CN116742187A - 一种浸没液冷储能系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种浸没液冷储能系统,该浸没液冷储能系统包括储能模块、热管理模块、散热模块、管路系统和阀体组件,其中:储能模块包括电池集液箱、电池胶囊和电池,电池集液箱用于容纳电池胶囊,电池集液箱中填充有第一传热介质,第一传热介质用于加热或冷却电池胶囊;电池胶囊用于容纳电池,电池胶囊中填充有第二传热介质,第二传热介质用于加热或冷却电池;热管理模块用于加热或冷却第一传热介质;散热模块用于向外部环境散出浸没液冷储能系统所产生的热量;阀体组件和管路系统用于连接储能模块、热管理模块和散热模块,第一传热介质在储能模块、热管理模块和散热模块之间循环流动。本申请提供的浸没液冷储能系统,能够提高电池的均温性。
Description
技术领域
本申请实施例涉及能源技术领域,更为具体地涉及一种浸没液冷储能系统。
背景技术
新能源代替传统化石能源是实现“双碳”目标的关键,能源转型改变了传统能源格局,推动电动汽车以及储能行业快速发展。然而,锂电池的充放电效率、容量、安全性和寿命受温度影响很大,温度过高、过低或电池组间存在较大温差会直接影响其性能,因此需要使电池在适宜的温度下运行,从而可以充分发挥电池的性能。
目前常采用间接接触式液冷(即冷板式液冷)方式冷却电池,即液冷板与电池模块壁面通过导热介质贴附,电池产生的热量通过导热介质传递至液冷板内部的冷却工质,再通过流动的冷却工质将热量带走。但间接接触式液冷方式,电池模块与液冷板之间存在较大传热热阻,且电池模块与液冷板的换热面积有限,难以直接冷却电池极耳等高发热部位,导致电池极耳温度较高,电池整体均温性较差。
发明内容
本申请实施例提供一种浸没液冷储能系统,能够提高电池的均温性,可以使电池在相对适宜的温度下工作,充分发挥电池性能。
第一方面,提供了一种浸没液冷储能系统,所述浸没液冷储能系统包括储能模块、热管理模块、散热模块、管路系统和阀体组件,其中:所述储能模块包括电池集液箱、电池胶囊和电池,所述电池集液箱用于容纳所述电池胶囊,所述电池集液箱中填充有第一传热介质,所述第一传热介质用于加热或冷却所述电池胶囊;所述电池胶囊用于容纳所述电池,所述电池胶囊中填充有第二传热介质,所述第二传热介质用于加热或冷却所述电池;所述热管理模块用于加热或冷却所述第一传热介质;所述散热模块用于向外部环境散出所述浸没液冷储能系统所产生的热量;所述阀体组件和所述管路系统用于连接所述储能模块、所述热管理模块和所述散热模块,所述第一传热介质在所述储能模块、所述热管理模块和所述散热模块之间循环流动。
在本申请实施例中,电池与第二传热介质通过直接接触的方式进行换热,具有较小的传热热阻,因此能有效提高电池冷却或加热效率;第二传热介质与电池的接触面积大,可以接触发热量较高的部位(如电池极耳),通过增大换热面积提高电池的均温性。在浸没液冷储能系统中,当电池温度较低需要加热时,可以通过热管理模块加热第一传热介质;当电池温度较高需要散热时,可以通过热管理模块冷却第一传热介质,或者可以通过散热模块进行散热;也就是说,通过加热或冷却第一传热介质间接加热或冷却电池,从而使得电池在相对适宜温度下工作,充分发挥电池性能。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述电池胶囊的内表面设置有散热翅片,或者,所述电池胶囊外表面设置有散热翅片,或者,所述电池胶囊的内表面和外表面均设置有散热翅片。
在本申请实施例中,通过在电池胶囊的内表面布置散热翅片,可以增加第二传热介质与电池胶囊内表面的接触面积,从而可以强化第二传热介质与电池胶囊的外表面的传热效果,提升第二传热介质的冷却或加热效率,进而提升电池冷却或加热效率。通过在电池胶囊的外表面布置散热翅片,可以增加第一传热介质与电池胶囊外表面的接触面积,从而可以强化第一传热介质与电池胶囊的内表面的传热效果,提升第二传热介质的冷却或加热效率,进而提升电池冷却或加热效率。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述电池部分或全部沉浸于所述第二传热介质中。其中,所述电池包括但不限于以下任一种类型:方形电池、软包电池、圆柱电池。
在本申请实施例中,第二传热介质能够浸没电池极耳,从而能够对电池极耳的进行冷却或加热,能够解决无法有效冷却或加热电池极耳的问题,避免电芯本体温差过大。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述电池胶囊为全密封结构。
在本申请实施例中,通过设置电池胶囊为全密封的结构,可以保证腔体的气密性,避免发生气相工质泄漏。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,第一传热介质包括以下任意一种:油类、氟化液、乙二醇水溶液、纳米流体、相变乳液,第二传热介质为绝缘传热介质,例如可以是油类工质或者氟化液类工质。
需要说明的是,由于第二传热介质与电池直接接触,因此第二传热介质为绝缘传热介质。也就是说,该第二传热介质可以为单相绝缘传热介质,也可以为两相绝缘传热介质。第一传热介质可以包括所有类型的传热介质,也就是说,该第一传热介质可以为绝缘传热介质,也可以为非绝缘传热介质。示例性的,该第一传热介质可以为:油类、氟化液、乙二醇水溶液、纳米流体、相变乳液等,本申请对此不作限定。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述散热模块包括散热器和风扇,所述阀体组件用于连接所述散热器和所述电池集液箱之间,用于接通或断开所述散热器与所述电池集液箱之间的通路。
在本申请实施例中,当阀体组件接通散热器和电池集液箱之间的通路后,第一传热介质可以在散热器与电池集液箱之间流通,从而可以将第一传热介质中的热量散发到外界环境中,达到降低电池温度的作用,使得电池在相对适宜温度下工作,充分发挥电池性能。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述热管理模块包括通过所述管路系统依次连接的压缩机、冷凝器、第一节流阀和蒸发器。
在一种可能的实现方式中,阀体组件可以连接在储能模块的电池集液箱和蒸发器之间,用于接通或断开电池集液箱和蒸发器之间的通路。当阀体组件接通电池集液箱和蒸发器之间的通路后,蒸发器和电池集液箱之间便可进行有效的热交换。也就是说,第一传热介质可以在蒸发器与电池集液箱之间流通,从而可以降低第一传热介质的温度,进而间接降低电池温度,使得电池在相对适宜温度下工作,充分发挥电池性能。
在另一种可能的实现方式中,阀体组件可以连接在储能模块的电池集液箱和冷凝器之间,用于接通或断开电池集液箱和冷凝器之间的通路。当阀体组件接通电池集液箱和冷凝器之间的通路后,冷凝器和电池集液箱之间便可进行有效的热交换。也就是说,第一传热介质可以在冷凝器与电池集液箱之间流通,从而可以提高第一传热介质的温度,进而间接提高电池温度,使得电池在相对适宜温度下工作,充分发挥电池性能。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述浸没液冷储能系统还包括电热器,所述电热器用于加热所述第一传热介质。
在本申请实施例中,当电池温度较低时,可以提高电热器对第一传热介质进行电加热,从而可以提高第一传热介质的温度,进而间接提高电池温度,使得电池在相对适宜温度下工作,充分发挥电池性能。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述浸没液冷储能系统还包括功率模块,所述功率模块包括功率器件集液箱、功率器件胶囊和功率器件,所述功率器件集液箱用于容纳所述功率器件胶囊,所述功率器件集液箱中填充有第一传热介质,所述第一传热介质用于冷却所述功率器件胶囊;所述功率器件胶囊用于容纳所述功率器件,所述功率器件胶囊中填充有第二传热介质,所述第二传热介质用于冷却所述功率器件;所述功率器件与所述电池连接,用于控制所述电池的充电或放电。
在本申请实施例中,功率器件也可以采用浸没式方式沉浸于第二传热介质中,功率器件与第二传热介质通过直接接触的方式进行换热,具有较小的传热热阻,因此能有效提高功率器件冷却效率。
在一种可能的实现方式中,所述功率器件胶囊的内表面设置有散热翅片,或者,所述功率器件胶囊外表面设置有散热翅片,或者,所述功率器件胶囊的内表面和外表面均设置有散热翅片。应理解,散热翅片可用于增加第二传热介质与功率器件胶囊内表面或外表面的接触面积,提高传热效率。
在一种可能的实现方式中,所述功率模块包括功率器件和换热板;换热板与功率器件导热接触,用于对功率器件进行散热。其中,第一传热介质可以流经换热板,带走功率器件产生的热量。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述阀体组件和所述管路系统还用于连接所述功率模块和所述储能模块,所述第一传热介质在所述储能模块、所述热管理模块、所述散热模块和所述功率模块之间循环流动。
在本申请实施例中,阀体组件还可以连接于功率模块和储能模块之间,用于接通或断开功率模块和储能模块之间的通路。当阀体组件接通功率模块和储能模块之间的通路后,功率模块和储能模块之间便可实现有效的热交换。也就是说,电池可以直接获取功率器件产生的热量,进行热回收,从而可以减小浸没液冷储能系统的能耗,节约成本。此外,还可以使电池和功率器件保持在相对适宜温度下工作,充分发挥电池和功率器件的性能。
