而如果第一冷却介质回路101和第二冷却介质回路102之间不连通,两者内的冷却介质形成相对独立的循环,则是以间接换热的方式将热量传递给储能系统200。
为了可以使第二冷却介质回路102中的冷却介质可以与充电系统300进行高效的热交换,参见图2所示,换热组件100还可以包括充电件换热器110,充电件换热器110可以连通于第二冷却介质回路102中,并被配置为与充电系统300相对设置,并可以进行热交换,在充电组件需要降温时,可以高效的吸收热量,同时在需要对充电系统300的工作热量进行利用时,可以以减少充电系统300工作时的热量散失损耗。
此外,储能系统200也可以通过储能换热器与第一制冷却介质回路101进行换热,以保证其温度维持的准确性,降低温度调节的误差或滞后。
除了冷却介质回路与储能系统200和换热系统所进行换热的方式外,不同的冷却介质回路之间也可以进行循环路径的变化,以及不同的冷却介质回路之间或者冷却介质回路与外部环境之间可以采用不同的换热方式。
不同冷却介质回路之间可以采用液体换热器进行热交换,换热组件100可以包括有至少一个液体换热器,其中,液体换热器具有第一液体换热通道和第二液体换热通道,且同一液体换热器的第一液体换热通道和第二液体换热通道之间具有热交换,在是设置冷却介质回路时,不通的冷却介质回路可以与液体换热器不同的液体换热通道连通,从而可以将温度较高的冷却介质回路中的热量传递给温度较低的冷却介质回路,在不同冷却介质回路不直接连通的情况下,实现高效率的热交换,避免冷却介质在流通过程中产生热量损耗。
本领域技术人员可以理解的是,冷却介质既可以是制冷剂也可以是载冷剂,当为制冷剂时,其通过相变进行吸热或者放热,而如果为载冷剂时,其在热交换过程中的相态不产生改变,具体热交换方式可以为热传导或者热对流等,示例性的,制冷剂可以包括但不限于四氟乙烷(化学式C2H2F4,简称R134a)、二氟一氯甲烷(化学式CHCIF2,简称R22)等或者其他混合制冷剂,例如二氟甲烷与五氟乙烷按各百分之五十比例混合组成的混合制冷剂(简称R410a);而载冷剂可以包括但不限于乙二醇水溶液、氟化液、油等载冷介质。本申请下述实施例中的冷却介质如无特殊说明,则既可以是制冷剂也可以是载冷剂,不再具体举例说明。
需要说明的是,充电系统300可以包括多个电能变换模块,包括但不限于AC/DC模块、DC/DC模块,充电件换热器110在与充电系统300进行过换热时,可以分为多条支路进入冷却液板中对各个模块进行散热。在储能系统200中,可以包括多个电池组,电池组可以具有多个电池,储能换热器也可以分成多个支路后进入各个电池组内部的冷却液板中与电池进行热交换。
本申请实施例中储能系统200、充电系统300以及换热组件100是利用冷却介质回路来实现不同工作环境下的不同工作模式,而在不同工作模式之间的切换也主要依靠换热组件100中冷却介质回路的循环路径的变化,下面将通过换热组件100中冷却介质回路的具体结构的说明,对储能充电站的不同热管理模式进行详细描述。
请参照图2所示,在第一种可能的实施方式中,第一冷却介质回路101可以利用自身的冷却介质循环对储能系统200进行散热或者加热,同时第一冷却介质回路101可以与第二冷却介质回路102进行热交换,吸收第二冷却介质回路102的热量对充电系统300进行散热,或者在吸收充电系统300散热的热量后用以对储能系统200进行加热。
其中,参见图2所示,液体换热器可以包括第一液体换热器131,通过利用第一液体换热器131,可以将第二冷却介质回路102的热量传递给第一冷却介质回路101,或者,可以将第一冷却介质回路101的热量传递给第二冷却介质回路102,第二冷却介质回路102连接于第一液体换热器131中的第一液体换热通道,第一液体换热器131的第二液体换热通道与第一冷却介质回路101连通。
参见图2所示,换热组件100可以包括第一储能换热器111,第一储能换热器111连通于第一冷却介质回路101中,第一冷却介质回路101中的冷却介质可以是制冷剂,第一储能换热器111被配置为通过冷却介质的相变与储能系统200换热,第一冷却介质回路101中的冷却介质在流经第一储能换热器111时会产生相态的变化,并且在这一过程中进行吸热或放热,以此实现对储能系统200的加热或者降温,从而提高换热效率。
为了实现第一冷却介质回路101实现散热或者加热的功能,第一冷却介质回路101中还可以包括有第一热泵组件(未示出)、第一空气换热器141和第一节流阀161,第一热泵组件、第一空气换热器141、第一节流阀161和第一储能换热器111可以依次连接。
其中,第一液体换热器131的第一端可以连接于第一空气换热器141,第一液体换热器131的第二端可以连接于第一热泵组件和第一储能换热器111之间,而换热组件100还可以包括第一阀组件,第一阀组件被配置为控制第一液体换热器131在第一冷却介质回路101中的连通状态。
请继续参照图2,第一热泵组件包括依次连接的第一压缩机151和第一换向阀152,第一压缩机151和第一换向阀152均连接在第一冷却介质回路101中,且第一压缩机151用于驱动第一冷却介质回路101中的冷却介质流动,第一换向阀152用于改变冷却介质在第一冷却介质回路101中的流向。
可理解的是,可以使第一冷却介质回路101形成一个完整的冷却介质循环流通的路径,并且在第一冷却介质回路101与其他冷却介质回路没有热交换的情况下,可以独立利用冷却介质的相变,实现储能系统200的冷却或加热。
需要说明的是,第一压缩机151是第一冷却介质回路101中的冷却介质进行循环的动力源,而第一换向阀152可以为四通换向阀、电磁阀或单向阀的组合,以四通换向阀为例,其可以具有两个工位,两个工位分别对应第一压缩机151在第一冷却介质回路101中的接入方向,即分别对应冷却介质正向流动和逆向流动,并且在第一压缩机151和第一换向阀152之间可以接入储液罐156,储液罐156可以用于存储冷却介质,以保证第一冷却介质回路101中循环的持续稳定。
为了实现换热组件100在不同工作模式下进行切换,第一阀组件可以包括第一连通阀171和第二连通阀172,第一冷却介质回路101还可以包括第一中间连通管路121,第一连通阀171连接于第一空气换热器141与第一节流阀161之间,第一液体换热器131的第一端连接于第一连通阀171和第一空气换热器141之间,第一液体换热器131的第二端通过第一中间连通管路121连接于第一连通阀171和第一节流阀161之间,第二连通阀172连接于第一中间连通管路121上。
通过第一阀组件中不同连通阀的开闭变化,可以使第一冷却介质的循环回路进行改变,使其中的冷却介质流经第一液体换热器131,从而与第二制冷却介质回路中的冷却介质进行热交换,进而在低温状态下充电系统300工作时,将充电系统300的热量传递给储能系统200。
