CN115832532B - 液冷储能系统的控制方法、装置及系统 - Google Patents

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CN115832532B CN202310108770.7A CN202310108770A CN115832532B CN 115832532 B CN115832532 B CN 115832532B CN 202310108770 A CN202310108770 A CN 202310108770A CN 115832532 B CN115832532 B CN 115832532B
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Abstract

本申请提供一种液冷储能系统的控制方法、装置及系统,根据电池簇目标工作温度、每个电池簇分别对应的当前电芯温度和当前充放电功率、液冷蓄水池的当前冷却液温度,确定多个当前数据项;根据每个电池簇对应的当前充放电功率,确定多个当前数据项分别对应的当前控制系数;以多个当前控制系数为权重,对多个当前数据项进行加权求和,得到当前期望值;最后基于当前期望值生成当前控制信号,以对循环泵和制冷器/制热器进行控制。本申请实现液冷储能系统的PID自动控制过程,能够针对不同的电芯充放电功率进行不同的系数控制,提高控制效率的同时,还缓解了不同电池簇之间的发热量不均匀的问题,而且可以有效减少液冷储能系统的电能消耗。

Description

液冷储能系统的控制方法、装置及系统
技术领域
本申请涉及储能技术领域,尤其是涉及一种液冷储能系统的控制方法、装置及系统。
背景技术
在储能散热系统中,现已从一开始的风冷散热系统升级为液冷散热系统,但是目前市面上的液冷散热系统采用的基本都是人工介入的开环控制方式,智能化程度不高,而且如果电池簇之间的发热量不一致的话,很难做到所有电芯都达到最佳的工作温度,不同的簇之间可能还会存在散热量不均匀,整体还存在温度控制的延时问题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种液冷储能系统的控制方法、装置及系统,实现液冷储能系统的PID自动控制过程,能够针对不同的电芯充放电功率进行不同的系数控制,提高控制效率的同时,还缓解了不同电池簇之间的发热量不均匀的问题,而且可以有效减少液冷储能系统的电能消耗。
第一方面,本申请实施例提供一种液冷储能系统的控制方法,方法应用于液冷储能系统的控制器,液冷储能系统还包括:由冷却液管道闭环串联的制冷器/制热器、液冷蓄水池、多个循环泵和多个与循环泵一一对应的电池簇;控制器分别与制冷器/制热器、循环泵、电池簇中的温度传感器、液冷蓄水池处温度传感器以及BMS通信连接;方法包括:获取当前控制周期内的电池簇目标工作温度,并通过温度传感器获取每个电池簇对应的当前电芯温度、以及液冷蓄水池的当前冷却液温度,通过BMS获取每个电池簇对应的当前充放电功率;根据电池簇目标工作温度、每个电池簇分别对应的当前电芯温度和当前充放电功率、液冷蓄水池的当前冷却液温度,确定多个当前数据项;多个当前数据项包括:计算每个循环泵对应的期望转速所需要的多个第一数据项,和计算制冷器/制热器对应的期望功率所需要的多个第二数据项;根据每个电池簇对应的当前充放电功率,确定多个当前数据项分别对应的当前控制系数;当前控制系数包括:第一数据项对应的第一控制系数,以及第二数据项对应的第二控制系数;以多个当前控制系数为权重,对多个当前数据项进行加权求和,得到当前期望值;当前期望值包括:每个循环泵对应的期望转速以及制冷器/制热器对应的期望功率;基于当前期望值生成当前控制信号,以对循环泵和制冷器/制热器进行控制。
在本申请较佳的实施方式中,上述根据电池簇目标工作温度、每个电池簇分别对应的当前电芯温度和当前充放电功率、液冷蓄水池的当前冷却液温度,确定计算每个循环泵对应的期望转速所需要的多个第一数据项的步骤,包括:针对每个电池簇对应的循环泵,执行以下步骤:根据电池簇目标工作温度和电池簇对应的当前电芯温度,确定当前电芯温度差值;获取电池簇对应的多个历史电芯温度差值,求取多个历史电芯温度差值对应的历史电芯温度差值和;求取当前电芯温度差值和上一个历史温度差值之间的差值,作为第一目标差值;将当前电芯温度差值、电池簇对应的当前充放电功率、历史电芯温度差值和、第一目标差值,确定为多个第一数据项。