在一种可能的实现方式中,所述阀体组件还可以连接于所述功率模块和所述散热模块之间,用于接通或断开所述功率模块和所述散热模块之间的通路。当阀体组件接通所述功率模块和所述散热模块之间的通路后,所述功率模块中的功率器件和所述散热模块中的散热器之间便可实现有效的热交换。在实际应用中,当功率器件产生的热量较高时,可以通过换热板和散热器之间的通路将热量传递至散热器,从而使得功率器件处于正常的工作温度范围内,充分发挥功率器件的性能。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述浸没液冷储能系统的运行模式包括加热模式和冷却模式,其中:响应于所述电池温度小于第一预设值,所述浸没液冷储能系统运行于加热模式,所述热管理模块用于加热所述第一传热介质;响应于所述电池温度大于第二预设值,所述浸没液冷储能系统运行于冷却模式,所述热管理模块用于冷却所述第一传热介质。
在本申请实施例中,浸没液冷储能系统可以根据电池温度的范围调整系统运行模式,当电池温度较低时,浸没液冷储能系统可以运行加热模式;当电池温度较高时,浸没液冷储能系统可以运行冷却模式;也就是说,通过加热或冷却第一传热介质间接加热或冷却电池,从而使得电池在相对适宜温度下工作,充分发挥电池性能。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,响应于所述浸没液冷储能系统运行于所述加热模式,所述浸没液冷储能系统执行以下至少一个操作:控制所述阀体组件接通所述热管理模块的冷凝器与所述储能模块的电池集液箱之间的通路、控制所述阀体组件接通所述功率模块的功率器件集液箱与所述储能模块的电池集液箱之间的通路、启动电热器;或,响应于所述浸没液冷储能系统运行于所述冷却模式,所述浸没液冷储能系统执行以下至少一个操作:控制所述阀体组件接通所述储能模块的电池集液箱与所述散热模块的散热器之间的通路、控制所述阀体组件接通所述储能模块的电池集液箱与所述热管理模块的蒸发器之间的通路。
在本申请实施例中,浸没液冷储能系统可以根据运行模式的不同,选择执行不同的操作,从而可以通过加热或冷却第一传热介质间接加热或冷却电池,从而使得电池在相对适宜温度下工作,充分发挥电池性能。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,所述热管理模块包括第二节流阀和除湿蒸发器,所述压缩机、所述冷凝器、所述第二节流阀和所述除湿蒸发器通过所述管路系统依次连接形成除湿回路,响应于所述电池集液箱中空气的湿度大于第一阈值,所述除湿回路用于降低所述电池集液箱中空气的湿度或所述功率器件集液箱中空气的湿度。
在本申请实施例中,热管理模块中的压缩机、冷凝器、第二节流阀和除湿蒸发器可以组成除湿回路,除湿蒸发器可以进行除湿,从而使得浸没液冷储能系统中的相关电子器件在相对干燥的环境中工作,避免发生腐蚀、短路等不良情况。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种浸没液冷储能系统的结构示意图。
图2是本申请实施例提供的一种储能模块的结构示意图。
图3是本申请实施例提供的另一种浸没液冷储能系统的结构示意图。
图4是本申请实施例提供的一种浸没液冷储能系统中介质的流通路径的示意图。
图5是本申请实施例提供的另一种浸没液冷储能系统中介质的流通路径的示意图。
图6是本申请实施例提供的另一种浸没液冷储能系统中介质的流通路径的示意图。
图7是本申请实施例提供的另一种浸没液冷储能系统中介质的流通路径的示意图。
图8是本申请实施例提供的另一种浸没液冷储能系统中介质的流通路径的示意图。
图9是本申请实施例提供的另一种浸没液冷储能系统中介质的流通路径的示意图。
图10是本申请实施例提供的另一种浸没液冷储能系统中介质的流通路径的示意图。
图11是本申请实施例提供的另一种浸没液冷储能系统中介质的流通路径的示意图。
图12是本申请实施例提供的另一种浸没液冷储能系统中介质的流通路径的示意图。
图13是本申请实施例提供的另一种浸没液冷储能系统中介质的流通路径的示意图。
图14是本申请实施例提供的另一种浸没液冷储能系统中介质的流通路径的示意图。
图15是本申请实施例提供的另一种浸没液冷储能系统中介质的流通路径的示意图。
图16是本申请实施例提供的另一种浸没液冷储能系统中介质的流通路径的示意图。
图17是本申请实施例提供的另一种浸没液冷储能系统中介质的流通路径的示意图。
图18是本申请实施例提供的另一种浸没液冷储能系统中介质的流通路径的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。
为了便于理解本申请实施例,在介绍本申请实施例以前,先作出以下几点说明。
本申请实施例中,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明智或者隐含地包括一个或者更多个特征。另外,在本申请实施例的描述中,“多个”是指两个或多于两个,“至少一个”和“一个或多个”是指一个、两个或两个以上。单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式,除非其上下文中明确地有相反指示。下文各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。例如,本申请实施例中,“111”、“112”、“113”等字样仅为了描述方便作出的标识,并不是对执行步骤的次序进行限定。
在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此,在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例,而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”,除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”,除非是以其他方式另外特别强调。
新能源代替传统化石能源是实现“双碳”目标的关键,能源转型改变了传统能源格局,推动电动汽车以及储能行业快速发展。然而,锂电池的充放电效率、容量、安全性和寿命受温度影响很大,温度过高、过低或电池组间存在较大温差会直接影响其性能,因此需要使电池在适宜的温度下运行,从而可以充分发挥电池的性能。
目前常采用间接接触式液冷(即冷板式液冷)方式冷却电池,即液冷板与电池模块壁面通过导热介质贴附,电池产生的热量通过导热介质传递至冷板内部的冷却工质,再通过流动的冷却工质将热量带走。采用间接接触式液冷方式冷却电池时,电池模块与液冷板之间存在较大传热热阻,且电池模块与液冷板的换热面积有限,难以直接冷却电池极耳等高发热部位,导致电池极耳温度较高,电池整体均温性较差。
因此,本申请实施例提供了一种浸没液冷储能系统,能够提高电池的均温性,可以使电池在相对适宜的温度下工作,充分发挥电池性能。
需要说明的是,本申请实施例提供的浸没液冷储能系统可以应用在家庭储能、工业储能、数据中心、电站和车辆充电等场景中。
图1是本申请实施例提供的一种浸没液冷储能系统的结构示意图。
浸没液冷储能系统包括储能模块11、热管理模块12、散热模块13、管路系统和阀体组件14。其中,储能模块11包括电池111、电池胶囊112和电池集液箱113,电池集液箱113用于容纳电池胶囊112,电池集液箱113中填充有第一传热介质,第一传热介质用于加热或冷却电池胶囊112;电池胶囊112用于容纳电池111,电池胶囊112中填充有第二传热介质,第二传热介质用于加热或冷却电池111。热管理模块12用于加热或冷却第一传热介质。散热模块13用于向外部环境散出浸没液冷储能系统所产生的热量。阀体组件14和管路系统用于连接储能模块11、热管理模块12和散热模块13,第一传热介质在储能模块11、热管理模块12和散热模块13之间循环流动。
储能模块11的具体结构可以参考图2,图2是本申请提供的一种储能模块的结构示意图。
在一些实施例中,如图2所示,电池集液箱113的侧面设置有至少一个进液口115至少一个出液口116,第一传热介质通过进液口115流入电池集液箱113;第一传热介质通过出液口116流出电池集液箱113。
在一些实施例中,电池胶囊112的内表面设置有散热翅片114,或者,电池胶囊112的外表面设置有散热翅片114,或者,电池胶囊112的内表面和外表面均设置有散热翅片114。通过在电池胶囊112的内表面布置散热翅片114,可以增加第二传热介质与电池胶囊112内表面的接触面积,从而可以强化第二传热介质与电池胶囊112的外表面的传热效果,提升第二传热介质的冷却或加热效率,进而提升电池111冷却或加热效率。通过在电池胶囊112的外表面布置散热翅片114,可以增加第一传热介质与电池胶囊112外表面的接触面积,从而可以强化第一传热介质与电池胶囊112的内表面的传热效果,提升第二传热介质的冷却或加热效率,进而提升电池111冷却或加热效率。
在一些实施例中,电池111部分或全部沉浸于第二传热介质中。也就是说,第二传热介质能够浸没电池极耳,从而能够对电池极耳的进行冷却或加热,能够解决无法有效冷却或加热电池极耳的问题,避免电芯本体温差过大。此外,电池与第二传热介质通过直接接触的方式进行换热,具有较小的传热热阻,因此能有效提高电池冷却或加热效率。其中,电池111包括但不限于以下任一种类型:方形电池、软包电池、圆柱电池。
在一些实施例中,电池胶囊112可以为全密封结构。通过设置电池胶囊112为全密封的结构,可以保证腔体的气密性,避免发生气相工质泄漏。
应理解,第一传热介质包括以下任意一种:油类、氟化液、乙二醇水溶液、纳米流体、相变乳液,第二传热介质为绝缘传热介质,例如可以是油类工质或者氟化液类工质。