在前述第一阀组件的组成基础上,第一阀组件还可以包括第三连通阀173和第四连通阀174,第一液体换热器131的第二端通过第三连通阀173连接于第一热泵组件和第一储能换热器111之间;第一冷却介质回路101中还包括第二节流阀162,第四连通阀174与第二节流阀162并联连接于第一空气换热器141和第一液体换热器131的第一端之间。
可以理解的是,通过设置第三连通阀173和第四连通阀174,可以改变第一冷却介质的循环回路,使第一储能换热器111和第一液体换热器131形成两条相对独立的支路,从而在环境温度较高时,可以实现对储能系统200和充电系统300两者中的一者进行冷却,或者同时对两者进行冷却。
此外,为了适应充电系统300不同程度的散热需求,第二冷却介质回路102可以形成可以变化的多中散热路径,其中,第二冷却介质回路102中还可以包括第四空气换热器144和第二控制阀182,第二控制阀182连接于充电件换热器110和第一液体换热器131之间,且第二控制阀182的第一接口和第二接口分别与充电件换热器110和第一液体换热器131的一端连接;第四空气换热器144的第一端与第二控制阀182的第三接口连接,第四空气换热器144的第二端与第一液体换热器131的另一端相连,从而可以使第二冷却介质回路102在将充电系统300的热量传递给第一冷却介质回路101的同时,利用第四空气换热器144对第二冷却介质回路102中的冷却介质进行散热,以辅助充电系统300进行冷却降温。
第二冷却介质回路102中还可以包括第三控制阀183,第三控制阀183连接在第四中间连通管路124中,第三控制阀183的第一接口和第二接口分别与第四空气换热器144以及充电件换热器110连接,第三控制阀183的第三接口连接在第二控制阀182和第一液体换热器131之间。
可以理解的是,第二冷却介质回路102中的冷却介质可以是载冷剂,并且在第二冷却介质回路102中可以连接有第一液泵191,以驱动载冷剂流动,第一液泵191可以接入在第二冷却介质回路102中主循环回路的任意位置,例如,可以连接在第一液体换热器131与充电件换热器110之间。
在充电系统300的工作温度较高需要散热时,第二冷却介质回路102可以具有空液热交换和液液热交换两种散热模式,即空气换热器散热和液体换热器散热,利用第二控制阀182和第三控制阀183可以选择不用的冷却介质流通回路,从而在不同的温度状态下,选择不同的散热模式或者散热模式的组合,在保证足够散热效率的同时,降低能耗。
需要说明的是,上述的连通阀可以通过开闭控制冷却介质回路的通断,控制阀可以通过开闭控制冷却介质回路的通断以及支路流向,连通阀可以是双向两通阀,控制阀可以是三通阀或者其他多通阀,且两者均可以是电磁阀,电磁阀的具体结构及工作原理均为现有技术,此处不再赘述。此外,液体换热器的工作方式是利用液体回路与液体回路之间的热传导或热对流实现热交换过程,空气换热器的工作方式是利用外部空气与冷却介质回路进行热交换,两者的具体结构及工作原理均为现有技术,此处也不再赘述。
下面将对上述实施方式中,不同工作模式下,不同冷却介质回路的循环路径进行详细说明。
一、储能系统200单独进行加热。
请参照图3,此时第一冷却介质回路101运行在热泵模式,第一压缩机151运行,第一压缩机151排出的高温高压制冷剂气体经过第一换向阀152后进入第一储能换热器111,在流经第一储能换热器111时对储能系统200进行加热,同时制冷剂冷凝为液态,此时第一储能换热器111是起到冷凝器的作用。其后,制冷剂流经第一节流阀161,此时第一连通阀171导通,而第二连通阀172断开,从第一节流阀161流出的制冷剂进入第一空气换热器141,在第一空气换热器141中吸收外界空气的热量后蒸发为气态,随后经第一换向阀152和储液罐156回到第一压缩机151,完成循环。
二、储能系统200利用充电系统300的工作热量进行加热,同时充电系统300不进行单独冷却。
请参照图4,此时储能系统200利用充电系统300的余热进行加热。第一冷却介质回路101运行在热泵模式,第一压缩机151运行,第一压缩机151排出的高温高压制冷剂气体经过第一换向阀152后进入第一储能换热器111,在流经第一储能换热器111时对储能系统200进行加热,同时,制冷剂冷凝为液态,此时,第一储能换热器111是起到冷凝器的作用。从第一储能换热器111流出的制冷剂流经第一节流阀161,此时,第一连通阀171断开,而第二连通阀172导通,制冷剂流经第一中间连通管路121进入第一液体换热器131,在第一液体换热器131中与第二冷却介质回路102中的冷却介质进行热交换,吸收充电系统300传递的热量,同时第一连通阀171为导通状态,蒸发为气态后的制冷剂流入第一空气换热器141,并由第一空气换热器141经第一换向阀152和储液罐156回到第一压缩机151,完成循环。
第二冷却介质回路102的循环中,第一液泵191运行,冷却介质进入充电件换热器110由充电系统300的工作热量进行加热,第二控制阀182的第一接口与第二接口连通,冷却介质其后经第二控制阀182直接流入第一液体换热器131,将热量传递给第一冷却介质回路101中的制冷剂,最后回到第一液泵191。
三、储能系统200利用充电系统300的工作热量进行加热,同时充电系统300进行单独冷却。
请参照图5,此时储能系统200利用充电系统300的余热进行加热。第一冷却介质回路101中的制冷剂循环路径与前述第二模式相同,此处不再赘述。
第二冷却介质回路102的循环中,第一液泵191运行,冷却介质进入充电件换热器110由充电系统300的工作热量进行加热,第二控制阀182的第一接口同时与第二接口和第三接口连通,此时冷却介质在流入第一液体换热器131的同时还会进入第四空气换热器144,进入第一液体换热器131中的冷却介质将热量传递给第一冷却介质回路101中的制冷剂,其后回到第一液泵191,而进入第四空气换热器144的冷却介质将热量散发给外部空气,第三控制阀183的第一接口和第二接口连通,其后从第四空气换热器144流出的冷却介质经第三控制阀183回到第一液泵191。该模式在充电系统300发热功率较大,超出储能系统200所需的加热功率时,可以将部分热量散发给外界环境。
四、储能系统200单独进行冷却。
