CN116315304A - 一种多级液冷管道的均流调压方法 - Google Patents

一种多级液冷管道的均流调压方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了储能设备技术领域的一种多级液冷管道的均流调压方法,本方法可使用于具备智能控制及测温功能的储能设备内使用,同时其储能设备上需连接循环式液冷管道,包括如下步骤:S100:数据收集,通过储能设备内部安装的温度传感器,检测储能设备内电芯温度及不同位置电芯、电池架的温差;S200:液冷系统工作状态判定,根据步骤S100收集的数据,判定液冷系统的工作状态,选择是进行液冷降温还是升温,同时判定支路管道液体流量和管道压力;S300:液冷系统监测,在液冷系统工作过程中,通过液冷系统主管道内部的压力表和流量表对主管道及支管道内部的压力和流量进行检测。

Description

一种多级液冷管道的均流调压方法
技术领域
本发明涉及储能设备领域,具体是一种多级液冷管道的均流调压方法。
背景技术
储能系统的安全性越来越受到重视,目前储能系统不断提高能量密度和功率密度,而功率密度的提高,会导致电芯热损耗越加严重,若不能及时有效的管控电芯温度,则可能引发热失控,导致起火甚至发生爆炸事故。
目前电芯的热管理主要以风冷为主,通过在集装箱内增加空调进行强迫风冷,通过空调的换热系统,将电池的发热量散发到外界环境中。风冷技术方案容易存在温升过高,温差过大的问题,不利于电池寿命的延长。
液冷散热的方式也逐渐开始应用,不过主要以间接液冷(液冷板的方式)为主,相比于风冷,能够有一定的改善,而现有的液冷系统对储能设备进行散热时,仅是将液冷管道设置于储能储能设别内部,颊囊冷却液在管道内进行循环输送,完成散热,而这种散热方式,无法对单个电芯本体完成散热,不利于储能设备内部维持统一恒温,导致储能设备内部工作温度温差大,从而降低了储能设备的使用寿命及安全性,因此,本申请提出一种多级液冷管道的均流调压方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多级液冷管道的均流调压方法,以解决上述提出的相比于风冷,能够有一定的改善,而现有的液冷系统对储能设备进行散热时,仅是将液冷管道设置于储能储能设别内部,颊囊冷却液在管道内进行循环输送,完成散热,而这种散热方式,无法对单个电芯本体完成散热,不利于储能设备内部维持统一恒温,导致储能设备内部工作温度温差大,从而降低了储能设备的使用寿命及安全性问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种多级液冷管道的均流调压方法,本方法可使用于具备智能控制及测温功能的储能设备内使用,同时其储能设备上需连接循环式液冷管道,包括如下步骤:
S100:数据收集,通过储能设备内部安装的温度传感器,检测储能设备内电芯温度及不同位置电芯、电池架的温差;
S200:液冷系统工作状态判定,根据步骤S100收集的数据,判定液冷系统的工作状态,选择是进行液冷降温还是升温,同时判定支路管道液体流量和管道压力;
S300:液冷系统监测,在液冷系统工作过程中,通过液冷系统主管道内部的压力表和流量表对主管道及支管道内部的压力和流量进行检测;
S400;自控泄压,根据步骤S300检测结果,判定支管管道是否需要泄压,若压力和流量在需求范围内则正常工作,若压力和流量超出需求范围,则进行泄压;
S500:支管自检压力和流量,若支管需要泄压,则通过支管泄压阀及泄压管对所属支管进行泄压。
通过储能设备内部设置的温度检测装置对储能设备内部多个电芯及电池架的温度进行检测,并将检测结果反馈至智能控制终端,智能控制终端根据检测结果判定液冷系统的工作状态及工作模式,即:对储能设备进行升温或降温作业,并依托液冷系统内的管道及液路控制单元完成升、降温作业,其中液冷系统的储液箱内设置有加热模块和制冷模块。