需要说明的是,由于第二传热介质与电池111直接接触,因此第二传热介质为绝缘传热介质。也就是说,该第二传热介质可以为单相绝缘传热介质,也可以为两相绝缘传热介质。第一传热介质可以包括所有类型的传热介质,也就是说,该第一传热介质可以为绝缘传热介质,也可以为非绝缘传热介质。示例性的,该第一传热介质可以为:油类、氟化液、乙二醇水溶液、纳米流体、相变乳液等,本申请对此不作限定。
在一个示例中,第一传热介质可以为单相绝缘传热介质(例如,油类)。例如,当电池111需要进行散热时,单相绝缘传热介质可以通过热传导和热对流的方式将电池111的热量传递至电池胶囊112的内表面,电池胶囊112的内表面通过热传导将热量传递至电池胶囊112的外表面,电池胶囊112的外表面与二传热介质接触,通过对流换热的方式将热量传递至第二传热介质,再被循环流动的第二传热介质带出电池集液箱113。
在另一个示例中,第一传热介质可以为两相绝缘传热介质(例如,氟化液)。例如,当电池111需要进行散热时,两相绝缘传热介质与电池111表面间可以通过热传导、热对流和沸腾换热的方式带走电池111产生的热量。具体而言,在电池111放电前中期温度较低时,第一传热介质通过热传导和热对流的方式吸收电池111产生的热量;当电池111温度达到第一传热介质的相变温度时,第一传热介质沸腾同时吸收大量电池111产生的热量;气相的第一传热介质在分子热运动的作用下运动至电池胶囊112顶面,并通过热传导和热对流的方式与电池胶囊112顶面换热;电池胶囊112顶面与第二传热介质通过对流换热的方式进行换热,间接吸收第一传热介质的热量,再通过循环流动将热量带出电池集液箱113;被冷却的第一传热介质冷凝后回流至电池胶囊112内,如此循环往复实现电池111的高效散热。
在本申请实施例中,对电池集液箱113、电池胶囊112和电池111的数量不作限定,本申请中可以包括一个或多个电池集液箱、也可以一个或多个电池胶囊,还可以包括一个或多个电池。在实际应用时,可以根据电池胶囊数量调整电池集液箱的数量,也就是说,可以将电池胶囊置于一个电池集液箱或不同电池集液箱中。类似地,也可以根据电池数量调整电池胶囊的数量,也就是说,可以将电池置于一个电池胶囊或不同电池胶囊中。
散热模块13用于向外部环境散出浸没液冷储能系统所产生的热量。在一些实施例中,散热模块13可以包括散热器131,散热器131可用于向外部环境散出储能模块11、热管理模块12或下文的功率模块15所产生的热量。在具体设置时,散热器131的附近可以设置风扇132,风扇132可用于加速流经散热器131的空气的流通速度,从而提升散热器131的散热性能。
在一些实施例中,阀体组件14可以连接在散热器131与电池集液箱113之间,用于接通或断开散热器131和电池集液箱113之间的通路。当散热器131和电池集液箱113之间的通路为连通状态时,第一传热介质可以从电池集液箱113流出并传输到散热器131,散热器131可对第一传热介质进行散热,散热后的第一传热介质可通过管路传输回电池集液箱113中,从而可以散发电池111产生的热量。
热管理模块12用于加热或冷却第一传热介质。热管理模块12包括通过管路系统依次连接的压缩机121、冷凝器122、第一节流阀123和蒸发器124。也就是说,压缩机121、冷凝器122、第一节流阀123和蒸发器124之间用管道依次连接,形成一个密闭的系统,制冷剂在系统中不断地循环流动,发生状态变化,与外界进行热量交换。
在一些实施例中,热管理模块12中的蒸发器124可以与储能模块11中的电池集液箱113连通,蒸发器124可用于冷却从电池集液箱113流出的第一传热介质。在具体设置时,阀体组件14可以连接于蒸发器124和电池集液箱113之间,用于接通或断开蒸发器124与电池集液箱113之间的通路。当电池111需要进行散热时,可以通过阀体组件14接通蒸发器124与电池集液箱113之间的通路,使得第一传热介质可以从电池集液箱113传输至蒸发器124,蒸发器124可以冷却第一传热介质,冷却后的第一传热介质可以通过管路传输回电池集液箱113,从而可以对电池111进行冷却,防止电池111出现温度过高的情况,使电池111在适宜的温度下运行,充分发挥电池111的性能。
需要说明的是,蒸发器124内可设置两个独立的通道,其中一路通道可传输第一传热介质,另一路通道可传输制冷剂,在蒸发器124内,制冷剂可与第一传热介质进行换热,从而可以降低第一传热介质的温度,因此蒸发器124可看作是一个热交换设备。
在另一些实施例中,热管理模块12中的冷凝器122可以与储能模块11中的电池集液箱113连通,冷凝器122可用于加热从电池集液箱113流出的第一传热介质。在具体设置时,阀体组件14可以连接于冷凝器122和电池集液箱113之间,用于接通或断开冷凝器122与电池集液箱113之间的通路。当电池111需要进行加热时,可以通过阀体组件14接通冷凝器122与电池集液箱113之间的通路,使得第一传热介质可以从电池集液箱113传输至冷凝器122,冷凝器122可以加热第一传热介质,加热后的第一传热介质可以通过管路传输回电池集液箱113,从而可以对电池111进行加热,防止电池111出现温度过低的情况,使电池111在适宜的温度下运行,充分发挥电池111的性能。
需要说明的是,冷凝器122内也可以设置两个独立的通道,其中一路通道用于传输第一传热介质,另一路通道用于传输制冷剂,在冷凝器122内,制冷剂可与第一传热介质进行换热,从而可以提高第一传热介质的温度,因此冷凝器122也可看作是一个热交换设备。
考虑到电池有最佳工作温度,因此当电池温度较高时,需要对电池进行散热,当电池温度较低时,需要向电池提供热量,从而可以保证电池在正常温度下进行工作,充分发挥电池的性能。
在一些实施例中,若某些地区的夏季温度相对较低时,即某些地区为低温区域,则浸没液冷储能系统中可以不设置热管理模块12。也就是说,依靠散热模块13的自然散热,便可以完成电池111和功率器件151的散热。在另一些实施例中,若某些地区的夏季温度相对较高时,即某些地区为中高温区域,则浸没液冷储能系统中可以设置热管理模块12。也就是说,在夏季高温场景下,室外温度很高,仅依靠散热模块13的自然散热可能不能满足电池111和功率器件151的散热需求,因此,还需要热管理模块12的参与,即需要启动压缩机121进行机械制冷。
热管理模块12还可以包括第二节流阀125和除湿蒸发器126。除湿蒸发器126可用于去除浸没液冷储能系统中的水汽,使浸没液冷储能系统中的相关电子器件(如功率器件、线路等)保持在相对干燥的环境中工作,避免发生腐蚀、短路等不良情况,避免发生腐蚀、短路等不良情况,有利于保证电子器件的可靠性和使用寿命。应理解,压缩机121、冷凝器122、第二节流阀125和除湿蒸发器126可以通过管路系统依次连接,形成除湿回路。制冷剂在压缩机121、冷凝器122、第二节流阀125和除湿蒸发器126组成的通路中循环流通时,除湿蒸发器126的温度会比较低,从而使浸没液冷储能系统中的水汽冷凝成水,以降低浸没液冷储能系统的湿度。应理解,在除湿蒸发器126的附近可以设置风扇,从而可以加快空气循环的速度,从而加速空气的除湿速度。
需要说明的是,在一些实施例中,阀体组件14还可以连接于散热器131和冷凝器122之间,用于接通或断开散热器131与冷凝器122之间的通路。当进行除湿工作时,冷凝器122温度较高,因此,为了降低冷凝器122的温度,可以通过阀体组件14将冷凝器122和散热器131进行连通,使得散热器131能够对冷凝器122进行降温,从而能防止冷凝器122出现温度过高的情况。在另一些实施例中,在冷凝器122的附近可以设置风扇,利用风扇对冷凝器122进行散热。
在本申请提供的示例中,蒸发器124和第一节流阀123的组合与除湿蒸发器126和第二节流阀125的组合并联设置,使得两者之间不会相互影响。具体来说,在进行除湿工作时,可以打开第二节流阀125、关闭第一节流阀123,使得制冷剂可以在压缩机121、冷凝器122、第二节流阀125和除湿蒸发器126组成的通路中循环流通,从而使得除湿蒸发器126具有较低的温度,以实现除湿功能。另外,还可以同时打开第一节流阀123和第二节流阀125。即制冷剂可以在压缩机121、冷凝器122、第一节流阀123和蒸发器124组成的通路中循环流通,并且还能在压缩机121、冷凝器122、第二节流阀125和除湿蒸发器126组成的通路中循环流通。从而使得蒸发器124和除湿蒸发器126均具有较低的温度,即通过除湿蒸发器126实现除湿功能,通过蒸发器124实现对电池111的降温功能。当然,在具体实施时,也可以打开第一节流阀123、关闭第二节流阀125,使得制冷剂可以在压缩机121、冷凝器122、第一节流阀123和蒸发器124组成的通路中循环流通,从而使得蒸发器124具有较低的温度,以实现对电池111的降温功能。概括来说,在本申请提供的示例中,蒸发器124和除湿蒸发器126相互解耦,能避免两者之间产生相互影响。
在一些实施例中,浸没液冷储能系统还可以包括功率模块15,功率模块15的结构可以参考图1和图3。功率器件151与电池111连接,用于控制电池111的充电或放电。其中,功率器件151具体可以是直流-交流变流器,也可以是直流-直流变流器。即功率器件151中可以包括直流电-交流电转换器件,也可以包括直流电-直流电转换器件、控制单元等。在具体应用时,可以根据实际需求对功率器件151的具体类型作合理选择,本申请对此不作限制。功率模块15采用浸没式液冷结构或间接接触式液冷结构。