请参照图6,此时第一冷却介质回路101运行在压缩机制冷模式,第一压缩机151运行,压缩机排出的高温高压制冷剂气体通过第一换向阀152进入第一空气换热器141,此时第一空气换热器141起到冷凝器的作用,其后制冷剂经第一连通阀171后,流经第一节流阀161冷凝为低温低压的制冷剂液体,制冷剂液体进入第一储能换热器111吸收储能系统200的热量,此外第一储能换热器111起到的是蒸发器的作用,在第一储能换热器111中蒸发为气体的制冷剂再经第一换向阀152和储液罐156回到第一压缩机151,完成循环。
五、充电系统300单独进行冷却。
请参照图7,第二冷却介质回路102的循环中,第一液泵191运行,冷却介质由第一液泵191进入充电件换热器110,吸收充电系统300产生的热量,然后经过第二控制阀182的第一接口和第三接口进入第四空气换热器144,进行散热冷却,此时如果系统中的温度检测单元(图中未示出)检测到的冷却介质的温度没有高于预设值,则第三控制阀183的第一接口和第二接口连通,冷却介质可以经第四中间连通管路124进入第三控制阀183后,直接回流至第一液泵191完成循环;如果系统中的温度检测单元检测到的冷却介质的温度高于预设值,则第三控制阀183的第一接口和第三接口连通,冷却介质可以经第四中间连通管路124进入第三控制阀183后,流入第一液体换热器131,被第一冷却介质回路101中的制冷剂进一步降温冷却,其后在回到第一液泵191完成循环。
如果第二冷却介质回路102流经第一液体换热器131,则此时第一冷却介质回路101运行在压缩机制冷模式,第一压缩机151运行,压缩机排出的高温高压制冷剂气体通过第一换向阀152进入第一空气换热器141,此时第一空气换热器141起到冷凝器的作用,第一连通阀171和第四连通阀174均断开,其后制冷剂经第二节流阀162冷凝为低温低压的制冷剂液体,制冷剂液体进入第一液体换热器131吸收第二冷却介质回路102中冷却介质的热量,此时第一液体换热器131起到蒸发器的作用,第二连通阀172断开,第三连通阀173导通,在第一液体换热器131中蒸发为气体的制冷剂再依次经第三连通阀173、第一换向阀152和储液罐156回到第一压缩机151,完成循环。
六、储能系统200和充电系统300同时进行冷却。
请参照图8,此时只需使得换热组件100同时进入上述的工作模式五和工作模式六即可,此处不再赘述。
请参照图9,在第二种可能的实施方式中,与前述实施方式的区别在于,换热组件100所形成的热管理系统中,除了第一冷却介质回路101和第二冷却介质回路102,还可以包括第三冷却介质回路,而液体换热器除了第一液体换热器131,其还可以包括第二液体换热器132,第一冷却介质回路101、第二冷却介质回路102以及第三冷却介质回路均可以形成相对独立的冷却介质循环,第二冷却介质回路102与第三冷却介质回路可以通过第一液体换热器131进行热交换,而第一冷却介质回路101和第三冷却介质回路可以通过第二液体换热器132进行热交换。
其中,第二液体换热器132的第一液体换热通道连接于第一冷却介质回路101,第二液体换热器132的第二液体换热通道可通断的连接于第三冷却介质回路,第一液体换热器131的第二液体换热通道可通断的连接于第三冷却介质回路,第二液体换热器132的第二液体换热通道与第一液体换热器131的第二液体换热通道均为连通状态时,第三冷却介质回路为第一冷却介质回路101和第二冷却介质回路102之间进行换热。
可以理解的是,通过设置第三冷却介质回路,可以由独立于第一冷却介质回路101和第二冷却介质回路102之外的冷却介质回路作为中介,一方面,第三冷却介质回路可以在第一冷却介质回路101与外部环境之间建立热交换关系,以及在第二冷却介质回路102与外部环境之间建立热交换关系,即可以使储能系统200与外部环境进行换热,实现散热或者加热,也可以使充电系统300与外部环境进行换热,实现充电系统300的散热,另一方面,第三冷却介质回路可以在第一冷却介质回路101与第二冷却介质回路102之间建立热交换关系,使第一冷却介质回路101和第二冷却介质回路102之间可以进行间接热交换,实现利用充电系统300工作时产生的热量为储能系统200加热。
参见图9所示,第三冷却介质回路中可以包括第二热泵组件(未示出)、第二空气换热器142、第三节流阀163和第四节流阀164,第二热泵组件、第二空气换热器142和液体换热器依次连接,第三节流阀163连接于第一液体换热器131的第一端和第二空气换热器142之间,第一液体换热器131的第二端与热泵组件连接,第四节流阀164连接于第二液体换热器132第一端和第二空气换热器142之间,第二液体换热器132的第二端与热泵组件连接,第二热泵组件包括依次连接的第二压缩机153和第二换向阀154,第二压缩机153和第二换向阀154均连接在第三冷却介质回路中,且第二压缩机153用于驱动第三冷却介质回路中的冷却介质流动,第二换向阀154用于改变冷却介质在第三冷却介质回路中的流向。
需要说明的是,第三冷却介质回路中的冷却介质可以是制冷剂,第二压缩机153与第二换向阀154在第三冷却介质回路中的连接方式和作用,类似与第一压缩机151与第一换向阀152在前述第一种实施方式中的第一冷却介质回路101中的连接方式和作用,且两者之间也可以连接有储液罐156,此处不再赘述。
通过改变第三冷却介质回路中冷却介质的流向,可以分别实现第三冷却介质回路中第二液体换热器132的不同作用,第二液体换热器132既可以作为冷凝器进行加热,此时第二空气换热器142对应的起到蒸发器的作用,而第二液体换热器132又可以作为蒸发器吸收热量实现降温,此时第二空气换热对应的起到冷凝器的作用,从而可以实现对储能系统200的散热或加热。
为了实现换热组件100在不同工作模式下切换,换热组件100还包括有第二阀组件,第二阀组件被配置为分别控制第一液体换热器131和第二液体换热器132与第三冷却介质回路的连通状态,请继续参见图9所示,第二阀组件可以包括第五连通阀175和第六连通阀176,而第三冷却介质回路还包括第二中间连通管路122,第五连通阀175连接于第四节流阀164与第二空气换热器142之间,第一液体换热器131的第一端与第三节流阀163连接,第一液体换热器131的第二端通过第二中间连通管路122连接在第五连通阀175和第四节流阀164之间,第六连通阀176连接于第二中间连通管路122上。
可以理解的是,通过设置第二阀组件,可以改变第三冷却介质回路中冷却介质的循环路径,以使第三冷却介质回路还可以吸收第二冷却介质回路102的热量,并且利用这部分热量,在与第一冷却介质回路101进行热交换时,对第一冷却介质回路101进行加热,提高能量利用率。
此外,为了使第三冷却介质回路可以实现对第二冷却介质回路102的散热,第二阀组件还可以包括第七连通阀177和第八连通阀178,第七连通阀177连接在第一液体换热器131的第二端和第二热泵组件之间,第八连通阀178的两端分别并联于第三节流阀163的两端,从而形成两条可以选择通断并联支路。