优选的:所述步骤S200液冷系统工作状态判定,包括一个S210温度调控和S220一个流量调控两个子步骤,工作前,通过设置于储能设备内部的温度传感器检测电芯温度,并根据检测结果计算相邻电芯和电池架之间的温差,从而判定液冷系统的工作状态及流量,通过对储能设备内部的温度及温差进行判定,从而确定液冷管道内输送的液体温度及流量。
优选的:所述步骤S400包括一个S410不泄压和一个420泄压两个子步骤,当判定的支管道无需泄压时,则设别正常工作,将管道内液体输送至储能设备内,当判定其需要泄压时,则通过支管泄压阀和支管泄压管进行泄压,通过泄压阀完成主管道的泄压,稳定主管道内液体的压力。
优选的:所述管道内的流量与压力呈正比,当液冷管道内流压力大时,管道内液体流速块,则管道流量大,当管道内压力小时,则管道内液体流速慢,管道流量小,确定流量与压力的关系,从而通过调节管道内压力配合阀门等控制器件,来控制管道内的流量。
优选的:所述液冷主管与多个支管呈贯穿连接,且连接处设置有三通阀,通过三通阀控制主管输送向各支管的液体流量,通过主管道向多个支管输送液体,并通过三通阀完成连接处的控制,确保单个支管道可进行准确的流量控制。
优选的:所述步骤S500多个支管还共同连接有一个回流管,多个支管内输送的液体通过回流管完成循环输送,并流向储液设备内,完成一个液体循环,同时多个所述泄压管均与回流管连接,通过回流管完成液体的循环运动。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明中,通过设置于储能设备内部的温度检测装置,对储能设备内部单个电芯及电池架工作温度进行实时监测,并根据监测结果,调整所属支管的液体流速及流量,来实现对不同电芯及电池架不同效率的冷却作业,从而维持储能设备内部的温度稳定。
2、本发明中,通过温度监控可确定液冷系统的工作方式,当储能设备开机前期,需提高其内部工作温度,使储能设备尽快进入工作状态,此时可通过液路系统对储能设备内部进行升温作业,从而提高储能设备内的初始工作温度,使储能设备可快速进入工作状态,缩短储能设备的启动时间,提高储能设备的工作效率。
附图说明
图1为本发明的流程示意图;
图2为本发明中温度判断的流程示意图;
图3为本发明中流量判断的流程示意图;
图4为本发明中液路管道的连接示意图。
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,都属于本发明保护的范围。
实施例一,请参阅图1、图2和图4,当储能设备启动时,对储能设备内工作温度进行调控时,只需根据储能设备内部设置的温度监控装置,检测储能设备内部的工作温度,当储能设备内部工作温度满足启动温度时,则液冷系统无动作,当储能设备内部工作温度不满足启动温度时,则液冷系统的储液箱内部加热模块对液体进行加热,并通过液路输送至储能设备内部完成循环,提高储能设备内部温度,缩短储能设备的启动时间,当储能设备工作时,通过温度传感器检测储能设备内部的工作温度,并根据工作温度择机对储能设备内进行降温。
请参阅图2,在本实施例中,还包括如下步骤:
S211:电性温度采集,即通过储能设备内部的温度传感器检测储能设备的温度,并实时监控反馈;
S212:当电芯温度小于X时,储液箱开始加热,通过输液泵将液体进行输送,对电芯进行加热,使其顺利启动并工作;
S213:当电芯温度在X~Y之间,冷却系统不起动,储能设备正常运行;
S214:当电芯温度在Y~Z之间,冷却系统变额运行,储能系统正常运行;
S215:当电芯温度大于Z小于max时,液冷系统负荷运行,储能系统正常运行;
S216:当电芯温度大于max时,液冷系统满负荷降额运行,将电性温度控制在Z以内。
在本实施例中,x,y,z,max等都表示某个温度限值,一般根据电芯要求确定,比如x,表示电芯进行能够充放电的最低温度值,比如为10℃,如果检测到电芯温度低于10℃,则系统不能进行充放电运行,需要启动加热装置和水泵(油泵),将电芯温度提高到10℃以上,才能开始工作。一般的,x在5~10℃左右,y在20~25℃左右,z在25~35℃左右,max在45~50℃左右,如果在加上一个极限温度(系统停止运行),大约在60℃左右,具体温度需要根据不同的电芯进行确定。
