CN116435662A - 一种储能液冷系统控制方法 - Google Patents

一种储能液冷系统控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及储能柜技术领域，尤其为一种储能液冷系统控制方法，包括储能柜在静置条件下及储能柜在充电/放电条件下的控制方法。本发明，储能柜静置条件下，PCS不工作，通过比较储能电池电芯温度与需要加热的起始温度，需要制冷的起始温度，EMS能量管理系统下发液冷系统制热、制冷或不工作指令，完成储能电池的制热、制冷需求；储能电池处于充电或者放电状态下，PCS工作，通过比较储能电池电芯温度与需要加热的起始温度，需要制冷的起始温度，EMS能量管理系统下发液冷系统制热、制冷或PCS自循环指令，完成储能电池的制热、制冷及PCS散热需求，提高能源转换效率，提升产品可靠性、耐久性。

Description

一种储能液冷系统控制方法
技术领域
本发明涉及储能柜技术领域，具体为一种储能液冷系统控制方法。
背景技术
目前储能热管理较为成熟的技术路线为风冷和液冷，液冷方案在未来渗透率料将不断上升。液冷方案在保证储能系统安全、散热效率等方面综合优势显著。液冷方案采用水等冷却液，通过液冷板上均匀分布的导流槽和电芯间接接触进行散热，可靠近热源，高效制冷；
目前储能液冷系统主要为储能电池柜进行冷却，PCS通常采用风冷方式，为了进一步提高能源转换效率，提升产品可靠性、耐久性，市场需要能同时温控储能电池及PCS的液冷系统，因此，针对上述问题提出一种储能液冷系统控制方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种储能液冷系统控制方法,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：
一种储能液冷系统控制方法，包括如下步骤：
预设温度值：设置储能电池电芯温度为T0，设置需要加热的起始温度为T1，设置需要制冷的起始温度为T2，设置目标水温1为T3，设置目标水温2为T4，设置PCS允许最高工作温度为T5，设置PCS工作温度为T6，设置储能电池电芯需求加热量为J0，设置PCS发热量为J1；
储能柜在静置条件下时，包括如下步骤：
当T0≥T2时，EMS能量管理系统下发制冷模式指令，液冷系统设置冷却水温T3，T3＜T2，液冷系统通过控制水泵及压缩机工作，使液冷管路内的液体对储能电池电芯进行制冷；
当T0≤T1时，EMS能量管理系统下发制热模式指令，液冷系统设置加热水温T4，T4＞T1，液冷系统通过控制水泵及Heating工作，使液冷管路内的液体对储能电池电芯进行加热；
当T1＜储能电池电芯＜T2时，液冷系统不工作；
储能柜在充电/放电条件下时，包括如下步骤：
当T0≤T1时，EMS能量管理系统下发储能电池制热模式指令，液冷系统设置加热水温T4，T4＞T1，T4＜T5，储能电池电芯需求加热量J0与PCS发热量J1进行比较，控制控制水泵及Heating的启停；
当T0≥T2时，EMS能量管理系统下发储能电池及PCS双制冷模式指令，液冷系统设置冷却水温T3，T3＜T2，T3＜T5，液冷系统通过控制水泵及压缩机工作，使液冷管路内的液体对储能电池电芯、PCS分别进行制冷，液冷系统制冷期间BMS实时监测电芯温度，温度传感器监测PCS工作温度；
当T1＜T0＜T2时，EMS能量管理系统下发液冷系统PCS自循环指令，水泵工作，压缩机和Heating不工作，通过自循环系统对PCS进行散热。
作为一种优选方案，储能柜在静置条件下，液冷系统制冷期间BMS实时监测电芯温度，当电芯温度＜T2，EMS能量管理系统下发液冷系统关机指令，液冷系统制冷结束，压缩机及水泵停止工作，整个系统关闭，本次流程结束。
作为一种优选方案，储能柜在静置条件下，液冷系统制热期间BMS实时监测电芯温度，当电芯温度＞T1，EMS能量管理系统下发液冷系统关机指令，液冷系统制热结束，水泵及Heating停止工作，整个系统关闭，本次流程结束。
作为一种优选方案，储能柜在充电/放电条件下，当J0＞J1、T6＜T5时，液冷系统通过控制水泵及Heating工作，使液冷管路内的液体对储能电池电芯进行加热，通过液冷系统管路将PCS及Heating热量提供给储能电池，液冷系统制热期间BMS实时监测电芯温度，温度传感器监测PCS工作温度；
储能电池剩余热量需求与PCS发热量J1进行对比，若储能电池剩余热量需求＞J1，则重复上述流程。
作为一种优选方案，储能柜在充电/放电条件下，当储能电池剩余热量需求≤J1时，EMS能量管理系统下发Heating停止工作指令，通过液冷系统管路将PCS热量提供给储能电池，BMS实时监测电芯温度，当T0＞T1时，EMS能量管理系统下发给液冷系统储能电池加热结束指令，储能电池段液冷管路关闭，PCS进入自循环散热，本次流程结束。