通过设置第七连通阀177和第八连通阀178,可以改变第三冷却介质回路中冷却介质的流通路径,在充电系统300的工作温度较高时,以使其中的冷却介质流经第一液体换热器131,可以吸收第一制冷剂回路中的热量,实现对充电系统300的冷却降温。
第三冷却介质回路与第一冷却介质回路101进行热交换后,需要由第一冷却介质回路101实现对储能系统200的散热或加热,下面对第一冷却介质回路101的结构进行说明。
第一冷却介质回路101中可以包括有第二储能换热器112和第三空气换热器143,第二储能换热器112、第三空气换热器143以及第二液体换热器132的第一液体换热通道依次连接,第二储能换热器112配置为和储能系统200进行热交换,第一冷却介质回路101中还包括第一控制阀181,第一控制阀181连接在第三空气换热器143和第二液体换热器132之间,且第一控制阀181的第一接口和第二接口分别与第三空气换热器143和第二液体换热器132的第一端连接,第一控制阀181的第三接口连接在第二液体换热器132的第二端和第二储能换热器112之间。
可以理解的是,在储能系统200的工作温度较高需要散热时,第一冷却介质回路101可以具有空液热交换和液液热交换两种散热模式,利用第一控制阀181可以选择不用的冷却介质流通回路,从而在不同的温度状态下,选择不同的散热模式或者散热模式的组合,在保证足够散热效率的同时,降低能耗。
此外,在本实施方式是中,第一冷却介质回路101中的冷却介质可以是载冷剂,并且在第一冷却介质回路101中可以连接有第二液泵192,以驱动载冷剂流动,第二液泵192可以接入在第一冷却介质回路101中主循环回路的任意位置,例如,可以连接在第二液体换热器132与第二储能换热器112之间。
第三冷却介质回路与第二冷却介质回路102进行热交换,而第二冷却介质回路102又需要与充电系统300进行热交换,在本实施方式中,第二冷却介质回路102的具体结构以及工作方式可以与前述第一种实施方式中类似,此处不再赘述。
下面将对本实施方式中,不同工作模式下,不同冷却介质回路的具体循环路径进行详细说明。
一、储能系统200单独进行加热。
请参照图10,此时第三冷却介质回路运行在热泵模式,第二压缩机153排出的高温高压制冷剂气体经过第二换向阀154后进入第二液体换热器132,在第二液体换热器132中与第一冷却介质回路101中的冷却介质进行热交换,制冷剂放热冷凝成液态的同时加热第二冷却介质回路102中的冷却介质,然后经过第四节流阀164、第五连通阀175进入第二空气换热器142,在第二空气换热器142中吸收外界空气热量后蒸发成气态,随后经过第二换向阀154、储液罐156回到第二压缩机153,完成循环。
同时第一冷却介质回路101中,第二液泵192运行,冷却介质在第二液体换热器132中被加热后经过第二液泵192进入第二储能换热器112,在第二储能换热器112中分成多个支路后进入储能系统200的各个电池组内部的冷却液板中对电池进行加热,再在储能系统200内部汇流后流经第三空气换热器143,此时第三空气换热器143不工作,仅起到流通管路的作用,然后冷却介质经过第一控制阀181回到第二液体换热器132,完成循环。
二、储能系统200利用充电系统300的工作热量进行加热,同时充电系统300不进行单独冷却。
请参照图11,储能系统200利用充电系统300余热加热。此时第三冷却介质回路运行在热泵模式,第二压缩机153排出的高温高压制冷剂气体经过第二换向阀154换向后进入第二液体换热器132,在第二液体换热器132中与第一冷却介质回路101中的冷却介质进行热交换,制冷剂放热冷凝成液态的同时加热第一冷却介质回路101中的冷却介质,然后经过第四节流阀164进入第二中间连通管路122,第六连通阀176导通,其后进入第一液体换热器131,在第一液体换热器131中吸收第二冷却介质回路102中的高温冷却介质的热量,同时制冷剂蒸发成气态后依次经由第八连通阀178、第二空气换热器142、第二换向阀154及储液罐156再回到第二压缩机153,完成循环。
在第一冷却介质回路101中,第二液泵192工作,将第二液体换热器132中被加热的冷却介质输送到第二储能换热器112,对储能系统200中各个电池组中电池进行加热。
在第二冷却介质回路102中,第一液泵191工作,将被充电系统300加热后的冷却介质从第二控制阀182的第一接口和第二接口输送到第一液体换热器131,在第一液体换热器131中将热量传递给第三冷却介质回路的制冷剂。
三、储能系统200利用充电系统300的工作热量进行加热,同时充电系统300进行单独冷却。
请参照图12,此时第三冷却介质回路运行在热泵模式,第三冷却介质回路中的制冷剂循环路径,以及第一冷却介质回路101中的冷却介质循环路径均与前述第二模式相同,此处不再赘述。
在第二冷却介质回路102中,第一液泵191工作,将被充电系统300加热后的冷却液,一部分从第二控制阀182的第一接口和第二接口输送到第一液体换热器131,用于给第三冷却介质回路的制冷剂提供热量;另一部分从第二控制阀182的第一接口和第三接口输送到第四空气换热器144,在第四空气换热器144中将热量散发给外界空气,然后经过第四中间连通管路124到达第三控制阀183,从第三控制阀183的第一接口和第二接口回到第一液泵191。该模式在充电系统300发热功率较大,超出储能系统200所需的加热功率时,可以将部分热量散发给外界环境。
四、储能系统200单独进行冷却。
请参照图13,第一冷却介质回路101中,第二液泵192运行,冷却介质由第二液泵192进入第二储能换热器112,对储能系统200中各个电池组内部的电池进行冷却,然后再进入第三空气换热器143将热量散给外部环境,此时如果系统中的温度检测单元检测到的冷却介质温度不高于预设值,则使第一控制阀181的第一接口和第三接口连通,冷却介质经由第三中间连通管路123直接回到第二液泵192,完成冷却循环;如果系统中的温度检测单元检测到的冷却液温度高于预设值,则使第一控制阀181的第一接口和第二接口连通,冷却介质经过第一控制阀181进入第二液体换热器132中被第三冷却介质回路中的制冷剂进一步冷却后再回到第二液泵192,完成冷却循环。
同时第二冷却介质循环中的第二压缩机153开启,第二压缩机153出来的高温高压制冷剂气体,经过第二换向阀154的调节,首先经过第二空气换热器142,在第二空气换热器142中与外界空气热交换并冷凝成液态,然后经过第五连通阀175、第四节流阀164后进入第二液体换热器132,在第二液体换热器132中吸收第一冷却介质回路101中的高温冷却介质的热量,在给第一冷却介质回路101中的冷却介质降温的同时蒸发成气体,最后经过第二换向阀154、储液罐156回到第二压缩机153,完成循环。