实施例二,请参阅图1、图3和图4,当储能设备正常运行时,根据储能设备内部温度传感器对储能设备内部的单个电芯和电池架的温度进行检测,并根据检测结果,计算电池架之间的温度差,并对温度差较大的电池架进行液冷支管流量调控,即:增加高温度电池架所属支管的液体流量计流速,增加降温效果,从而实现对储能设备内部温差的调控。
请参阅图3,在本实施例中,流量调控包括如下步骤:
S221:电芯温度采集,通过储能设备内设置与电池架的温度传感器对电池架及电芯温度进行检测,并实时监测反馈;
S222:计算电芯温差比是否正常,若温差比正常,则液冷系统管道内流量按照目前流量分配,正常运行,若温差比异常,则进入下一步骤;
S223:根据上层电池架及下层电池架判断温差比异常原因,同时通过电池架定位模块定位异常温差电池架或电芯的区域;
S224:根据电池架高、低温位置调节盖电池架处流量,其中,底温区域降低流量,高低温区域增大流量,从而减少温差。
在本实施例中,储能设备内部电池架上均设置有温度检测模块及定位模块,确保在对温度检测时,可准确检测到电池架的温度,从而计算温差,并通过定位模块,可准确定位温差异常的电池架,配合液冷系统进行流量调控。
请参阅图4,在对流量进行调控时,输液泵正常运行,通过电控三通阀门控制主管与需要控制流量的支管流速,并通过支管的调速阀调节支管速度,确保支管流速可满足所属电池架的降温效果。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多级液冷管道的均流调压方法,本方法可使用于具备智能控制及测温功能的储能设备内使用,同时其储能设备上需连接循环式液冷管道,其特征在于:包括如下步骤:
S100:数据收集,通过储能设备内部安装的温度传感器,检测储能设备内电芯温度及不同位置电芯、电池架的温差;
S200:液冷系统工作状态判定,根据步骤S100收集的数据,判定液冷系统的工作状态,选择是进行液冷降温还是升温,同时判定支路管道液体流量和管道压力;
S300:液冷系统监测,在液冷系统工作过程中,通过液冷系统主管道内部的压力表和流量表对主管道及支管道内部的压力和流量进行检测;
S400;自控泄压,根据步骤S300检测结果,判定支管管道是否需要泄压,若压力和流量在需求范围内则正常工作,若压力和流量超出需求范围,
则进行泄压;
S500:支管自检压力和流量,若支管需要泄压,则通过支管泄压阀及泄压管对所属支管进行泄压。
2.根据权利要求1所述的一种多级液冷管道的均流调压方法,其特征在于:所述步骤S200液冷系统工作状态判定,包括一个S210温度调控和S220一个流量调控两个子步骤,工作前,通过设置于储能设备内部的温度传感器检测电芯温度,并根据检测结果计算相邻电芯和电池架之间的温差,从而判定液冷系统的工作状态及流量。
3.根据权利要求1所述的一种多级液冷管道的均流调压方法,其特征在于:所述步骤S400包括一个S410不泄压和一个420泄压两个子步骤,当判定的支管道无需泄压时,则设别正常工作,将管道内液体输送至储能设备内,当判定其需要泄压时,则通过支管泄压阀和支管泄压管进行泄压。
4.根据权利要求1所述的一种多级液冷管道的均流调压方法,其特征在于:所述管道内的流量与压力呈正比,当液冷管道内流压力大时,管道内液体流速块,则管道流量大,当管道内压力小时,则管道内液体流速慢,管道流量小。
5.根据权利要求1所述的一种多级液冷管道的均流调压方法,其特征在于:所述液冷主管与多个支管呈贯穿连接,且连接处设置有三通阀,通过三通阀控制主管输送向各支管的液体流量。
6.根据权利要求1所述的一种多级液冷管道的均流调压方法,其特征在于:所述步骤S500多个支管还共同连接有一个回流管,多个支管内输送的液体通过回流管完成循环输送,并流向储液设备内,完成一个液体循环,同时多个所述泄压管均与回流管连接。
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