在本申请较佳的实施方式中,上述根据电池簇目标工作温度、每个电池簇分别对应的当前电芯温度和当前充放电功率、液冷蓄水池的当前冷却液温度,确定计算制冷器/制热器对应的期望功率所需要的多个第二数据项的步骤,包括:根据电池簇目标工作温度,确定液冷蓄水池的冷却液目标温度;根据冷却液目标温度、液冷蓄水池的当前冷却液温度,计算当前冷却液温度差值;根据每个电池簇对应的当前充放电功率,确定当前系统总充放电功率;获取液冷蓄水池对应的多个历史冷却液温度差值,求取多个历史冷却液温度差值对应的历史冷却液温度差值和;求取当前冷却液温度差值和上一个历史冷却液差值之间的差值,作为第二目标差值;将当前冷却液温度差值、当前系统总充放电功率、历史冷却液温度差值和、第二目标差值,确定为多个第二数据项。
在本申请较佳的实施方式中,上述根据电池簇目标工作温度,确定液冷蓄水池的冷却液目标温度的步骤,包括:将电池簇目标工作温度加上一个预设热传递温差值,得到液冷蓄水池的冷却液目标温度。
在本申请较佳的实施方式中,上述控制器中预先存储有第一功率区间与多个第一系数的对应关系;根据每个电池簇对应的当前充放电功率,确定多个第一数据项分别对应的第一控制系数的步骤,包括:针对每个电池簇,执行以下步骤:确定电池簇的当前充放电功率所属的第一目标功率区间;将第一目标功率区间对应的多个第一目标系数,确定为多个第一数据项分别对应的第一控制系数。
在本申请较佳的实施方式中,上述控制器中预先存储有第二功率区间与多个第二系数的对应关系;根据每个电池簇对应的当前充放电功率,确定多个第二数据项分别对应的第二控制系数的步骤,包括:根据每个电池簇对应的当前充放电功率,确定当前系统总充放电功率;确定当前系统总充放电功率所属的第二目标功率区间;将第二目标功率区间对应的多个第二目标系数,确定为多个第二数据项分别对应的第二控制系数。
在本申请较佳的实施方式中,上述当前充放电功率与当前控制系数成正比。
第二方面,本申请实施例还提供一种液冷储能系统的控制装置,装置应用于液冷储能系统的控制器,液冷储能系统还包括:由冷却液管道闭环串联的制冷器/制热器、液冷蓄水池、多个循环泵和多个与循环泵一一对应的电池簇;控制器分别与制冷器/制热器、循环泵、电池簇中的温度传感器、液冷蓄水池处温度传感器以及BMS通信连接;装置包括:信息获取模块,用于获取当前控制周期内的电池簇目标工作温度,并通过温度传感器获取每个电池簇对应的当前电芯温度、以及液冷蓄水池的当前冷却液温度,通过BMS获取每个电池簇对应的当前充放电功率;数据项确定模块,用于根据电池簇目标工作温度、每个电池簇分别对应的当前电芯温度和当前充放电功率、液冷蓄水池的当前冷却液温度,确定多个当前数据项;多个当前数据项包括:计算每个循环泵对应的期望转速所需要的多个第一数据项,和计算制冷器/制热器对应的期望功率所需要的多个第二数据项;控制系数确定模块,用于根据每个电池簇对应的当前充放电功率,确定多个当前数据项分别对应的当前控制系数;当前控制系数包括:第一数据项对应的第一控制系数,以及第二数据项对应的第二控制系数;计算模块,用于以多个当前控制系数为权重,对多个当前数据项进行加权求和,得到当前期望值;当前期望值包括:每个循环泵对应的期望转速以及制冷器/制热器对应的期望功率;控制模块,用于基于当前期望值生成当前控制信号,以对循环泵和制冷器/制热器进行控制。
第三方面,本申请实施例还提供一种液冷储能系统,液冷储能系统包括:控制器、由冷却液管道闭环串联的制冷器/制热器、液冷蓄水池、多个循环泵和多个与循环泵一一对应的电池簇;控制器分别与制冷器/制热器、循环泵、电池簇中的温度传感器、液冷蓄水池处温度传感器以及BMS通信连接;控制器用于执行如第一方面所述的方法。
第四方面,本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,计算机可执行指令在被处理器调用和执行时,计算机可执行指令促使处理器实现上述第一方面所述的方法。
本申请实施例提供的液冷储能系统的控制方法、装置及系统中,在每个当前控制周期内,获取电池簇目标工作温度,通过温度传感器获取每个电池簇对应的当前电芯温度、以及液冷蓄水池的当前冷却液温度,通过BMS获取每个电池簇对应的当前充放电功率;然后根据电池簇目标工作温度、每个电池簇分别对应的当前电芯温度和当前充放电功率、液冷蓄水池的当前冷却液温度,确定多个当前数据项;多个当前数据项包括:计算每个循环泵对应的期望转速所需要的多个第一数据项,和计算制冷器/制热器对应的期望功率所需要的多个第二数据项;根据每个电池簇对应的当前充放电功率,确定多个当前数据项分别对应的当前控制系数;当前控制系数包括:第一数据项对应的第一控制系数,以及第二数据项对应的第二控制系数;以多个当前控制系数为权重,对多个当前数据项进行加权求和,得到当前期望值;当前期望值包括:每个循环泵对应的期望转速以及制冷器/制热器对应的期望功率;最后基于当前期望值生成当前控制信号,以对循环泵和制冷器/制热器进行控制。