示例性的,图1示出的功率模块15采用浸没式液冷结构,功率模块15包括功率器件集液箱153、功率器件胶囊152和功率器件151,功率器件集液箱153用于容纳功率器件胶囊152,功率器件集液箱153中填充有第一传热介质,第一传热介质用于冷却功率器件胶囊152;功率器件胶囊152用于容纳功率器件151,功率器件胶囊152中填充有第二传热介质,第二传热介质用于直接冷却功率器件151。
在一个示例中,阀体组件14连接于功率器件集液箱153和电池集液箱113之间,用于接通或断开功率器件集液箱153和电池集液箱113之间的通路。由于功率器件151在工作时会产生热量,当电池111的温度较低时,可以通过功率器件集液箱153和电池集液箱113之间的通路将热量传递至电池111的表面,从而能够合理利用功率器件151产生的热量,在降低功率器件151的温度的同时可以提升电池111的温度,使电池111和功率器件151均能在适宜的温度下工作,充分发挥电池111和功率器件151的性能。
在另一个示例中,阀体组件14连接于功率器件集液箱153和散热器131之间,用于接通或断开功率器件集液箱153和散热器131之间的通路。在实际应用中,当功率器件151产生的热量较高时,可以通过功率器件集液箱153和散热器131之间的通路将热量传递至散热器131,从而使得功率器件151处于正常的工作温度范围内,充分发挥功率器件151的性能。
示例性的,图3示出的功率模块15采用间接接触式液冷结构。功率模块15包括功率器件151和换热板154;功率器件151与换热板154之间通过导热介质贴附,功率器件151产生的热量通过导热介质传递至换热板154内部的第一传热介质,再通过流动的第一传热介质将热量带走。
在一个示例中,阀体组件14连接在功率模块15的换热板154与储能模块11的电池集液箱113之间,用于接通或断开换热板154和电池集液箱113之间的通路。也就是说,第一传热介质可以将功率器件151产生的热量传递到电池集液箱113内,与电池集液箱113内的电池胶囊112接触,从而可将热量传递至电池胶囊112,电池胶囊112可将热量传递至电池111,从而可将功率器件151产生的热量传递给电池111,使得电池111和功率器件151均能在适宜的温度下工作,充分发挥电池111和功率器件151的工作性能。
在另一个示例中,阀体组件14连接于换热板154和散热器131之间,用于接通或断开换热板154和散热器131之间的通路。在实际应用中,当功率器件151产生的热量较高时,可以通过换热板154和散热器131之间的通路将热量传递至散热器131,从而使得功率器件151处于正常的工作温度范围内,充分发挥功率器件151的性能。
需要说明的是,功率模块15的具体结构可以参考图2中的储能模块11的具体结构。例如,该功率器件集液箱153的侧面设置有至少一个进液口和至少一个出液口,第一传热介质通过进液口流入功率器件集液箱153;第一传热介质通过出液口流出功率器件集液箱153。例如,功率器件胶囊152的内表面或外表面也可以设置有散热翅片,散热翅片用于增加第二传热介质与功率器件胶囊152内表面或外表面的接触面积。例如,功率器件胶囊152可以为全密封结构。通过设置功率器件胶囊152为全密封的结构,可以保证腔体的气密性,避免发生气相工质的泄漏。
概括来说,在本申请提供的示例中,通过对阀体组件14的不同接口的接通和断开状态进行有效的调控,可以对不同模块的接入状态进行灵活调整,以便于对电池111和功率器件151的温度进行多方面的调整。
需要说明的是,在本申请提供的示例中,阀体组件14可以为十通阀、八通阀、四通阀等,本申请对此不作限定。若阀体组件14为十通阀,则说明阀体组件14具有十个接口,可分别记为:接口1、接口2、接口3、接口4、接口5、接口6、接口7、接口8、接口9、接口10。示例性的,当接口7与接口9接通时,第一传热介质可以在接口7与接口9之间流通。并且每个接口均能与其他接口中的至少一个连通或断开。或者可以理解的是,每个接口都能够与其他任一个接口连通或断开,并且每个接口能够同时与至少两个接口连通。实际应用中,可以根据实际需求对阀体组件14中不同接口的连通状态进行有效调整。
在一些实施例中,浸没液冷储能系统还可以包括电热器16,电热器16可用于加热第一传热介质,从而可以提升电池111表面的温度。在具体设置时,电热器16的设置位置可以是多样的。例如,电热器16可以串联设置在电池集液箱113或蒸发器124的一端。或者,在其他的示例中,电热器16也可以位于独立的管路中,管路的两端可以与阀体组件14连通,从而可以实现该管路与储能模块11中的电池集液箱113之间的连通。
在一些实施例中,浸没液冷储能系统中还设有两个水泵,分别为水泵17a和水泵17b。其中,水泵17a设置在电池集液箱113的一端,用于加速流经电池集液箱113的第一传热介质的流通速度,从而提升电池111的散热效率。水泵17b设置在散热器131的一端,用于加速流经散热器131的第一传热介质的流通速度,从而提升散热器131的散热效率。应理解,在实际应用中,水泵17a和水泵17b的设置位置可以进行灵活设置。水泵17a能够加速流经电池集液箱113的第一传热介质的流通速度即可;水泵17b能够加速流经散热器131的第一传热介质的流通速度即可,本申请对水泵17a和水泵17b的设置位置不作限制。
浸没液冷储能系统的运行模式包括加热模式和冷却模式,其中:响应于电池111温度小于第一预设值,浸没液冷储能系统运行于加热模式,热管理模块12用于加热第一传热介质;响应于电池111温度大于第二预设值,浸没液冷储能系统运行于冷却模式,热管理模块12用于冷却第一传热介质。
具体的,浸没液冷储能系统包括控制器(图中未示出),控制器响应于电池111温度小于第一预设值,控制器用于控制浸没液冷储能系统运行于加热模式。控制器响应于电池111温度大于第二预设值,控制器用于控制浸没液冷储能系统运行于冷却模式。
在一个示例中,响应于浸没液冷储能系统运行于冷却模式,控制器用于控制阀体组件14接通散热器131与电池集液箱113之间的通路,从而使得第一传热介质可以从电池集液箱113传输至散热器131中,由散热器131进行散热后再传输回电池集液箱113内,从而可以散发电池111产生的热量。
在一个示例中,控制器用于控制热管理模块12打开第一节流阀123,启动压缩机121,同时控制阀体组件14接通蒸发器124与电池集液箱113之间的通路。从而使得第一传热介质可以从电池集液箱113传输至蒸发器124中,与蒸发器124内的制冷剂进行换热后再传输回电池集液箱113内,从而可以散发电池111产生的热量。在一个示例中,控制器用于控制阀体组件14接通冷凝器122与散热器131之间的通路,从而可以由散热器131散发冷凝器122中的热量。
在一个示例中,控制器用于:控制热管理模块12打开第一节流阀123,控制压缩机121启动,同时控制阀体组件14接通冷凝器122和电池集液箱113之间的通路。从而可以将冷凝器122中的热量带到电池集液箱113内,进而可以加热电池111。
在一个示例中,控制器用于控制开启电热器16,通过电热器16对第一传热介质进行加热,从而可以达到加热电池111的目的。
在一个示例中,控制器用于控制阀体组件14接通电池集液箱113和功率器件集液箱153之间的通路。在另一个示例中,控制器20用于控制阀体组件14接通换热板154和电池集液箱113之间的通路。从而可以利用功率器件151产生的热量,对电池111进行加热,使得电池111能够在相对适宜的温度下运行。
在上述示例中,第一传热介质的流向可以具体参考图4至图18,在此不作具体阐述。
在一些实施例中,浸没液冷储能系统的运行模式还包括除湿模式,其中:响应于机柜中空气的湿度大于第三预设值,浸没液冷储能系统运行于除湿模式,热管理模块12用于降低机柜中空气的湿度。其中,该机柜可用于容纳储能模块11、热管理模块12、散热模块13、管路系统、阀体组件14、功率模块15、电热器16、水泵17a和水泵17b等。
示例性的,控制器用于:当确定运行模式为除湿模式时,控制热管理模块12打开第二节流阀125,启动压缩机121。通过除湿蒸发器126降低浸没液冷储能系统中的湿度(即降低机柜中空气的湿度),使浸没液冷储能系统中相关电子器件(如功率器件、线路)能够在相对干燥的环境中工作,避免发生腐蚀、短路等不良情况,有利于保证电子器件的可靠性和使用寿命。
以上结合图1至图3示出了浸没液冷储能系统中各部件的结构。下面将结合图4至图18对浸没液冷储能系统中介质(如第一传热介质和制冷剂)的流通路径进行说明。其中,图4至图10中阀体组件14为十通阀,图11至图14中的阀体组件14为八通阀,图15至图18中的阀体组件14包括两个四通阀。
图4是本申请实施例提供的一种浸没液冷储能系统中介质的流通路径的示意图。应理解,图4示出了当浸没液冷储能系统运行于冷却模式和除湿模式时,浸没液冷储能系统中第一传热介质和制冷剂的流通路径。
当电池温度大于第二预设值且机柜中空气的湿度大于第三预设值时,浸没液冷储能系统中的第一传热介质和制冷剂传递路径可以参考图4中箭头所示的方向,浸没液冷储能系统中的循环回路包括以下五个部分,通过以下五个部分的循环回路共同完成电池111和功率器件151的散热。
第一部分的循环回路是由压缩机121、冷凝器122、第一节流阀123和蒸发器124形成的第一循环回路。该循环回路中循环流动的介质为制冷剂,制冷剂在第一循环回路中的流通路径依次为:压缩机121、冷凝器122、第一节流阀123、蒸发器124。在该第一循环回路中,冷凝器122温度较高,需要进行散热;蒸发器124中的制冷剂蒸发吸收大量热量,蒸发器124用于吸收第一冷却介质的热量以对电池111进行降温。