作为一种优选方案，储能柜在充电/放电条件下，当J0≤J1、T6＜T5时，液冷系统控制水泵工作，Heating不工作，BMS实时监测电芯温度，当T0＞T1，EMS能量管理系统下发给液冷系统储能电池加热结束指令，储能电池段液冷管路关闭，PCS进入自循环散热，本次流程结束。
作为一种优选方案，储能柜在充电/放电条件下，当T0＜T2时，EMS能量管理系统下发液冷系统PCS自循环散热指令，停止储能电池制冷，水泵工作，压缩机停止工作，通过自循环系统对PCS进行散热。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供的一种储能液冷系统控制方法，有益效果是：
1、储能柜静置条件下，PCS不工作，通过比较储能电池电芯温度与需要加热的起始温度，需要制冷的起始温度，EMS能量管理系统下发液冷系统制热、制冷或不工作指令，完成储能电池的制热、制冷需求；储能电池处于充电或者放电状态下，PCS工作，通过比较储能电池电芯温度与需要加热的起始温度，需要制冷的起始温度，EMS能量管理系统下发液冷系统制热、制冷或PCS自循环指令，完成储能电池的制热、制冷及PCS散热需求，提高能源转换效率，提升产品可靠性、耐久性；
2、可以对一个或者多个储能电池以及一个或者多个PCS进行温度控制。
附图说明
图1为本发明一种储能液冷系统控制方法中储能液冷系统原理图；
图2为本发明中储能柜静置时液冷储能液冷系统控制方法；
图3为本发明中充放电时液冷储能液冷系统控制方法。
其中：
T0：储能电池电芯温度；
T1：需要加热的起始温度；
T2：需要制冷的起始温度；
T3：目标水温1；
T4：目标水温2；
T5：PCS允许最高工作温度；
T6：PCS工作温度；
PCS：储能逆变器；
EMS：能量管理系统；
Heating：加热器；
J0:储能电池电芯需求加热量；
J1：PCS发热量。
实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
如图1-2所示，本发明实施例提供一种储能液冷系统控制方法，包括储能柜在静置条件下及储能柜在充电/放电条件下的控制方法，其中：
储能柜在静置条件下，PCS不工作
若T0≥T2，EMS能量管理系统下发制冷模式指令，液冷系统设置冷却水温T3，T3＜T2，液冷系统通过控制水泵及压缩机工作，使液冷管路内的液体对储能电池电芯进行制冷。液冷系统制冷期间BMS实时监测电芯温度，当电芯温度＜T2，EMS能量管理系统下发液冷系统关机指令，液冷系统制冷结束，压缩机及水泵停止工作，整个系统关闭，本次流程结束。
若T0≤T1，EMS能量管理系统下发制热模式指令，液冷系统设置加热水温T4，T4＞T1，液冷系统通过控制水泵及Heating工作，使液冷管路内的液体对储能电池电芯进行加热。液冷系统制热期间BMS实时监测电芯温度，当电芯温度＞T1，EMS能量管理系统下发液冷系统关机指令，液冷系统制热结束，水泵及Heating停止工作，整个系统关闭，本次流程结束。
若T1＜储能电池电芯＜T2，液冷系统不工作。
储能柜在充电/放电条件下，PCS工作
若T0≤T1，EMS能量管理系统下发储能电池制热模式指令，液冷系统设置加热水温T4，T4＞T1，T4＜T5。储能电池电芯需求加热量J0与PCS发热量J1进行比较
①若J0＞J1，T6＜T5，液冷系统通过控制水泵及Heating工作，使液冷管路内的液体对储能电池电芯进行加热，通过液冷系统管路将PCS及Heating热量提供给储能电池。液冷系统制热期间BMS实时监测电芯温度，温度传感器监测PCS工作温度。
储能电池剩余热量需求与PCS发热量J1进行对比，
若储能电池剩余热量需求＞J1，则重复上述流程①。
若储能电池剩余热量需求≤J1，EMS能量管理系统下发Heating停止工作指令，通过液冷系统管路将PCS热量提供给储能电池。BMS实时监测电芯温度，当T0＞T1，EMS能量管理系统下发给液冷系统储能电池加热结束指令，储能电池段液冷管路关闭，PCS进入自循环散热，本次流程结束。
②若J0≤J1，T6＜T5，液冷系统控制水泵工作，Heating不工作。BMS实时监测电芯温度，当T0＞T1，EMS能量管理系统下发给液冷系统储能电池加热结束指令，储能电池段液冷管路关闭，PCS进入自循环散热，本次流程结束。
若T0≥T2，EMS能量管理系统下发储能电池及PCS双制冷模式指令，液冷系统设置冷却水温T3，T3＜T2，T3＜T5，液冷系统通过控制水泵及压缩机工作，使液冷管路内的液体对储能电池电芯、PCS分别进行制冷。液冷系统制冷期间BMS实时监测电芯温度，温度传感器监测PCS工作温度 。