五、充电系统300单独进行冷却。
请参照图14,第二冷却介质回路102中,第一液泵191运行,冷却介质由第一液泵191进入充电系统300中吸收其工作时产生的热量,然后经过第二控制阀182的第一接口和第三接口进入第四空气换热器144散热冷却,此时如果系统中的温度检测单元检测到的冷却介质温度不高于预设值,则使第三控制阀183的第一接口和第二接口连通,冷却介质冷却液经过第四中间连通管路124后,从第三控制阀183直接回到第一液泵191完成冷却循环;如果系统中的温度检测单元检测到的冷却介质温度高于预设值,则使第三控制阀183的第一接口和第三接口连通,冷却介质经过第三控制阀183进入第一液态换热器中被第三冷却介质回路中的制冷剂进一步冷却后,回流至第一液泵191完成冷却循环。
如果系统中的温度检测单元检测到的冷却介质温度高于预设值,同时启动第三冷却介质回路中的第二压缩机153,第二压缩机153出来的高温高压制冷剂气体,经过第二换向阀154的调节,首先经过第二空气换热器142,在第二空气换热器142内部与外界空气热交换并冷凝成液态,然后经过第三节流阀163后进入第一液体换热器131,在第一液体换热器131中吸收第二冷却介质回路102中的高温冷却介质的热量,在给冷却介质降温的同时蒸发成气体,最后经过第二换向阀154、储液罐156回到第二压缩机153,完成循环。
六、储能系统200和充电系统300同时进行冷却。
请参照图15,此时只需使得换热组件100同时进入上述的工作模式五和工作模式六即可,此处不再赘述。
请参照图16所示,在第三种可能的实施方式中,与前述两者实施方式的区别在于,第一冷却介质回路101和第二冷却介质回路102之间的换热过程,不需要通过其他冷却介质回路或液体换热器间接进行,而是第一冷却介质回路101和第二冷却介质回路102可以选择性的直接连通,从而以相对直接换热的方式实现将充电系统300的工作热量用于对储能系统200进行加热。
其中,换热组件100还可以包括第三阀组件,第三阀组件设置于冷却介质回路中,第三阀组件被配置为控制第一冷却介质回路101和第二冷却介质回路102相互断开或相互连通,第一冷却介质回路101和第二冷却介质回路102相互连通时,第二冷却介质回路102中的冷却介质直接流经第一冷却介质回路101,以和储能系统200进行换热。
可以理解的是,通过设置第三阀组件,可以使得第一冷却介质回路101和第二冷却介质回路102相对独立,或者使两者形成一个整体的冷却介质循环回路,在热管理过程中,根据环境温度或发热状态,可以实现储能系统200和充电系统300独立的温度控制,或者在两者之间形成热交换,从而降低能耗,提高能量利用率。
由于在不同温度的工作环境下,除了在第一冷却介质回路101和第二冷却介质之间的热量交互之外,还需要使第一冷却介质回路101和第二冷却介质回路102可以与外部环境进行热量交互,从而除了可以利用充电系统300的工作热量给储能系统200加热外,还可以实现储能系统200的独立加热或散热,以及充电系统300的独立散热。
因此,为了实现不同工作模式的需求,换热组件100中的冷却介质回路还可以包括第四冷却介质回路,并且在换热组件100中可以设置有第三液体换热器133和第四液体换热器134,第三液体换热器133的第一液体换热通道连接于第一冷却介质回路101中,第四液体换热器134的第一液体换热通道连接于第二冷却介质回路102中,第三液体换热器133的第二液体换热通道和第四液体换热器134的第二液体换热通道并联连接在第四冷却介质回路中,第三液体换热器133用于使第四冷却介质回路与第一冷却介质回路101进行热交换,第四液体换热器134用于使第四冷却介质回路与第二冷却介质回路102进行热交换。
可以理解的是,通过设置第四冷却介质回路,可以实现对第一制冷剂回路和第二制冷剂回路独立的热管理和温度控制,从而适应不同环境温度下,不同工作模式的需要,以保证储能系统200和充电系统300可以位置合适的工作温度。
下面首先对本实施方式中的第一冷却介质回路101的结构进行说明。
请继续参照图16,第一冷却介质回路101中可以包括第三储能换热器113和第五空气换热器145,第三储能换热器113配置为和储能系统200进行热交换,第三储能换热器113、第五空气换热器145以及第三液体换热器133的第一液体换热通道依次连接,第三阀组件包括第四控制阀184,第四控制阀184连接于第五空气换热器145和第三液体换热器133的第一液体换热通道之间,且第四控制阀184的第一接口与第五空气换热器145连接,第四控制阀184的第二接口和第三接口分别连接于第三液体换热器133中第一液体换热通道的相对两端。
基于利用第四控制阀184在第五空气换热器145与第三储能换热器113之间形成的两条支路,第一冷却介质回路101可以具有空液热交换和液液热交换两种散热模式,利用第四控制阀184可以选择不用的冷却介质流通回路,从而在不同的温度状态下,选择不同的散热模式或者散热模式的组合,在保证足够散热效率的同时,降低能耗。
而为了实现第一冷却介质回路101可以独立对储能系统200进行加热的功能,换热组件100还可以包括有电加热单元114,电加热单元114设置于第一冷却介质回路101中,用于对第一冷却介质回路101中的冷却介质加热,从而将电能转化为热能,如此在充电系统300工作时提供的热量不足以维持储能系统200的工作温度时,还可以通过电加热的方式提高冷却介质的温度,以将储能系统200的工作温度维持在适宜范围内。
需要说明的是,电加热单元114可以连接在第一冷却介质回路101中的任意位置,只需可以对循环的冷却介质加热即可,例如,电加热单元114可以连接于第五空气换热器145和第三储能换热器113之间,并且在第一冷却介质回路101与第二冷却介质回路102连通,第二冷却介质回路102的冷却介质可以从电加热单元114的入口侧进入,如此可以判断经充电系统300加热的冷却介质的温度是否足以起到对储能系统200的加热作用,其后再流入电加热单元114,而从电加热单元114流出的冷却介质可以流经第三储能换热器113与储能系统200进行热交换。示例性的,电加热单元114可以是水陶瓷加热器。在电加热单元114不工作时,其仅起到流通管路的作用。
下面对本实施方式中第一冷却介质回路101与第二冷却介质回路102的连通方式,以及第二冷却介质回路102的结构进行说明。