该控制方式是一种PID算法控制方式,将PID算法应用于液冷储能系统上,使得整个液冷储能系统完成一个闭环控制,相比于人工干预的开环控制来说,闭环控制可以根据储能系统的实时功率,然后分为不同的控制段来调节冷却液流速以及冷却液温度,可以实时跟随系统充放电功率,根据电池簇内的温度传感器,监测发热量,完成储能液冷散热系统各个支路的实时控制,保证所有电池簇的散热效果均匀,减小散热系统的整体功耗。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施方式,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为本申请实施例提供的一种液冷储能系统的示意图;
图2为本申请实施例提供的一种液冷储能系统的控制方法的流程图;
图3为本申请实施例提供的一种液冷储能系统的控制方法中第一数据项确定方法的流程图;
图4为本申请实施例提供的一种液冷储能系统的控制方法中第二数据项确定方法的流程图;
图5为本申请实施例提供的一种液PID控制算法示意图;
图6为本申请实施例提供的一种整体控制过程流程图;
图7为本申请实施例提供的一种预散热流程图;
图8为本申请实施例提供的一种装置的结构框图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
液冷系统是以液体为冷却介质,通过对流换热将电池产生的热量带走。目前液冷系统使用介质为50%乙二醇水溶液。整体上液冷系统的换热系数高、比热容大、冷却速度快,且液体比热容不受海拔和气压的影响适用范围较广,同时液冷系统的结构较为紧凑,使得空间占比较小。液冷系统根据液体冷却介质与电池的接触方式分为直接和间接两种:1、直接接触指电池单体或者模块沉浸在液体中,让液体直接冷却电池;2、间接接触指在电池间设置冷却通道、冷板。
但是在储能液冷的调节方式上,目前基本都是采用的人工介入的开环控制,而且如果电池簇之间的发热量不一样的话,很难做到所有电芯都达到最佳的工作温度,没有做到自主调节控制的闭环控制。在储能系统不同的工作状态下,电池内部产生热量以及散热情况是不尽相同的,如果将现有的闭环控制方案简单的移植过来,并不能满足快速实现将温度控制在目标范围内的要求,甚至有可能存在提升的冷却效率不及存储系统内部提升的发热效率的情况。
基于此,本申请实施例提供一种液冷储能系统的控制方法、装置及系统,实现液冷储能系统的PID自动控制过程,提高控制效率的同时,还缓解了不同电池簇之间的发热量不均匀的问题,而且可以有效减少液冷储能系统的电能消耗。
为便于对本实施例进行理解,首先对本申请实施例所公开的一种液冷储能系统的控制方法进行详细介绍。
本申请实施例提供的一种液冷储能系统的控制方法,该方法应用于液冷储能系统的控制器,即PID控制器,参见图1所示,液冷储能系统还包括:由冷却液管道闭环串联的制冷器/制热器、液冷蓄水池、多个循环泵和多个与循环泵一一对应的电池簇,图1中示出了三个电池簇和三个循环泵;控制器分别与制冷器/制热器、循环泵、电池簇中的温度传感器、液冷蓄水池处温度传感器以及BMS通信连接。
参见图2所示的本申请实施例提供的液冷储能系统的控制方法的流程图,该方法具体包括以下步骤:
步骤S202,获取当前控制周期内的电池簇目标工作温度,并通过温度传感器获取每个电池簇对应的当前电芯温度、以及液冷蓄水池的当前冷却液温度,通过BMS获取每个电池簇对应的当前充放电功率。
该步骤为数据获取步骤,上述电池簇目标工作温度可以是工作人员预先设定好的,上述当前电芯温度可以是通过设置于电池簇中的温度传感器采集得到的,上述液冷蓄水池的当前冷却液温度可以是通过设置于液冷蓄水池处的温度传感器采集得到的,上述每个电池簇对应的当前充放电功率,可以通过BMS系统获取到。
步骤S204,根据电池簇目标工作温度、每个电池簇分别对应的当前电芯温度和当前充放电功率、液冷蓄水池的当前冷却液温度,确定多个当前数据项。
多个当前数据项包括:计算每个循环泵对应的期望转速所需要的多个第一数据项,和计算制冷器/制热器对应的期望功率所需要的多个第二数据项。多个第一数据项包括:当前电芯温度差值、电池簇对应的当前充放电功率、历史电芯温度差值和、第一目标差值(即当前电芯温度差值和上一个历史温度差值之间的差值)。多个第二数据项包括:当前冷却液温度差值、当前系统总充放电功率、历史冷却液温度差值和、第二目标差值(当前冷却液温度差值和上一个历史冷却液差值之间的差值)。
步骤S206,根据每个电池簇对应的当前充放电功率,确定多个当前数据项分别对应的当前控制系数。
上述当前控制系数包括:第一数据项对应的第一控制系数,以及第二数据项对应的第二控制系数。控制器中预先存储有功率区间与系数间的对应关系,通过该对应关系就可以确定出当前功率对应的系数。整体来说,上述当前充放电功率与当前控制系数成正比。
步骤S208,以多个当前控制系数为权重,对多个当前数据项进行加权求和,得到当前期望值。也就是将每个当前数据项与对应当前控制系数相乘,然后将多个乘积求和,得到当前期望值。当前期望值包括:每个循环泵对应的期望转速以及制冷器/制热器对应的期望功率。