第二部分的循环回路是由压缩机121、冷凝器122、第二节流阀125和除湿蒸发器126形成的第二循环回路。该循环回路中循环流动的介质也是制冷剂,制冷剂在第二循环回路中的流通路径依次为:压缩机121、冷凝器122、第二节流阀125、除湿蒸发器126。在该第二循环回路中,除湿蒸发器126可以进行除湿,使浸没液冷储能系统中的相关电子器件(如功率器件)在相对干燥的环境中工作,避免发生腐蚀、短路等不良情况。
第三部分的循环回路是由储能模块11和热管理模块12中的蒸发器124形成的第三循环回路,该第三循环回路主要是利用蒸发器124对电池进行冷却。在该第三循环回路中,十通阀的接口1可以与接口8连通、接口3可以与接口4连通,第一传热介质的流通路径依次为:电池集液箱113、水泵17a、接口1、接口8、蒸发器124、接口3、接口4。应理解,在该第三循环回路中,第一传热介质和制冷剂可以在蒸发器124中进行换热,从而可以降低第一传热介质的温度,进而可以对电池111进行降温。
第四部分的循环回路是由冷凝器122和散热器131形成的第四循环回路,该第四循环回路主要是对冷凝器122进行散热,通过散热器131将热量散发到外界环境中。在该第四循环回路中,十通阀的接口7与接口6连通,接口5与接口2连通,第一传热介质的流通路径依次为:冷凝器122、接口5、接口2、水泵17b、散热器131、接口7、接口6。
第五部分的循环回路是由功率模块15和散热模块13形成的第五循环回路,该第五循环回路主要是对功率器件151进行散热。在该第五循环回路中,十通阀的接口7可以与接口9连通,接口10可以与接口2连通,功率器件集液箱153中的第一传热介质可以通过在第五循环回路中进行循环散热,将热量散发到外界环境中。第一传热介质的流通路径依次为:功率器件集液箱153、接口10、接口2、水泵17b、散热器131、接口7、接口9。具体地,功率器件集液箱153内的带有热量的第一传热介质可以从功率器件集液箱153经接口10流向接口2流入散热器131中,通过散热器131将第一传热介质中的热量散发到外界环境中,并将散热后的第一传热介质经接口7流向接口9,又流回到功率器件集液箱153中,从而实现功率器件151的冷却,使功率器件151在相对适宜温度下工作,充分发挥功率器件151的工作性能。
需要说明的是,在图4中,电热器16处于关闭状态。
另外,在其他的示例中,电池111也可以通过散热器131进行降温。例如,可以将阀体组件14的接口7与接口4接通、将接口1与接口2接通。此时,第一传热介质的流通路径还包括:电池集液箱113、水泵17a、接口1、接口2、水泵17b、散热器131、接口7、接口4。使得第一传热介质能够在电池集液箱113和散热器131之间循环流通,从而可以通过散热器131对电池111进行散热,使电池111在相对适宜温度下工作,充分发挥电池111的工作性能。
图5是本申请实施例提供的另一种浸没液冷储能系统中介质的流通路径的示意图。应理解,图5示出了当浸没液冷储能系统运行于冷却模式和除湿模式时,浸没液冷储能系统中第一传热介质和制冷剂的一种流通路径。
当电池温度大于第二预设值且机柜中空气的湿度大于第三预设值时,浸没液冷储能系统中的第一传热介质和制冷剂的传递路径还可以参考图5中箭头所示的方向,浸没液冷储能系统中的循环回路可以包括以下四个部分,通过以下四个部分的循环回路共同完成电池111和功率器件151的散热。
第一部分的循环回路是由压缩机121、冷凝器122、第一节流阀123和蒸发器124形成的第一循环回路。该循环回路中循环流动的介质为制冷剂,制冷剂在第一循环回路中的流通路径依次为:压缩机121、冷凝器122、第一节流阀123、蒸发器124。在该第一循环回路中,冷凝器122温度较高,需要进行散热;蒸发器124处于较低温度,可以对电池111进行降温。
第二部分的循环回路是由压缩机121、冷凝器122、第二节流阀125和除湿蒸发器126形成的第二循环回路。该循环回路中循环流动的介质也是制冷剂,制冷剂在第二循环回路中的流通路径依次为:压缩机121、冷凝器122、第二节流阀125、除湿蒸发器126。在该第二循环回路中,除湿蒸发器126可以进行除湿,使浸没液冷储能系统中的相关电子器件(如功率器件)在相对干燥的环境中工作,避免发生腐蚀、短路等不良情况。
第三部分的循环回路是由储能模块11和热管理模块12中的蒸发器124形成的第三循环回路,该第一循环回路主要是利用蒸发器124对电池111进行散热。在该第一循环回路中,十通阀的接口1可以与接口8连通、接口3可以与接口4连通,第一传热介质的流通路径依次为:电池集液箱113、水泵17a、接口1、接口8、蒸发器124、接口3、接口4。应理解,在该第一循环回路中,第一传热介质和制冷剂可以在蒸发器124中进行换热,从而可以降低第一传热介质的温度,进而可以对电池111进行降温。
第四部分的循环回路是由功率模块15、散热模块13和热管理模块12中的冷凝器122形成的第四循环回路,在该第四循环回路中,功率模块15、散热模块13和热管理模块12中的冷凝器122可以通过管路串联连通,该第四循环回路可以同时实现对功率器件151和冷凝器122的散热。在该第四循环回路中,十通阀的接口10可以与接口2连通、接口7可以与接口6连通、接口5可以与接口9连通,具体而言,第一传热介质的流通路径依次为:功率器件集液箱153、接口10、接口2、水泵17b、散热器131、接口7、接口6、冷凝器122、接口5、接口9,如此循环往复,实现对功率器件151和冷凝器122的散热。
需要说明的是,在图4所示的浸没液冷储能系统中,十通阀的接口7采用并联的方式,分别连通接口9和接口6,但在实际加工中,接口7的加工成本比较高,因此,在图5所示的浸没液冷储能系统中,可以采用串联的方式连通功率器件集液箱153、散热器131和冷凝器122,以减小十通阀在实际加工过程的中制作复杂度。但第四循环回路的路径相对较长,第一传热介质运行路径较长,需要的泵功耗会相对较大。
图6是本申请实施例提供的另一种浸没液冷储能系统中介质的流通路径的示意图。应理解,图6示出了当浸没液冷储能系统运行于加热模式时,浸没液冷储能系统中第一传热介质的流通路径。
应理解,在冬季低温场景下,电池温度小于第一预设值时,电池111需要进行加热,功率器件151需要散热,因此,在一些实施例中,可以将储能模块11与功率模块15串联,电池111可以直接获取功率器件151的热量,进行热回收,即储能模块11可以回收利用功率模块15产生的热量,从而可以减小浸没液冷储能系统的能耗,节约成本。
在一些实施例中,浸没液冷储能系统中的第一传热介质传递路径可以参考图6中箭头所示的方向,在浸没液冷储能系统中可以将储能模块11与功率模块15串联,形成第一循环回路,在该第一循环回路中,十通阀的接口10可以与接口4连通、接口1可以与接口9连通。具体而言,第一传热介质的流通路径依次为:功率器件集液箱153、接口10、接口4、电池集液箱113、接口1、接口9,如此循环往复,电池111可以利用功率器件151产生的热量,从而使得电池111和功率器件151保持在相对适宜温度下工作,充分发挥电池111和功率器件151的性能。
在一些实施例中,当功率器件151产生的热量无法满足电池111需要的热量时,可以启动该电热器16,对第一循坏回路中的第一传热介质进行加热,并可以通过第一循坏回路传递回电池集液箱113内,从而可以起到加热电池111的作用。
图7是本申请实施例提供的另一种浸没液冷储能系统中介质的流通路径的示意图。应理解,图7示出了当浸没液冷储能系统运行于加热模式和除湿模式时,浸没液冷储能系统中第一传热介质和制冷剂的流通路径。
应理解,在冬季低温且湿度较高的场景下,电池温度小于第一预设值且环境机柜中空气的湿度大于第三预设值湿度时,仅依靠功率模块15提供的热量可能不足以支持储能模块11需要的热量,在这种情况下,还可以借助于热管理模块12中的冷凝器122中产生的热量,对电池111进行加热。
浸没液冷储能系统中的第一传热介质和制冷剂的传递路径可以参考图7中箭头所示的方向,浸没液冷储能系统中的循环回路可以包括以下四个部分,通过以下四个部分的循环回路完成电池111的加热和功率器件151的散热。
第一部分的循环回路是由压缩机121、冷凝器122、第一节流阀123和蒸发器124形成的第一循环回路。该循环回路中循环流动的介质为制冷剂,制冷剂在第一循环回路中的流通路径依次为:压缩机121、冷凝器122、第一节流阀123、蒸发器124。在该第一循环回路中,冷凝器122温度较高,可以提供电池111需要的热量;蒸发器124温度较低,需要对蒸发器124进行升温。
第二部分的循环回路是由压缩机121、冷凝器122、第二节流阀125和除湿蒸发器126形成的第二循环回路。该循环回路中循环流动的介质也是制冷剂,制冷剂在第二循环回路中的流通路径依次为:压缩机121、冷凝器122、第二节流阀125、除湿蒸发器126。在该第二循环回路中,除湿蒸发器126可以进行除湿,使浸没液冷储能系统中的相关电子器件(如功率器件、线路)在相对干燥的环境中工作,避免发生腐蚀、短路等不良情况。
第三部分的循环回路是由储能模块11、功率模块15和热管理模块12中的冷凝器122组成的第三循环回路。该第三循环回路可以用于电池111的加热以及功率器件151的散热。在该第三循环回路中,十通阀的接口10可以与接口4连通、接口1可以与接口6连通、接口5可以与接口9连通,具体而言,第三循环回路中的第一传热介质流向的流通路径依次为:电池集液箱113、水泵17a、接口1、接口6、冷凝器122、接口5、接口9、功率器件集液箱153、接口10、接口4,如此循环往复,可以实现对电池111的加热和功率器件151的散热,使得电池111和功率器件151保持在相对适宜温度下工作,充分发挥电池111和功率器件151的性能。