请继续参照图16,第三阀组件还可以包括第五控制阀185和第六控制阀186,第五控制阀185的第一接口和第二接口连接于第二冷却介质回路102中,第五控制阀185的第三接口与第一冷却介质回路101连通,第六控制阀186的第一接口和第二接口连接于第一冷却介质回路101中,第六控制阀186的第三接口与第二冷却介质回路102连通。
通过设置第五控制阀185和第六控制阀186,可以实现第一冷却介质回路101和第二冷却介质回路102在连通和断开状态之间进行准确高效切换,以实现不同环境温度下的不同工作模式。
此外,第二冷却介质回路102中还可以包括第六空气换热器146,第三阀组件还包括第七控制阀187,第七控制阀187的第一接口和第六控制阀186的第一接口分别连接于第六空气换热器146相对两端,第七控制阀187的第三接口和第六控制阀186的第三接口分别连接于第四液体换热器134的第一液体换热通道的两端,第七控制阀187的第二接口和第六控制阀186的第二接口分别连接于充电件换热器110的相对两端。
可以理解的是,在充电系统300的工作温度较高需要散热时,第二冷却介质回路102可以具有空液热交换和液液热交换两种散热模式,利用第六控制阀186和第七控制阀187可以选择不用的冷却介质流通回路,从而在不同的温度状态下,选择不同的散热模式或者散热模式的组合,在保证足够散热效率的同时,降低能耗。
需要说明的是,在第一冷却介质回路101中可以设置第三液泵193,用于驱动第一冷却介质回路101中的冷却介质流动,而在第二冷却介质回路102中可以设置第四液泵194,用于驱动第二冷却介质回路102中的冷却介质流动,并且在第一冷却介质回路101和第二冷却介质回路102连通形成一个整体循环时,可以利用第四液泵194作为动力源进行驱动。
下面对本实施方式中第四冷却介质回路的具体结构进行说明。
请继续参照图16,第四冷却介质回路中可以包括第三压缩机155、第七空气换热器147、第五节流阀165和第六节流阀166,第三压缩机155的出口与第七空气换热器147的入口依次连接,第三液体换热器133和第四液体换热器134并联连接于第三压缩机155的入口和第七空气换热器147的出口之间,第五节流阀165连接于第三液体换热器133与第七空气换热器147的出口之间,第六节流阀166连接于第四液体换热器134与第七空气换热器147的出口之间。
可以理解的,第七空气换热器147可以作为冷凝器,使第三液体换热器133和第四液体换热器134在第四冷却介质回路中形成并联的支路,第三液体换热器133和第四液体换热器134均可以起到蒸发器的作用,从而可以对两者对应的第一冷却介质回路101和第二冷却介质回路102分别进行热管理。
下面将对本实施方式中,不同工作模式下,不同冷却介质回路的具体循环路径进行详细说明。
一、储能系统200单独进行加热。
请参照图17,在第一冷却介质回路101中,第三液泵193运行,冷却介质经第三液泵193进入电加热单元114,在电加热单元114中被加热后再进入第三储能换热器113,在第三储能换热器113中对储能系统200中的各个电池组内部的电池进行加热,此时第五控制阀185的第一接口和第二接口连通,第四控制阀184的第一接口和第三接口连通,冷却液依次经过第五控制阀185、第五空气换热器145、第四控制阀184后回到第三液泵193。此时第五空气换热器145不工作,防止将冷却介质的热量散发给环境。
二、储能系统200利用充电系统300的工作热量进行加热,同时充电系统300不进行单独冷却。
请参照图18,此时第二冷却介质回路102和第一冷却介质回路101连通,第四液泵194运行,冷却介质经第四液泵194进入充电件换热器110,吸收充电系统300的热量后温度上升,然后经由第六控制阀186的第一接口和第三接口进入电加热单元114,电加热单元114内设置冷却介质温度采集装置,如果进入电加热单元114的冷却介质未达到设定温度阈值则启动电加热单元114进行补充加热,如果达到设定温度阈值则电加热单元114不工作。冷却介质从电加热单元114流出后进入第三储能换热器113,在第三储能换热器113内对储能系统200的各个电池组的电池进行加热,最后冷却介质在经过第五控制阀185的第一接口和第三接口后回流到第四液泵194,完成循环。
三、储能系统200利用充电系统300的工作热量进行加热,同时充电系统300进行单独冷却。
请参照图19,此时第二冷却介质回路102和第一冷却介质回路101连通,第四液泵194运行,冷却介质经第四液泵194进入充电件换热器110,吸收充电系统300的热量后温度上升。第六控制阀186的第一接口、第二接口和第三接口均打开,一部分冷却介质经第六控制阀186第一接口和第三接口流出,经电加热单元114后进入第三储能换热器113,在第三储能换热器113内对储能系统200的各个电池组的电池进行加热,然后经过第五控制阀185第三接口流出,回流至第四液泵194;另一部分冷却介质经第六控制阀186第一接口和第二接口流出,经第六空气换热器146冷却后经过第七控制阀187第一接口和第二接口流出,与第五控制阀185的第三接口流出的冷却介质汇流后回到第四液泵194。
四、储能系统200单独进行冷却。
请参照图20,在第一冷却介质回路101中,第三液泵193启动,冷却介质从第三液泵193进入电加热单元114,此时电加热单元114不工作,其后再进入第三储能换热器113中吸收储能系统200中电池组的电池的工作热量,然后高温冷却介质从第三储能换热器113中流出经过第五控制阀185第一接口和第二接口进入第五空气换热器145,在第五空气换热器145中与外界空气进行热交换散热。系统中安装有冷却介质温度检测单元,该温度检测单元可放在第五空气换热器145的出口、第三储能换热器113的入口等位置,如果检测到经过第五空气换热器145散热后的冷却介质温度不高于预设温度阈值,则使第四控制阀184的第一接口和第三接口连通,冷却介质经由第四控制阀184直接回流至第三液泵193;如果检测到经过第五空气换热器145散热后的冷却介质的温度高于预设温度阈值,则使第四控制阀184第一接口和第二接口连通,冷却液经由第四控制阀184先进入第三液体换热器133,与第四冷却介质回路中的制冷剂进行换热后,二次降温再回到第三液泵193。
如果检测到经过第五空气换热器145散热后的冷却介质的温度高于预设温度阈值,在第四冷却介质回路中,同时启动第三压缩机155,由第三压缩机155流出的高温高压制冷剂气体进入第七空气换热器147中冷凝成高温高压制冷剂液体,再经过第五节流阀165节流后变成低温低压气液混合物进入第三液体换热器133,在第三液体换热器133中与第一冷却介质回路101中的冷却介质进行热交换,吸收冷却介质中的热量后回到第三压缩机155。
五、充电系统300单独进行冷却。