步骤S210,基于当前期望值生成当前控制信号,以对循环泵和制冷器/制热器进行控制。
根据每个循环泵对应的期望转速,可以生成每个循环泵对应的转速控制信号,根据制冷器/制热器对应的期望功率可以生成制冷器/制热器对应的功率控制信号,通过控制信号进行循环否和制冷器/制热器的控制。
本申请实施例提供的液冷储能系统的控制方法,是一种PID控制方式,将PID算法应用于液冷储能系统上,使得整个液冷储能系统完成一个闭环控制,相比于人工干预的开环控制来说,闭环控制可以根据储能系统的实时功率,然后分为不同的控制段来调节冷却液流速以及冷却液温度,可以实时跟随系统充放电功率,根据电池簇内的温度传感器,监测发热量,完成储能液冷散热系统各个支路的实时控制,保证所有电池簇的散热效果均匀,减小散热系统的整体功耗。
本申请实施例还提供另一种液冷储能系统的控制方法,该方法在上一实施例的基础上实现,该方法重点描述数据项确定过程以及控制系数确定过程。
对于每个电池簇对应的循环泵都有一个单独的算法进行控制,算法是一样的,以其中一个电池簇对应的循环泵的转速计算过程为例进行说明:
参见图3所示,上述根据电池簇目标工作温度、每个电池簇分别对应的当前电芯温度和当前充放电功率、液冷蓄水池的当前冷却液温度,确定计算每个循环泵对应的期望转速所需要的多个第一数据项的步骤,包括:
针对每个电池簇对应的循环泵,执行以下步骤:
步骤S302,根据电池簇目标工作温度和电池簇对应的当前电芯温度,确定当前电芯温度差值;
步骤S304,获取电池簇对应的多个历史电芯温度差值,求取多个历史电芯温度差值对应的历史电芯温度差值和;
步骤S306,求取当前电芯温度差值和上一个历史温度差值之间的差值,作为第一目标差值;
步骤S308,将当前电芯温度差值、电池簇对应的当前充放电功率、历史电芯温度差值和、第一目标差值,确定为多个第一数据项。
确定出上述多个第一数据项后,进一步确定对应的控制系数:
上述控制器中预先存储有第一功率区间与多个第一系数的对应关系;针对每个电池簇,执行以下步骤:确定电池簇的当前充放电功率所属的第一目标功率区间;将第一目标功率区间对应的多个第一目标系数,确定为多个第一数据项分别对应的第一控制系数。
然后以多个第一控制系数为权重,对多个第一数据项进行加权求和,得到该电池簇对应的循环泵的期望转速。
为了使整个计算过程直观一些,下面介绍对应的计算公式,第一PID计算公式:
Figure SMS_1
其中,
Figure SMS_3
Figure SMS_5
表示电池簇对应的循环泵的期望转速;/>
Figure SMS_8
分别表示四个计算项对应的第一控制系数;/>
Figure SMS_10
表示电池簇目标工作温度;/>
Figure SMS_6
表示电池簇当前电芯温度;/>
Figure SMS_7
表示当前电芯温度差值;/>
Figure SMS_9
表示当前充放电功率;/>
Figure SMS_11
表示历史电芯温度差值和;
Figure SMS_4
表示第一目标差值。
需要说明的是,
Figure SMS_12
为一个设定的电池最佳工作温度值,可根据实际情况修改。
Figure SMS_13
四个控制系数为在不同的控制段下适配而来;即/>
Figure SMS_14
在不同的簇电芯充放电功率下是不同的,充放电功率越高,其对应的参数的绝对值为越大。不同区间对应的控制系数的值是在实验中多次适配调整后得出的。
针对每个循环泵,均按照上述第一PID公式进行计算,可以得到该循环泵对应的期望转速,进而可以生成对应的控制信号进行循环泵控制。
参见图4所示,上述根据电池簇目标工作温度、每个电池簇分别对应的当前电芯温度和当前充放电功率、液冷蓄水池的当前冷却液温度,确定计算制冷器/制热器对应的期望功率所需要的多个第二数据项的步骤,包括:
步骤S402,根据电池簇目标工作温度,确定液冷蓄水池的冷却液目标温度,根据冷却液目标温度、液冷蓄水池的当前冷却液温度,计算当前冷却液温度差值;
具体实施时,可以将电池簇目标工作温度加上一个预设热传递温差值,得到液冷蓄水池的冷却液目标温度。也就是说,液冷蓄水池中冷却液的目标温度会随着电池簇电池目标温度调节而调节(即可以自动产生),在当前电池簇电芯温度加上一个热传递温差,热传递温差可以根据实际需要进行调节。
步骤S404,根据每个电池簇对应的当前充放电功率,确定当前系统总充放电功率;
步骤S406,获取液冷蓄水池对应的多个历史冷却液温度差值,求取多个历史冷却液温度差值对应的历史冷却液温度差值和;
步骤S408,求取当前冷却液温度差值和上一个历史冷却液差值之间的差值,作为第二目标差值;
步骤S410,将当前冷却液温度差值、当前系统总充放电功率、历史冷却液温度差值和、第二目标差值,确定为多个第二数据项。
确定出上述多个第二数据项后,进一步确定对应的控制系数:
上述控制器中预先存储有第二功率区间与多个第二系数的对应关系;根据每个电池簇对应的当前充放电功率,确定当前系统总充放电功率;确定当前系统总充放电功率所属的第二目标功率区间;将第二目标功率区间对应的多个第二目标系数,确定为多个第二数据项分别对应的第二控制系数。
然后以多个第二控制系数为权重,对多个第二数据项进行加权求和,得到该制冷器/制热器对应的期望功率。
为了使整个计算过程直观一些,下面介绍对应的计算公式,即第二PID计算公式:
Figure SMS_15
;/>
Figure SMS_16
其中,
Figure SMS_17
Figure SMS_19
表示制冷器/制热器对应的期望功率;/>
Figure SMS_21
分别表示四个计算项对应的第二控制系数;/>
Figure SMS_23
表示电池簇目标工作温度;/>
Figure SMS_20
表示电池簇当前电芯温度;
Figure SMS_22
表示当前冷却液温度差值;/>
Figure SMS_24
表示当前系统总充放电功率;/>
Figure SMS_25
表示历史冷却液温度差值和;/>
Figure SMS_18
表示第二目标差值。
需要说明的是,
Figure SMS_26
四个控制系数为在不同的控制段下适配而来;即/>
Figure SMS_27
在不同的簇电芯充放电功率下是不同的,充放电功率越高,其对应的参数的绝对值为越大。
需要说明的是,对于制冷器/制热器的制冷和制热切换,根据其待机时温度感应元件测出的环境温度与设定温度之间的关系确定。
参见图5所示的PID控制算法示意图,图6所示的整体控制过程流程图,以及图7所示的预散热流程图。本实施例中预先根据充放电功率,划分了不同的控制段,针对不同的控制段设置对应的控制系数取值,以保证在电池不同的内部工作状态下与冷却系统的冷却效率的匹配程度更高。将不同的储能充放电功率分为不同的控制段,在不同的控制段中采用PID算法控制器调节制冷器/制热器功率以控制冷却液温度,调节循环泵转速以控制冷却液流速,将储能动力电池的电芯温度保持在最佳工作温度,并且监测实时充放电功率与电芯电池温度,来进行下一步的调节动作,保证精准的温度控制前提下尽可能降低整个散热系统的功耗。
本申请实施例提供的液冷储能系统的控制方法中,控制器采用预设的第一PID计算公式,基于每一簇当前电芯温度与设定温度的差值以及当前电芯簇充放电功率产生对应支路的循环泵的控制信号,并下发到相应的循环泵的调速模块控制冷却液流动速度;采用预设的第二PID计算公式,基于当前电芯温度与设定温度的差值以及当前整体储能系统整体充放电功率,给制冷热机下发相应的功率,来控制冷却液的温度,保证最佳的热传递温差。现有的PID算法对于温度控制会有一定的延迟,而本实施例中加入储能充放电功率计算项对应一个比例参数
Figure SMS_28
进行调控的话会对未来发热量起到一个预估作用,从而提前进行动作,在一定程度上减少了温度控制的延迟。
针对以往的液冷储能系统采用人工配置参数进行的开环控制,本申请实施例利用了优化后的PID算法对液冷储能系统做出了深度的优化,添加液冷系统在不同的储能功率状况下进行不同参数控制的步骤,不仅使得其温度调节更加及时,均衡,调节温度延时大大缩短,还在一定程度上减少了整个液冷系统的功耗。
基于上述方法实施例,本申请实施例还提供一种液冷储能系统的控制装置,装置应用于液冷储能系统的控制器,液冷储能系统还包括:由冷却液管道闭环串联的制冷器/制热器、液冷蓄水池、多个循环泵和多个与循环泵一一对应的电池簇;控制器分别与制冷器/制热器、循环泵、电池簇中的温度传感器、液冷蓄水池处温度传感器以及BMS通信连接;参见图8所示,装置包括:
信息获取模块802,用于获取当前控制周期内的电池簇目标工作温度,并通过温度传感器获取每个电池簇对应的当前电芯温度、以及液冷蓄水池的当前冷却液温度,通过BMS获取每个电池簇对应的当前充放电功率;数据项确定模块804,用于根据电池簇目标工作温度、每个电池簇分别对应的当前电芯温度和当前充放电功率、液冷蓄水池的当前冷却液温度,确定多个当前数据项;多个当前数据项包括:计算每个循环泵对应的期望转速所需要的多个第一数据项,和计算制冷器/制热器对应的期望功率所需要的多个第二数据项;控制系数确定模块806,用于根据每个电池簇对应的当前充放电功率,确定多个当前数据项分别对应的当前控制系数;当前控制系数包括:第一数据项对应的第一控制系数,以及第二数据项对应的第二控制系数;计算模块808,用于以多个当前控制系数为权重,对多个当前数据项进行加权求和,得到当前期望值;当前期望值包括:每个循环泵对应的期望转速以及制冷器/制热器对应的期望功率;控制模块810,用于基于当前期望值生成当前控制信号,以对循环泵和制冷器/制热器进行控制。