当T0＜T2，EMS能量管理系统下发液冷系统PCS自循环散热指令，停止储能电池制冷，水泵工作，压缩机停止工作，通过自循环系统对PCS进行散热。
（3）若T1＜T0＜T2，EMS能量管理系统下发液冷系统PCS自循环指令，水泵工作，压缩机和Heating不工作，通过自循环系统对PCS进行散热。
该储能液冷控制系统可以对1个或多个电池（Battery），1个或多个PCS进行制冷或者制热。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种储能液冷系统控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
预设温度值：设置储能电池电芯温度为T0，设置需要加热的起始温度为T1，设置需要制冷的起始温度为T2，设置目标水温1为T3，设置目标水温2为T4，设置PCS允许最高工作温度为T5，设置PCS工作温度为T6，设置储能电池电芯需求加热量为J0，设置PCS发热量为J1；
储能柜在静置条件下时，包括如下步骤：
当T0≥T2时，EMS能量管理系统下发制冷模式指令，液冷系统设置冷却水温T3，T3＜T2，液冷系统通过控制水泵及压缩机工作，使液冷管路内的液体对储能电池电芯进行制冷；
当T0≤T1时，EMS能量管理系统下发制热模式指令，液冷系统设置加热水温T4，T4＞T1，液冷系统通过控制水泵及Heating工作，使液冷管路内的液体对储能电池电芯进行加热；
当T1＜储能电池电芯＜T2时，液冷系统不工作；
储能柜在充电/放电条件下时，包括如下步骤：
当T0≤T1时，EMS能量管理系统下发储能电池制热模式指令，液冷系统设置加热水温T4，T4＞T1，T4＜T5，储能电池电芯需求加热量J0与PCS发热量J1进行比较，控制控制水泵及Heating的启停；
当T0≥T2时，EMS能量管理系统下发储能电池及PCS双制冷模式指令，液冷系统设置冷却水温T3，T3＜T2，T3＜T5，液冷系统通过控制水泵及压缩机工作，使液冷管路内的液体对储能电池电芯、PCS分别进行制冷，液冷系统制冷期间BMS实时监测电芯温度，温度传感器监测PCS工作温度；
当T1＜T0＜T2时，EMS能量管理系统下发液冷系统PCS自循环指令，水泵工作，压缩机和Heating不工作，通过自循环系统对PCS进行散热。
2.根据权利要求1所述的一种储能液冷系统控制方法，其特征在于：储能柜在静置条件下，液冷系统制冷期间BMS实时监测电芯温度，当电芯温度＜T2，EMS能量管理系统下发液冷系统关机指令，液冷系统制冷结束，压缩机及水泵停止工作，整个系统关闭，本次流程结束。
3.根据权利要求1所述的一种储能液冷系统控制方法，其特征在于：储能柜在静置条件下，液冷系统制热期间BMS实时监测电芯温度，当电芯温度＞T1，EMS能量管理系统下发液冷系统关机指令，液冷系统制热结束，水泵及Heating停止工作，整个系统关闭，本次流程结束。
4.根据权利要求1所述的一种储能液冷系统控制方法，其特征在于：储能柜在充电/放电条件下，当J0＞J1、T6＜T5时，液冷系统通过控制水泵及Heating工作，使液冷管路内的液体对储能电池电芯进行加热，通过液冷系统管路将PCS及Heating热量提供给储能电池，液冷系统制热期间BMS实时监测电芯温度，温度传感器监测PCS工作温度；
储能电池剩余热量需求与PCS发热量J1进行对比，若储能电池剩余热量需求＞J1，则重复上述流程。
5.根据权利要求1所述的一种储能液冷系统控制方法，其特征在于：储能柜在充电/放电条件下，当储能电池剩余热量需求≤J1时，EMS能量管理系统下发Heating停止工作指令，通过液冷系统管路将PCS热量提供给储能电池，BMS实时监测电芯温度，当T0＞T1时，EMS能量管理系统下发给液冷系统储能电池加热结束指令，储能电池段液冷管路关闭，PCS进入自循环散热，本次流程结束。
6.根据权利要求1所述的一种储能液冷系统控制方法，其特征在于：储能柜在充电/放电条件下，当J0≤J1、T6＜T5时，液冷系统控制水泵工作，Heating不工作，BMS实时监测电芯温度，当T0＞T1，EMS能量管理系统下发给液冷系统储能电池加热结束指令，储能电池段液冷管路关闭，PCS进入自循环散热，本次流程结束。
7.根据权利要求1所述的一种储能液冷系统控制方法，其特征在于：储能柜在充电/放电条件下，当T0＜T2时，EMS能量管理系统下发液冷系统PCS自循环散热指令，停止储能电池制冷，水泵工作，压缩机停止工作，通过自循环系统对PCS进行散热。
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