第四部分的循环回路由散热模块13与热管理模块12中的蒸发器124形成的第四循环回路,该第四循环回路主要是将蒸发器124中的冷空气通过散热模块13中的散热器131散发到外界环境中。在该第四循环回路中,十通阀的接口7可以与接口8连通,接口3可以与接口2连通,具体而言,第四循环回路中的第一传热介质流向的流通路径依次为:蒸发器124、接口3、接口2、水泵17b、散热器131、接口7、接口8,如此循环往复,将蒸发器124中的冷空气散发到外界环境中。
在一些实施例中,当功率器件151和冷凝器122产生的热量无法满足电池111需要的热量时,可以启动该电热器16,对第三循坏回路中的第一传热介质进行加热,并可以通过第一循坏回路传递回电池集液箱113内,从而可以起到加热电池111的作用。
图8是本申请实施例提供的另一种浸没液冷储能系统中介质的流通路径的示意图。应理解,图8示出了当浸没液冷储能系统运行于冷却模式时,浸没液冷储能系统中第一传热介质的流通路径。
应理解,在过渡季节(即春秋季节),当电池环境温度大于第二预设值时,在对电池111和功率器件151进行散热时,可以依靠自然散热方式进行散热,即仅依靠散热器131对电池111和功率器件151进行散热。
浸没液冷储能系统中的第一传热介质传递路径可以参考图8中箭头所示的方向。在浸没液冷储能系统中可以将储能模块11、功率模块15和散热模块13可以串联,形成第一循环回路,在该第一循环回路中,十通阀的接口10可以与接口4连通、接口1可以与接口2连通、接口7可以与接口9连通。具体而言,第一循环回路中的第一传热介质流向的流通路径依次为:电池集液箱113、水泵17a、接口1、接口2、水泵17b、散热器131、接口7、接口9、功率器件集液箱153、接口10、接口4,如此循环往复,可以通过自然散热方式散发电池111和功率器件151的产生热量,从而使得电池111和功率器件151保持在相对适宜温度下工作,充分发挥电池111和功率器件151的性能。
图9是本申请实施例提供的另一种浸没液冷储能系统中介质的流通路径的示意图。应理解,图9示出了当浸没液冷储能系统运行于冷却模式和除湿模式时,浸没液冷储能系统中第一传热介质和制冷剂的流通路径。
应理解,在过渡季节(即春秋季节)且湿度较高时,可以使用除湿蒸发器126进行除湿,当开启除湿功能后,热管理模块12中的冷凝器122需要散发热量,该部分的热量可以通过散热模块13散发。
浸没液冷储能系统中的第一传热介质传递路径可以参考图9中箭头所示的方向,浸没液冷储能系统中的循环回路可以包括以下三个部分,其中,第一部分的循环回路主要用于电池111和功率器件151的散热,第二部分的循环回路主要用于浸没液冷储能系统中的除湿,第三部分的循环回路主要是将第二部分的循环回路(即冷凝器122)中产生的热量排到外界环境中。
第一部分的循环回路是由储能模块11、功率模块15和散热模块13串联形成的第一循环回路,该第一循环回路可以用于电池111和功率器件151的散热。在该第一循环回路中,十通阀的接口10可以与接口4连通、接口1可以与接口2连通、接口7可以与接口9连通。具体而言,第一循环回路中的第一传热介质流向的流通路径依次为:电池集液箱113、水泵17a、接口1、接口2、水泵17b、散热器131、接口7、接口9、功率器件集液箱153、接口10、接口4,如此循环往复,可以通过自然散热方式散发电池111和功率器件151的产生热量,从而使得电池111和功率器件151保持在相对适宜温度下运行,充分发挥电池111和功率器件151的性能。
第二部分的循环回路是由压缩机121、冷凝器122、第二节流阀125和除湿蒸发器126形成的第二循环回路。该循环回路中循环流动的介质也是制冷剂,制冷剂在第二循环回路中的流通路径依次为:压缩机121、冷凝器122、第二节流阀125、除湿蒸发器126。在该第二循环回路中,除湿蒸发器126可以进行除湿,使浸没液冷储能系统中的相关电子器件(如功率器件、线路)在相对干燥的环境中工作,避免发生腐蚀、短路等不良情况。
第三部分的循环回路是由散热模块13和热管理模块12中的冷凝器122形成的第三循环回路,该第三循环回路主要用于将冷凝器122中的热量散热到外界环境中。在该第三循环回路中,十通阀的接口7可以与接口6连通、接口5可以与接口2连通。具体而言,第三循环回路中的第一传热介质流向的流通路径依次为:冷凝器122、接口5、接口2、散热器131、接口7、接口6,如此循环往复,可以通过自然散热方式将冷凝器122中的热量散发到外界环境中。
图10是本申请实施例提供的另一种浸没液冷储能系统中介质的流通路径的示意图。应理解,图10示出了当浸没液冷储能系统运行于冷却模式和除湿模式时,浸没液冷储能系统中第一传热介质和制冷剂的流通路径。
在一些实施例中,浸没液冷储能系统中的热量传递路径可以参考图10中箭头所示的方向,浸没液冷储能系统中的循环回路可以包括以下两个部分,其中,第一部分的循环回路主要用于电池111、功率器件151的散热以及将冷凝器122中的热量排到外界环境中,第二部分的循环回路主要用于浸没液冷储能系统的除湿。
第一部分的循环回路是由储能模块11、热管理模块12中的冷凝器122、散热模块13和功率模块15串联形成的第一循环回路,该第一循环回路可以用于电池111、功率器件151的散热以及将冷凝器122中的热量排到外界环境中。在该第一循环回路中,十通阀的接口10可以与接口2连通、接口7可以与接口4连通、接口1可以与接口6连通、接口5可以与接口9连通。具体而言,第一循环回路中的第一传热介质流向的流通路径依次为:电池集液箱113、水泵17a、接口1、接口6、冷凝器122、接口5、接口9、功率器件集液箱153、接口10、接口2、水泵17b、散热器131、接口7、接口4,如此循环往复,可以通过自然散热方式散发电池111和功率器件151产生的热量,以及将冷凝器122中的热量排到外界环境中。
第二部分的循环回路是由压缩机121、冷凝器122、第二节流阀125和除湿蒸发器126形成的第二循环回路。该循环回路中循环流动的介质也是制冷剂,制冷剂在第二循环回路中的流通路径依次为:压缩机121、冷凝器122、第二节流阀125、除湿蒸发器126。在该第二循环回路中,除湿蒸发器126可以进行除湿,使浸没液冷储能系统中的相关电子器件(如功率器件、线路)在相对干燥的环境中工作,避免发生腐蚀、短路等不良情况。
需要说明的是,在图9所示的浸没液冷储能系统中,十通阀的接口7采用并联的方式,分别连通接口9和接口6,但在实际加工中,接口7的加工成本比较高,因此,在图10所示的浸没液冷储能系统中,可以通过串联的方式连通储能模块11、热管理模块12中的冷凝器122、散热模块13和功率模块15,以减小实际加工过程的中制作复杂度。
以上结合图4至图10介绍了当阀体组件14为十通阀时,浸没液冷储能系统中介质的流通路径。下面将结合图11至图14介绍,当阀体组件14为八通阀时,浸没液冷储能系统中介质的流通路径
图11是本申请实施例提供的另一种浸没液冷储能系统中介质的流通路径的示意图。
在图11中,功率模块15(功率器件集液箱153)与冷凝器122可以串联在同一个管路中,从而可以节省两个接口。即在本申请提供的示例中,阀体组件14可以具有八个接口,并且每个接口均能与其他接口中的至少一个连通或断开。或者可以理解的是,每个接口都能够与其他任一个接口连通或断开,并且每个接口能够同时与至少两个接口连通。需要说明的是,在本申请提供的示例中,功率模块15(功率器件集液箱153)可以位于冷凝器122的前端,使得第一传热介质首先流经功率器件集液箱153,然后再流经冷凝器122。当然,在其他的示例中,功率模块15(功率器件集液箱153)也可以位于冷凝器122的后端,使得第一传热介质首先流经冷凝器122,然后再流经功率器件集液箱153,本申请对此不作限制。
在实际应用中,可根据实际需求对阀体组件14中不同接口的连通状态进行有效调整。
图11示出了当浸没液冷储能系统运行于冷却模式和除湿模式,如电池温度大于第二预设值且机柜中空气的湿度大于第三预设值时,浸没液冷储能系统中介质的流通路径。与图4所示的流通路径类似地,浸没液冷储能系统中的第一传热介质和制冷剂的传递路径可以参考图11中箭头所示的方向,浸没液冷储能系统中的循环回路可以包括以下四个部分:
第一部分的循环回路是由压缩机121、冷凝器122、第一节流阀123和蒸发器124形成的第一循环回路。该循环回路中循环流动的介质为制冷剂,制冷剂在第一循环回路中的流通路径依次为:压缩机121、冷凝器122、第一节流阀123、蒸发器124。在该第一循环回路中,冷凝器122温度较高,需要进行散热;蒸发器124处于较低温度,可以对电池111进行降温。
第二部分的循环回路是由压缩机121、冷凝器122、第二节流阀125和除湿蒸发器126形成的第二循环回路。该循环回路中循环流动的介质也是制冷剂,制冷剂在第二循环回路中的流通路径依次为:压缩机121、冷凝器122、第二节流阀125、除湿蒸发器126。在该第二循环回路中,除湿蒸发器126可以进行除湿,使浸没液冷储能系统中的相关电子器件(如功率器件)在相对干燥的环境中工作,避免发生腐蚀、短路等不良情况。
第三部分的循环回路是由储能模块11和热管理模块12中的蒸发器124形成的第三循环回路,该第三循环回路主要是利用蒸发器124对电池111进行散热。在该第一循环回路中,八通阀的接口1可以与接口8连通、接口3可以与接口4连通,第一传热介质的流通路径依次为:电池集液箱113、水泵17a、接口1、接口8、蒸发器124、接口3、接口4。应理解,在该第一循环回路中,第一传热介质和制冷剂可以在蒸发器124中进行换热,从而可以降低第一传热介质的温度,进而可以对电池111进行降温。