在本申请较佳的实施方式中,上述数据项确定模块804,用于针对每个电池簇对应的循环泵,执行以下步骤:根据电池簇目标工作温度和电池簇对应的当前电芯温度,确定当前电芯温度差值;获取电池簇对应的多个历史电芯温度差值,求取多个历史电芯温度差值对应的历史电芯温度差值和;求取当前电芯温度差值和上一个历史温度差值之间的差值,作为第一目标差值;将当前电芯温度差值、电池簇对应的当前充放电功率、历史电芯温度差值和、第一目标差值,确定为多个第一数据项。
在本申请较佳的实施方式中,上述数据项确定模块804,用于根据电池簇目标工作温度,确定液冷蓄水池的冷却液目标温度;根据冷却液目标温度、液冷蓄水池的当前冷却液温度,计算当前冷却液温度差值;根据每个电池簇对应的当前充放电功率,确定当前系统总充放电功率;获取液冷蓄水池对应的多个历史冷却液温度差值,求取多个历史冷却液温度差值对应的历史冷却液温度差值和;求取当前冷却液温度差值和上一个历史冷却液差值之间的差值,作为第二目标差值;将当前冷却液温度差值、当前系统总充放电功率、历史冷却液温度差值和、第二目标差值,确定为多个第二数据项。
在本申请较佳的实施方式中,上述数据项确定模块804,用于将电池簇目标工作温度加上一个预设热传递温差值,得到液冷蓄水池的冷却液目标温度。
在本申请较佳的实施方式中,上述控制器中预先存储有第一功率区间与多个第一系数的对应关系;控制系数确定模块806,用于针对每个电池簇,执行以下步骤:确定电池簇的当前充放电功率所属的第一目标功率区间;将第一目标功率区间对应的多个第一目标系数,确定为多个第一数据项分别对应的第一控制系数。
在本申请较佳的实施方式中,上述控制器中预先存储有第二功率区间与多个第二系数的对应关系;控制系数确定模块806,用于根据每个电池簇对应的当前充放电功率,确定当前系统总充放电功率;确定当前系统总充放电功率所属的第二目标功率区间;将第二目标功率区间对应的多个第二目标系数,确定为多个第二数据项分别对应的第二控制系数。
在本申请较佳的实施方式中,上述当前充放电功率与当前控制系数成正比。
本申请实施例提供的装置,其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同,为简要描述,装置的实施例部分未提及之处,可参考前述方法实施例中相应内容。
本申请实施例还提供一种液冷储能系统,液冷储能系统包括:控制器、由冷却液管道闭环串联的制冷器/制热器、液冷蓄水池、多个循环泵和多个与循环泵一一对应的电池簇;控制器分别与制冷器/制热器、循环泵、电池簇中的温度传感器、液冷蓄水池处温度传感器以及BMS通信连接;控制器用于执行如上所述的方法。
本申请实施例提供的系统,其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同,为简要描述,系统的实施例部分未提及之处,可参考前述方法实施例中相应内容。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,该计算机可执行指令在被处理器调用和执行时,该计算机可执行指令促使处理器实现上述方法,具体实现可参见前述方法实施例,在此不再赘述。
本申请实施例所提供的方法、装置和电子设备的计算机程序产品,包括存储了程序代码的计算机可读存储介质,所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法,具体实现可参见方法实施例,在此不再赘述。
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步骤、数字表达式和数值并不限制本申请的范围。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM,RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本申请的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本申请的具体实施方式,用以说明本申请的技术方案,而非对其限制,本申请的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种液冷储能系统的控制方法,其特征在于,所述方法应用于液冷储能系统的控制器,所述液冷储能系统还包括:由冷却液管道闭环串联的制冷器/制热器、液冷蓄水池、多个循环泵和多个与循环泵一一对应的电池簇;所述控制器分别与所述制冷器/制热器、所述循环泵、所述电池簇中的温度传感器、所述液冷蓄水池处温度传感器以及BMS通信连接;所述方法包括:
获取当前控制周期内的电池簇目标工作温度,并通过所述温度传感器获取每个电池簇对应的当前电芯温度、以及所述液冷蓄水池的当前冷却液温度,通过所述BMS获取每个电池簇对应的当前充放电功率;