请参照图21,在第二冷却介质回路102中,第四液泵194启动,冷却介质从第四液泵194进入充电件换热器110,带走充电系统300工作产生的热量,再经过第六控制阀186的第一接口和第二进入第六空气换热器146,在第六空气换热器146中与外部空气进行热交换,将热量散发给周围环境。第二冷却介质回路102中同样可以安装有温度检测单元,安装位置可以选择第六空气换热器146出口、充电件换热器110的入口等处,此时如果检测到冷却介质温度小于等于设定值,则使第七控制阀187的第一接口和第三接口连通,冷却介质直接回到第四液泵194,完成冷却循环;如果冷却介质温度高于设定值,则使第七控制阀187的第一接口和第二接口连通,冷却介质进入第四液体换热器134,与第四冷却介质回路中的制冷剂进行换热后,二次降温再回到第四液泵194。
如果冷却介质温度高于设定值,在第四冷却介质回路中,同时启动第三压缩机155,由第三压缩机155流出的高温高压制冷剂气体进入第七空气换热器147中冷凝成高温高压制冷剂液体,再经过第六节流阀166节流后变成低温低压气液混合物进入第四液体换热器134,在第四液体换热器134中与第二冷却介质回路102中的冷却介质进行热交换,吸收冷却介质中的热量后回到第三压缩机155。
六、储能系统200和充电系统300同时进行冷却。
请参照图22,此时只需使得换热组件100同时进入上述的工作模式五和工作模式六即可,此处不再赘述。
需要说明的是,本申请实施例的不同具体实施方式中,换热组件100的冷却介质回路中的部件连接位置仅代表一种示例性的布置方案,在本申请技术方案思路下降冷却介质回路中的部件位置和连接顺序进行调整,而不改变其所实现的功能和达到的效果,均应被视为与本申请实施例中的技术方案等同。
本申请实施例提供的储能充电站,通过将储能系统和充电系统的热量集中进行管理,可以实现利用换热组件,在储能系统和充电系统之间进行热交换,冷却介质回路中的冷却介质分别流经充电系统和储能系统,充电系统和储能系统均与冷却介质回路之间具有热交换,将充电系统工作时产生的热量通过冷却介质回路输送给储能系统利用,从而减少储能加热维持温度所需要的能耗,提高能量利用效率。
在本申请实施例的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
本申请实施例的说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请实施例的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请实施例进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (23)
1.一种储能充电站,其特征在于,包括换热组件、用于储存电能的储能系统以及用于为用电器件充电的充电系统,所述储能系统和所述充电系统之间电连接;
所述换热组件包括冷却介质回路,所述冷却介质回路中的冷却介质分别流经所述充电系统和所述储能系统,所述充电系统和所述储能系统均与所述冷却介质回路之间具有热交换,以将所述充电系统工作时产生的热量通过所述冷却介质回路传递给所述储能系统。
2.根据权利要求1所述的储能充电站,其特征在于,所述换热组件包括至少两个冷却介质回路,所述至少两个冷却介质回路包括第一冷却介质回路和第二冷却介质回路,所述第一冷却介质回路被配置为和所述储能系统进行热交换,所述第二冷却介质回路被配置为对所述充电系统进行冷却;
所述第一冷却介质回路和所述第二冷却介质回路之间可连通或可具有热交换,以使所述第二冷却介质回路中的冷却介质对所述储能系统进行换热。
3.根据权利要求2所述的储能充电站,其特征在于,所述换热组件还包括充电件换热器,所述充电件换热器连通于所述第二冷却介质回路中,并被配置为与所述充电系统进行热交换。
4.根据权利要求3所述的储能充电站,其特征在于,所述换热组件还包括至少一个液体换热器,所述液体换热器用于不同所述冷却介质回路之间进行热交换,所述液体换热器具有第一液体换热通道和第二液体换热通道,且同一所述液体换热器的所述第一液体换热通道和所述第二液体换热通道之间具有热交换。
5.根据权利要求4所述的储能充电站,其特征在于,所述至少一个液体换热器包括第一液体换热器,所述第二冷却介质回路连接于所述第一液体换热器中的第一液体换热通道,所述第一液体换热器的第二液体换热通道与所述第一冷却介质回路连通或者和所述第一冷却介质回路具有热交换。
6.根据权利要求5所述的储能充电站,其特征在于,所述换热组件还包括第一储能换热器,所述第一储能换热器连通于所述第一冷却介质回路中,并被配置为通过所述冷却介质的相变与所述储能系统换热。
7.根据权利要求6所述的储能充电站,其特征在于,所述第一冷却介质回路中还包括第一热泵组件、第一空气换热器和第一节流阀;
所述第一液体换热器的第一端连接于所述第一空气换热器,所述第一液体换热器的第二端连接于所述第一热泵组件和所述第一储能换热器之间;
所述换热组件还包括第一阀组件,所述第一阀组件被配置为控制所述第一液体换热器在所述第一冷却介质回路中的连通状态;
所述第一热泵组件包括第一压缩机和第一换向阀,所述第一压缩机和所述第一换向阀均连接在所述第一冷却介质回路中,且所述第一压缩机用于驱动所述第一冷却介质回路中的冷却介质流动,所述第一换向阀用于改变冷却介质在所述第一冷却介质回路中的流向。
8.根据权利要求7所述的储能充电站,其特征在于,所述第一阀组件包括第一连通阀和第二连通阀,所述第一冷却介质回路还包括第一中间连通管路,所述第一连通阀连接于所述第一空气换热器与所述第一节流阀之间,所述第一液体换热器的第一端连接于所述第一连通阀和所述第一空气换热器之间,所述第一液体换热器的第二端通过所述第一中间连通管路连接于所述第一连通阀和所述第一节流阀之间,所述第二连通阀连接于所述第一中间连通管路上。
9.根据权利要求8所述的储能充电站,其特征在于,所述第一阀组件还包括第三连通阀和第四连通阀,所述第一液体换热器的第二端通过所述第三连通阀连接于所述第一热泵组件和所述第一储能换热器之间;所述第一冷却介质回路中还包括第二节流阀,所述第四连通阀与所述第二节流阀并联连接于所述第一空气换热器和所述第一液体换热器的第一端之间。
10.根据权利要求5所述的储能充电站,其特征在于,所述至少两个冷却介质回路还包括第三冷却介质回路;
所述液体换热器还包括第二液体换热器,所述第二液体换热器的第一液体换热通道连接于所述第一冷却介质回路,所述第二液体换热器的第二液体换热通道可通断的连接于所述第三冷却介质回路,所述第一液体换热器的第二液体换热通道可通断的连接于所述第三冷却介质回路;