第四部分的循环回路是由热管理模块12中的冷凝器122、功率模块15和散热模块13形成的第四循环回路,该第四循环回路主要是对功率器件151和冷凝器122进行散热。在该第四循环回路中,八通阀的接口7可以与接口6连通,接口5可以与接口2连通。第一传热介质的流通路径依次为:冷凝器122、功率器件集液箱153、接口5、接口2、水泵17b、散热器13151、接口7、接口6,从而实现功率器件151和冷凝器122的冷却,可以使功率器件151在相对适宜温度下工作。
需要说明的是,在图11中,电热器16处于关闭状态。
另外,在其他的示例中,电池111也可以通过散热器131进行降温。例如,可以将阀体组件14中的接口7与接口4接通、将接口1与接口2接通。此时,第一传热介质的流通路径还包括:电池集液箱113、水泵17a、接口1、接口2、水泵17b、散热器131、接口7和接口4。
图12是本申请实施例提供的另一种浸没液冷储能系统中介质的流通路径的示意图。应理解,图12示出了当浸没液冷储能系统运行于加热模式时,浸没液冷储能系统中第一传热介质的流通路径。
应理解,在冬季低温场景下,电池温度小于第一预设值时,电池111需要进行加热,功率器件151需要散热,因此,在一些实施例中,可以将储能模块11与功率模块15串联,电池111可以直接获取功率器件151的热量,进行热回收,即储能模块11可以回收利用功率模块15产生的热量,从而可以减小浸没液冷储能系统的能耗,节约成本。
与图6所示的流通路径类似地,浸没液冷储能系统中的第一传热介质传递路径可以参考图12中箭头所示的方向,在浸没液冷储能系统中可以将储能模块11与功率模块15串联,形成第一循环回路,在该第一循环回路中,八通阀的接口5可以与接口4连通、接口1可以与接口6连通。具体而言,第一传热介质的流通路径依次为:功率器件集液箱153、接口5、接口4、电池集液箱113、接口1、接口6,如此循环往复,电池111可以利用功率器件151产生的热量,从而使得电池111和功率器件151保持在相对适宜温度下运行,充分发挥电池111和功率器件151的性能。
在一些实施例中,当功率器件151产生的热量无法满足电池111需要的热量时,可以启动该电热器16,对第一循坏回路中的第一传热介质进行加热,并可以通过第一循坏回路传递回电池集液箱113内,从而可以起到加热电池111的作用。
图13是本申请实施例提供的另一种浸没液冷储能系统中介质的流通路径的示意图。应理解,图13示出了当浸没液冷储能系统运行于加热模式和除湿模式时,浸没液冷储能系统中第一传热介质和制冷剂的流通路径。
与图7所示的通路径类似地,在冬季低温且湿度较高的场景下,电池温度小于第一预设值且环境机柜中空气的湿度大于第三预设值湿度时,浸没液冷储能系统中的第一传热介质和制冷剂传递路径可以参考图13中箭头所示的方向,浸没液冷储能系统中的循环回路包括以下四个部分:
第一部分的循环回路是由压缩机121、冷凝器122、第一节流阀123和蒸发器124形成的第一循环回路。该循环回路中循环流动的介质为制冷剂,制冷剂在第一循环回路中的流通路径依次为:压缩机121、冷凝器122、第一节流阀123、蒸发器124。
第二部分的循环回路是由压缩机121、冷凝器122、第二节流阀125和除湿蒸发器126形成的第二循环回路。该循环回路中循环流动的介质也是制冷剂,制冷剂在第二循环回路中的流通路径依次为:压缩机121、冷凝器122、第二节流阀125、除湿蒸发器126。
第三部分的循环回路是由储能模块11、功率模块15和热管理模块12中的冷凝器122组成的第三循环回路。该第三循环回路可以对电池111的加热以及功率器件151的散热。在该第三循环回路中,八通阀的接口5可以与接口4连通、接口1可以与接口6连通,具体而言,第三循环回路中的第一传热介质流向的流通路径依次为:电池集液箱113、水泵17a、接口1、接口6、冷凝器122、功率器件集液箱153、接口5、接口4,如此循环往复,可以实现对电池111的加热和功率器件151的散热。
第四部分的循环回路是由散热模块13与热管理模块12中的蒸发器124形成的第四循环回路,该第四循环回路主要是将蒸发器124中的冷空气通过散热模块13中的散热器131散发到外界环境中。在该第四循环回路中,八通阀的接口7可以与接口8连通,接口3可以与接口2连通,具体而言,第四循环回路中的第一传热介质流向的流通路径依次为:蒸发器124、接口3、接口2、水泵17b、散热器131、接口7、接口8,如此循环往复,将蒸发器124中的冷空气散发到外界环境中。
在一些实施例中,当功率器件151和冷凝器122产生的热量无法满足电池111需要的热量时,可以启动电热器16,对经流电池集液箱113的第一传热介质进行加热,从而可以起到加热电池111的作用。
图14是本申请实施例提供的另一种浸没液冷储能系统中介质的流通路径的示意图。应理解,图14示出了当浸没液冷储能系统运行于冷却模式时,浸没液冷储能系统中第一传热介质的流通路径。
应理解,当电池环境温度大于第二预设值,在对电池111和功率器件151进行散热时,可以依靠自然散热方式进行散热,即仅依靠散热器131对电池111和功率器件151进行散热。
与图8所示的流通路径类似地,浸没液冷储能系统中的第一传热介质传递路径可以参考图14中箭头所示的方向。在浸没液冷储能系统中可以将储能模块11、功率模块15和散热模块13可以串联,形成第一循环回路,在该第一循环回路中,八通阀的接口5可以与接口2连通、接口7可以与接口4连通、接口1可以与接口6连通。具体而言,第一循环回路中的第一传热介质流向的流通路径依次为:电池集液箱113、水泵17a、接口1、接口6、冷凝器122、功率器件集液箱153、接口5、接口2、水泵17b、散热器131、接口7、接口4,如此循环往复,可以通过自然散热方式散发电池和功率器件的产生热量,从而使得电池111和功率器件151保持在相对适宜温度下运行,充分发挥电池111和功率器件151的性能。
可以理解的是,在图4至图14中,浸没液冷储能系统均采用一个阀体组件的形式。另外,在其他的示例中,阀体组件14的数量也可以是两个、三个或者更多个。
例如,如图15至图18所示,本申请实施还提供了一种包括两个阀体组件14的浸没液冷储能系统。也就是说,阀体组件14可以包括阀体14a和阀体14b。其中,阀体14a和阀体14b均为四通阀。即在每个阀体中均具有四个接口,并且每个接口均能与其他接口中的至少一个连通或断开。或者可以理解的是,每个接口都能够与其他任一个接口连通或断开,并且每个接口能够同时与至少两个接口连通。或者可以理解的是,可以使用两个四通阀来代替上述的一个八通阀,从而具有高的灵活性。应理解,相对于十通阀和八通阀而言,四通阀的生产制作相对较为简单,因此四通阀的应用更为广泛。
在实际应用中,可根据实际需求对阀体组件14中不同接口的连通状态进行有效调整。
图15是本申请实施例提供的一种浸没液冷储能系统中介质的流通路径的示意图。应理解,图15示出了当浸没液冷储能系统运行于冷却模式和除湿模式时,浸没液冷储能系统中第一传热介质和制冷剂的流通路径。
与图4、图10所示的流通路径类似地,当电池温度大于第二预设值且机柜中空气的湿度大于第三预设值时,浸没液冷储能系统中的第一传热介质和制冷剂传递路径可以参考图15中箭头所示的方向,浸没液冷储能系统中的循环回路可以包括以下四个部分:
第一部分的循环回路是由压缩机121、冷凝器122、第一节流阀123和蒸发器124形成的第一循环回路。该循环回路中循环流动的介质为制冷剂,制冷剂在第一循环回路中的流通路径依次为:压缩机121、冷凝器122、第一节流阀123、蒸发器124。在该第一循环回路中,冷凝器122温度较高,需要进行散热;蒸发器124处于较低温度,可以对电池111进行降温。
第二部分的循环回路是由压缩机121、冷凝器122、第二节流阀125和除湿蒸发器126形成的第二循环回路。该循环回路中循环流动的介质也是制冷剂,制冷剂在第二循环回路中的流通路径依次为:压缩机121、冷凝器122、第二节流阀125、除湿蒸发器126。在该第二循环回路中,除湿蒸发器126可以进行除湿,使浸没液冷储能系统中的相关电子器件(如功率器件、线路)在相对干燥的环境中工作,避免发生腐蚀、短路等不良情况。
第三部分的循环回路是由储能模块11和热管理模块12中的蒸发器124形成的第三循环回路,该第三循环回路主要是利用蒸发器124对电池111进行散热。在该第一循环回路中,第一传热介质的流通路径依次为:电池集液箱113、水泵17a、接口1、接口4、蒸发器124、接口8、接口5。应理解,在该第一循环回路中,第一传热介质和制冷剂可以在蒸发器124中进行换热,从而可以降低第一传热介质的温度,进而可以对电池111进行降温。
第四部分的循环回路是由热管理模块12中的冷凝器122、功率模块15和散热模块13形成的第四循环回路,该第四循环回路主要是对功率器件151和冷凝器122进行散热。在该第四循环回路中,第一传热介质的流通路径依次为:冷凝器122、功率器件集液箱153、接口7、接口6、水泵17b、散热器13151、接口1、接口3,从而实现功率器件151和冷凝器122的冷却,可以使功率器件151在相对适宜温度下工作。
图16是本申请实施例提供的另一种浸没液冷储能系统中介质的流通路径的示意图。应理解,图16示出了当浸没液冷储能系统运行于加热模式时,浸没液冷储能系统中第一传热介质的流通路径。
应理解,在冬季低温场景下,电池温度小于第一预设值时,电池111需要进行加热,功率器件151需要散热,因此,在一些实施例中,可以将储能模块11与功率模块15串联,电池111可以直接获取功率器件151的热量,进行热回收,即储能模块11可以回收利用功率模块15产生的热量,从而可以减小浸没液冷储能系统的能耗,节约成本。