根据所述电池簇目标工作温度、每个电池簇分别对应的当前电芯温度和当前充放电功率、所述液冷蓄水池的当前冷却液温度,确定多个当前数据项;所述多个当前数据项包括:计算每个循环泵对应的期望转速所需要的多个第一数据项,和计算所述制冷器/制热器对应的期望功率所需要的多个第二数据项;所述多个第一数据项包括:当前电芯温度差值、电池簇对应的当前充放电功率、历史电芯温度差值和、当前电芯温度差值和上一个历史温度差值之间的差值;所述多个第二数据项包括:当前冷却液温度差值、当前系统总充放电功率、历史冷却液温度差值和、当前冷却液温度差值和上一个历史冷却液差值之间的差值;
根据每个电池簇对应的当前充放电功率,确定多个所述当前数据项分别对应的当前控制系数;所述当前控制系数包括:所述第一数据项对应的第一控制系数,以及所述第二数据项对应的第二控制系数;
以多个所述当前控制系数为权重,对多个所述当前数据项进行加权求和,得到当前期望值;所述当前期望值包括:每个循环泵对应的期望转速以及所述制冷器/制热器对应的期望功率;
基于所述当前期望值生成当前控制信号,以对所述循环泵和所述制冷器/制热器进行控制。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述电池簇目标工作温度、每个电池簇分别对应的当前电芯温度和当前充放电功率、所述液冷蓄水池的当前冷却液温度,确定计算每个循环泵对应的期望转速所需要的多个第一数据项的步骤,包括:
针对每个电池簇对应的循环泵,执行以下步骤:
根据所述电池簇目标工作温度和所述电池簇对应的当前电芯温度,确定当前电芯温度差值;
获取所述电池簇对应的多个历史电芯温度差值,求取多个所述历史电芯温度差值对应的历史电芯温度差值和;
求取所述当前电芯温度差值和上一个历史温度差值之间的差值,作为第一目标差值;
将所述当前电芯温度差值、所述电池簇对应的当前充放电功率、所述历史电芯温度差值和、所述第一目标差值,确定为多个第一数据项。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述电池簇目标工作温度、每个电池簇分别对应的当前电芯温度和当前充放电功率、所述液冷蓄水池的当前冷却液温度,确定计算所述制冷器/制热器对应的期望功率所需要的多个第二数据项的步骤,包括:
根据所述电池簇目标工作温度,确定所述液冷蓄水池的冷却液目标温度;
根据所述冷却液目标温度、所述液冷蓄水池的当前冷却液温度,计算当前冷却液温度差值;
根据每个电池簇对应的当前充放电功率,确定当前系统总充放电功率;
获取所述液冷蓄水池对应的多个历史冷却液温度差值,求取多个所述历史冷却液温度差值对应的历史冷却液温度差值和;
求取所述当前冷却液温度差值和上一个历史冷却液差值之间的差值,作为第二目标差值;
将所述当前冷却液温度差值、所述当前系统总充放电功率、所述历史冷却液温度差值和、所述第二目标差值,确定为多个第二数据项。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,根据所述电池簇目标工作温度,确定所述液冷蓄水池的冷却液目标温度的步骤,包括:
将所述电池簇目标工作温度加上一个预设热传递温差值,得到所述液冷蓄水池的冷却液目标温度。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述控制器中预先存储有第一功率区间与多个第一系数的对应关系;根据每个电池簇对应的当前充放电功率,确定多个所述第一数据项分别对应的第一控制系数的步骤,包括:
针对每个所述电池簇,执行以下步骤:
确定所述电池簇的当前充放电功率所属的第一目标功率区间;
将所述第一目标功率区间对应的多个第一目标系数,确定为多个所述第一数据项分别对应的第一控制系数。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述控制器中预先存储有第二功率区间与多个第二系数的对应关系;根据每个电池簇对应的当前充放电功率,确定多个所述第二数据项分别对应的第二控制系数的步骤,包括:
根据每个电池簇对应的当前充放电功率,确定当前系统总充放电功率;
确定所述当前系统总充放电功率所属的第二目标功率区间;
将所述第二目标功率区间对应的多个第二目标系数,确定为多个所述第二数据项分别对应的第二控制系数。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述当前充放电功率与所述当前控制系数成正比。
8.一种液冷储能系统的控制装置,其特征在于,所述装置应用于液冷储能系统的控制器,所述液冷储能系统还包括:由冷却液管道闭环串联的制冷器/制热器、液冷蓄水池、多个循环泵和多个与循环泵一一对应的电池簇;所述控制器分别与所述制冷器/制热器、所述循环泵、所述电池簇中的温度传感器、所述液冷蓄水池处温度传感器以及BMS通信连接;所述装置包括:
信息获取模块,用于获取当前控制周期内的电池簇目标工作温度,并通过所述温度传感器获取每个电池簇对应的当前电芯温度、以及所述液冷蓄水池的当前冷却液温度,通过所述BMS获取每个电池簇对应的当前充放电功率;