所述第二液体换热器的第二液体换热通道与所述第一液体换热器的第二液体换热通道均为连通状态时,所述第三冷却介质回路为所述第一冷却介质回路和所述第二冷却介质回路之间进行换热。
11.根据权利要求10所述的储能充电站,其特征在于,所述第三冷却介质回路中包括第二热泵组件、第二空气换热器、第三节流阀和第四节流阀;
其中,所述第三节流阀连接于第一液体换热器的第一端和所述第二空气换热器之间,所述第一液体换热器的第二端与所述热泵组件连接,所述第四节流阀连接于所述第二液体换热器第一端和所述第二空气换热器之间,所述第二液体换热器的第二端与所述第二热泵组件连接;
所述第二热泵组件包括第二压缩机和第二换向阀,所述第二压缩机和所述第二换向阀均连接在所述第三冷却介质回路中,且所述第二压缩机用于驱动所述第三冷却介质回路中的冷却介质流动,所述第二换向阀用于改变冷却介质在所述第三冷却介质回路中的流向。
12.根据权利要求11所述的储能充电站,其特征在于,所述换热组件还包括第二阀组件,所述第二阀组件配置成分别控制所述第一液体换热器和所述第二液体换热器与所述第三冷却介质回路的连通状态;
所述第二阀组件包括第五连通阀和第六连通阀;所述第三冷却介质回路还包括第二中间连通管路,所述第五连通阀连接于所述第四节流阀与所述第二空气换热器之间,所述第一液体换热器的第一端与所述第三节流阀连接,所述第一液体换热器的第二端通过所述第二中间连通管路连接在所述第五连通阀和所述第四节流阀之间,所述第六连通阀连接于所述第二中间连通管路上。
13.根据权利要求12所述的储能充电站,其特征在于,所述第二阀组件还包括第七连通阀和第八连通阀,所述第七连通阀连接在所述第一液体换热器的第二端和所述第二热泵组件之间,所述第八连通阀的两端分别并联于所述第三节流阀的两端。
14.根据权利要求10-13任一项所述的储能充电站,其特征在于,所述第一冷却介质回路中包括第二储能换热器和第三空气换热器,所述第二储能换热器、所述第三空气换热器以及所述第二液体换热器的第一液体换热通道依次连接,所述第二储能换热器配置为和所述储能系统进行热交换;
所述第一冷却介质回路中还包括第一控制阀,所述第一控制阀连接在所述第三空气换热器和所述第二液体换热器之间,且所述第一控制阀的第一接口和第二接口分别与所述第三空气换热器和所述第二液体换热器的第一端连接,所述第一控制阀的第三接口连接在所述第二液体换热器的第二端和所述第二储能换热器之间。
15.根据权利要求4-13任一项所述的储能充电站,其特征在于,所述第二冷却介质回路中还包括第四空气换热器和第二控制阀,所述第二控制阀连接于所述充电件换热器和所述第一液体换热器之间,且所述第二控制阀的第一接口和第二接口分别与所述充电件换热器和所述第一液体换热器的一端连接;
所述第四空气换热器的第一端与所述第二控制阀的第三接口连接,所述第四空气换热器的第二端与所述第一液体换热器的另一端相连。
16.根据权利要求15所述的储能充电站,其特征在于,所述第二冷却介质回路中还包括第三控制阀,所述第三控制阀的第一接口和第二接口分别与所述第四空气换热器以及所述充电件换热器连接,所述第三控制阀的第三接口连接在所述第二控制阀和所述第一液体换热器之间。
17.根据权利要求4所述的储能充电站,其特征在于,所述换热组件还包括第三阀组件,所述第三阀组件设置于所述冷却介质回路中,所述第三阀组件配置成控制所述第一冷却介质回路和所述第二冷却介质回路相互断开或相互连通;
所述第一冷却介质回路和所述第二冷却介质回路相互连通时,所述第二冷却介质回路中的冷却介质流经所述第一冷却介质回路,以和所述储能系统进行换热。
18.根据权利要求17所述的储能充电站,其特征在于,所述至少两个冷却介质回路还包括第四冷却介质回路,所述至少一个液体换热器包括第三液体换热器和第四液体换热器,所述三液体换热器的第一液体换热通道连接于所述第一冷却介质回路中,所述第四液体换热器的第一液体换热通道连接于所述第二冷却介质回路中,所述第三液体换热器的第二液体换热通道和所述第四液体换热器的第二液体换热通道并联连接在所述第四冷却介质回路中;
所述第三液体换热器用于使所述第四冷却介质回路与所述第一冷却介质回路进行热交换,所述第四液体换热器用于使所述第四冷却介质回路与所述第二冷却介质回路进行热交换。
19.根据权利要求18所述的储能充电站,其特征在于,所述第一冷却介质回路中包括第三储能换热器和第五空气换热器,所述第三储能换热器配置为和所述储能系统进行热交换,所述第三储能换热器、所述第五空气换热器以及所述第三液体换热器的第一液体换热通道依次连接;
所述第三阀组件包括第四控制阀,所述第四控制阀连接于所述第五空气换热器和所述第三液体换热器的第一液体换热通道之间,且所述第四控制阀的第一接口与所述第五空气换热器连接,所述第四控制阀的第二接口和第三接口分别连接于所述第三液体换热器中第一液体换热通道的相对两端。
20.根据权利要求19所述的储能充电站,其特征在于,所述换热组件还包括电加热单元,所述电加热单元设置于所述第一冷却介质回路中,所述电加热单元用于对所述第一冷却介质回路中的冷却介质加热,所述电加热单元连接于所述第五空气换热器和所述第三储能换热器之间。
21.根据权利要求20所述的储能充电站,其特征在于,
所述第三阀组件还包括第五控制阀和第六控制阀,所述第五控制阀的第一接口和第二接口连接于所述第二冷却介质回路中,所述第五控制阀的第三接口与所述第一冷却介质回路连通;
所述第六控制阀的第一接口和第二接口连接于所述第一冷却介质回路中,所述第六控制阀的第三接口与所述第二冷却介质回路连通。
22.根据权利要求21所述的储能充电站,其特征在于,所述第二冷却介质回路中还包括第六空气换热器;
所述第三阀组件还包括第七控制阀,所述第七控制阀的第一接口和所述第六控制阀的第一接口分别连接于所述第六空气换热器相对两端,所述第七控制阀的第三接口和所述第六控制阀的第三接口分别连接于所述第四液体换热器的第一液体换热通道的两端,所述第七控制阀的第二接口和所述第六控制阀的第二接口分别连接于所述充电件换热器的相对两端。
23.根据权利要求18-22任一项所述的储能充电站,其特征在于,所述第四冷却介质回路中包括第三压缩机、第七空气换热器、第五节流阀和第六节流阀;
所述第三压缩机的出口与所述第七空气换热器的入口连接,所述第三液体换热器和所述第四液体换热器并联连接于所述第三压缩机的入口和所述第七空气换热器的出口之间,所述第五节流阀连接于所述第三液体换热器与所述第七空气换热器的出口之间,所述第六节流阀连接于所述第四液体换热器与所述第七空气换热器的出口之间。
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