在一些实施例中,与图6、图12所示的流通路径类似地,当电池温度小于第一预设值时,浸没液冷储能系统中的第一传热介质传递路径可以参考图16中箭头所示的方向,在浸没液冷储能系统中可以将储能模块11与功率模块15串联,形成第一循环回路,在该第一循环回路中,第一传热介质的流通路径依次为:电池集液箱113、水泵17a、接口2、接口3、冷凝器122、功率器件集液箱153、接口7、接口5,如此循环往复,电池111可以利用功率器件151产生的热量,从而使得电池111和功率器件151保持在相对适宜温度下运行,充分发挥电池111和功率器件151的性能。
需要说明的是,在实际应用中,可以根据需要将第二节流阀125和压缩机121均设置为开启状态。即通过热泵的工作原理,可以使得冷凝器122具有较高的温度,从而向电池111提供热量。另外,也可以根据需要开启电热器16,从而提升电池111的温度。
图17是本申请实施例提供的另一种浸没液冷储能系统中介质的流通路径的示意图。应理解,图17示出了当浸没液冷储能系统运行于加热模式和除湿模式时,浸没液冷储能系统中第一传热介质和制冷剂的流通路径。
与图7、图13所示的流通路径类似地,浸没液冷储能系统中的第一传热介质和制冷剂传递路径可以参考图17中箭头所示的方向,浸没液冷储能系统中的循环回路包括以下四个部分:
第一部分的循环回路是由压缩机121、冷凝器122、第一节流阀123和蒸发器124形成的第一循环回路。该循环回路中循环流动的介质为制冷剂,制冷剂在第一循环回路中的流通路径依次为:压缩机121、冷凝器122、第一节流阀123、蒸发器124。
第二部分的循环回路是由压缩机121、冷凝器122、第二节流阀125和除湿蒸发器126形成的第二循环回路。该循环回路中循环流动的介质也是制冷剂,制冷剂在第二循环回路中的流通路径依次为:压缩机121、冷凝器122、第二节流阀125、除湿蒸发器126。
第三部分的循环回路是由储能模块11、功率模块15和热管理模块12中的冷凝器122组成的第三循环回路。该第三循环回路可以对电池的加热以及功率器件的散热。在该第三循环回路中,第一传热介质流向的流通路径依次为:电池集液箱113、水泵17a、接口2、接口3、冷凝器122、功率器件集液箱153、接口7、接口5,如此循环往复,可以实现对电池111的加热和功率器件151的散热。
第四部分的循环回路是由散热模块13与热管理模块12中的蒸发器124形成的第四循环回路,该第四循环回路主要是将蒸发器124中的冷空气通过散热模块13中的散热器131散发到外界环境中。在该第四循环回路中,第一传热介质流向的流通路径依次为:蒸发器124、接口8、接口6、水泵17b、散热器131、接口1、接口4,如此循环往复,将蒸发器124中的冷空气散发到外界环境中。
图18是本申请实施例提供的另一种浸没液冷储能系统中介质的流通路径的示意图。应理解,图18示出了当浸没液冷储能系统运行于冷却模式时,浸没液冷储能系统中第一传热介质的流通路径。
应理解,在过渡季节(即春秋季节),当电池环境温度大于第二预设值时,在对电池111和功率器件151进行散热时,可以依靠自然散热方式进行散热,即仅依靠散热器131将电池111和功率器件151产生的热量散发到外界环境中。
与图8、图14所示的流通路径类似地,浸没液冷储能系统中的热量传递路径可以参考图18中箭头所示的方向,在该浸没液冷储能系统中可以将储能模块11、功率模块15和散热模块13串联,形成第一循环回路。在该第一循环回路中,第一传热介质流向的流通路径依次为:电池集液箱113、水泵17a、接口2、接口3、冷凝器122、功率器件集液箱153、接口7、接口6、水泵17b、散热器131、接口1、接口4、蒸发器124、接口8、接口5,如此循环往复,可以通过自然散热方式散发电池111和功率器件151产生的热量,从而使得电池111和功率器件151保持在相对适宜温度下运行,充分发挥电池111和功率器件151的性能。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请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申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,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以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (13)
1.一种浸没液冷储能系统,其特征在于,所述浸没液冷储能系统包括储能模块、热管理模块、散热模块、管路系统和阀体组件,其中:
所述储能模块包括电池集液箱、电池胶囊和电池,所述电池集液箱用于容纳所述电池胶囊,所述电池集液箱中填充有第一传热介质,所述第一传热介质用于加热或冷却所述电池胶囊;
所述电池胶囊用于容纳所述电池,所述电池胶囊中填充有第二传热介质,所述第二传热介质用于加热或冷却所述电池;
所述热管理模块用于加热或冷却所述第一传热介质;
所述散热模块用于向外部环境散出所述浸没液冷储能系统所产生的热量;
所述阀体组件和所述管路系统用于连接所述储能模块、所述热管理模块和所述散热模块,所述第一传热介质在所述储能模块、所述热管理模块和所述散热模块之间循环流动。
2.根据权利要求1所述的浸没液冷储能系统,其特征在于,所述浸没液冷储能系统还包括功率模块,
所述功率模块包括功率器件集液箱、功率器件胶囊和功率器件,所述功率器件集液箱用于容纳所述功率器件胶囊,所述功率器件集液箱中填充有所述第一传热介质,所述第一传热介质用于冷却所述功率器件胶囊;
所述功率器件胶囊用于容纳所述功率器件,所述功率器件胶囊中填充有所述第二传热介质,所述第二传热介质用于冷却所述功率器件;
所述功率器件与所述电池电连接。
3.根据权利要求2所述的浸没液冷储能系统,其特征在于,所述电池胶囊和所述功率器件胶囊的内表面设置有散热翅片,或者,所述电池胶囊和所述功率器件胶囊外表面设置有散热翅片,或者,所述电池胶囊和所述功率器件胶囊的内外表面均设置有散热翅片。
4.根据权利要求1至3任一项所述的浸没液冷储能系统,其特征在于,所述散热模块包括散热器和风扇,所述阀体组件用于连接所述散热器和所述电池集液箱之间,用于接通或断开所述散热器与所述电池集液箱之间的通路。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的浸没液冷储能系统,其特征在于,所述热管理模块包括通过所述管路系统依次连接的压缩机、冷凝器、第一节流阀和蒸发器。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的浸没液冷储能系统,其特征在于,所述浸没液冷储能系统还包括电热器,所述电热器用于加热所述第一传热介质。
7.根据权利要求6所述的浸没液冷储能系统,其特征在于,所述阀体组件和所述管路系统用于连接所述功率模块和所述储能模块,所述第一传热介质在所述储能模块、所述热管理模块、所述散热模块和所述功率模块之间循环流动。
8.根据权利要求1所述的浸没液冷储能系统,其特征在于,所述浸没液冷储能系统的运行模式包括加热模式和冷却模式,其中:
响应于所述电池温度小于第一预设值,所述浸没液冷储能系统运行于加热模式,所述热管理模块用于加热所述第一传热介质;
响应于所述电池温度大于第二预设值,所述浸没液冷储能系统运行于冷却模式,所述热管理模块用于冷却所述第一传热介质。
9.根据权利要求8所述的浸没液冷储能系统,其特征在于,响应于所述浸没液冷储能系统运行于所述加热模式,所述浸没液冷储能系统执行以下至少一个操作:控制所述阀体组件接通所述热管理模块的冷凝器与所述储能模块的电池集液箱之间的通路、控制所述阀体组件接通所述功率模块的功率器件集液箱与所述储能模块的电池集液箱之间的通路、启动电热器;或,
响应于所述浸没液冷储能系统运行于所述冷却模式,所述浸没液冷储能系统执行以下至少一个操作:控制所述阀体组件接通所述储能模块的电池集液箱与所述散热模块的散热器之间的通路、控制所述阀体组件接通所述储能模块的电池集液箱与所述热管理模块的蒸发器之间的通路。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的浸没液冷储能系统,其特征在于,所述热管理模块包括第二节流阀和除湿蒸发器,所述压缩机、所述冷凝器、所述第二节流阀和所述除湿蒸发器通过所述管路系统依次连接形成除湿回路,响应于所述电池集液箱中空气的湿度大于第一阈值,所述除湿回路用于降低所述电池集液箱中空气的湿度或所述功率器件集液箱中空气的湿度。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的浸没液冷储能系统,其特征在于,所述电池部分或全部沉浸于所述第二传热介质中。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的浸没液冷储能系统,其特征在于,所述电池胶囊为全密封结构。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的浸没液冷储能系统,其特征在于,所述第一传热介质包括以下任意一种:油类、氟化液、乙二醇水溶液、纳米流体、相变乳液,所述第二传热介质为油类工质和/或氟化液类工质。
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