数据项确定模块,用于根据所述电池簇目标工作温度、每个电池簇分别对应的当前电芯温度和当前充放电功率、所述液冷蓄水池的当前冷却液温度,确定多个当前数据项;所述多个当前数据项包括:计算每个循环泵对应的期望转速所需要的多个第一数据项,和计算所述制冷器/制热器对应的期望功率所需要的多个第二数据项;所述多个第一数据项包括:当前电芯温度差值、电池簇对应的当前充放电功率、历史电芯温度差值和、当前电芯温度差值和上一个历史温度差值之间的差值;所述多个第二数据项包括:当前冷却液温度差值、当前系统总充放电功率、历史冷却液温度差值和、当前冷却液温度差值和上一个历史冷却液差值之间的差值;
控制系数确定模块,用于根据每个电池簇对应的当前充放电功率,确定多个所述当前数据项分别对应的当前控制系数;所述当前控制系数包括:所述第一数据项对应的第一控制系数,以及所述第二数据项对应的第二控制系数;
计算模块,用于以多个所述当前控制系数为权重,对多个所述当前数据项进行加权求和,得到当前期望值;所述当前期望值包括:每个循环泵对应的期望转速以及所述制冷器/制热器对应的期望功率;
控制模块,用于基于所述当前期望值生成当前控制信号,以对所述循环泵和所述制冷器/制热器进行控制。
9.一种液冷储能系统,其特征在于,所述液冷储能系统包括:控制器、由冷却液管道闭环串联的制冷器/制热器、液冷蓄水池、多个循环泵和多个与循环泵一一对应的电池簇;所述控制器分别与所述制冷器/制热器、所述循环泵、所述电池簇中的温度传感器、所述液冷蓄水池处温度传感器以及BMS通信连接;所述控制器用于执行如权利要求1-7任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令在被处理器调用和执行时,计算机可执行指令促使处理器实现权利要求1至7任一项所述的方法。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117062404B (zh) * 2023-08-15 2024-02-23 湖南恩智测控技术有限公司 电池模拟器控制方法、装置及存储介质
CN116931620B (zh) * 2023-09-18 2023-11-24 上海盛迪瓦特电气有限公司 一种电源温度调节方法及液冷电源系统
CN117254157B (zh) * 2023-09-26 2024-09-03 福建时代星云科技有限公司 一种液冷热管理方法及系统
CN117075483B (zh) * 2023-10-16 2024-01-26 厦门海辰储能科技股份有限公司 液冷储能系统的状态监控方法、装置及存储介质
CN117423939B (zh) * 2023-12-19 2024-03-05 兰洋(宁波)科技有限公司 一种储能电池电芯均温系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112531232A (zh) * 2020-12-01 2021-03-19 阳光电源股份有限公司 一种储能系统及其热管理方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5699880B2 (ja) * 2011-09-21 2015-04-15 トヨタ自動車株式会社 バッテリ冷却装置
JP6458725B2 (ja) * 2015-12-25 2019-01-30 トヨタ自動車株式会社 二次電池用の冷却装置
CN109980313A (zh) * 2017-12-27 2019-07-05 河南森源重工有限公司 一种电池组的热管理控制方法及系统
CN109193075B (zh) * 2018-09-28 2020-06-05 合肥工业大学 基于强化学习的纯电动汽车动力电池冷却系统控制方法
CN111129550B (zh) * 2019-12-19 2021-02-02 深圳国氢新能源科技有限公司 燃料电池系统的pid控制方法
CN114185374B (zh) * 2021-11-26 2023-09-08 深圳市英维克信息技术有限公司 目标进液温度控制方法、系统、温度控制方法及相关设备
CN115616423B (zh) * 2022-12-20 2023-05-23 广东采日能源科技有限公司 液冷储能系统以及状态检测方法、装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112531232A (zh) * 2020-12-01 2021-03-19 阳光电源股份有限公司 一种储能系统及其热管理方法

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