CN116799367A - 一种储能系统及温度调节方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种储能系统及温度调节方法,应用于储能技术领域。储能系统包括电池舱、温度调节装置和控制系统。其中,电池舱包括多个电池簇,每个电池簇均由在同一高度的多个电池模组组成,每个电池模组的进液端与温度调节装置的进液管连接,出液端与温度调节装置的出液管连接。温度调节装置的进液管与多个电池簇对应的多个温控阀门连接,根据温控阀门的目标开度值,调节流入每个温控阀门对应的电池簇中每个电池模组的冷却液量。且温控阀门的开度值由控制系统控制。如此,实现在不需要增加直流变流器的情况下,能够解决簇内和簇间的储能电池的电压一致性差的问题,实现在不增加成本的基础上,解决储能电池在充放电过程中形成的环流问题。
Description
技术领域
本申请涉及储能技术领域,尤其涉及一种储能系统及温度调节方法。
背景技术
储能系统的核心是储能电池。大容量、高功率的储能系统随温度变化较大,长时间在高温或低温环境都会影响储能电池的寿命和性能。因此,储能系统常采用专门的温度调节装置,比如液冷机组,调节储能电池的温度至合适的温度。
但目前采用温度调节装置调节的储能电池之间温度不均匀,导致储能电池之间在充放电过程中形成较大环流,影响储能系统性能。为解决环流问题,常需要增加直流变换器来均衡不同储能电池之间的温度,导致成本增加。
发明内容
本申请提供一种储能系统及温度调节方法,旨在不增加直流变换器的条件下,解决储能电池之间环流问题,降低成本。
本申请提供了一种储能系统,所述储能系统包括:所述系统包括:电池舱、温度调节装置和控制系统,
所述电池舱包括多个电池簇,所述电池簇由在同一高度的多个电池模组组成,所述多个电池模组的进液端,与所述温度调节装置的进液管连接,所述多个电池模组的出液端与所述温度调节装置的出液管连接;
所述温度调节装置的进液管与所述多个电池簇对应的多个温控阀门连接,用于根据所述多个温控阀门中每个温控阀门的目标开度值,调节流入每个所述温控阀门对应的电池簇中每个电池模组的冷却液量,1个所述电池簇对应1个所述温控阀门,所述目标开度值用于使电池簇的电芯温度在预设电芯温度范围内;
所述控制系统与所述多个温控阀门连接,用于确定所述多个温控阀门中每个温控阀门对应的目标开度值,并调节所述多个温控阀门的开度值,使每个所述温控阀门的开度值为所述目标开度值。
可选地,所述控制系统包括第三子控制系统、第二子控制系统和第一子控制系统;
所述第一子控制系统包括与每个所述电池模组连接的模组级控制器,一个所述电池模组对应一个所述模组级控制器,所述模组级控制器用于将所述电池模组的电芯温度,发送至所述电池模组对应的簇级控制器进行汇总;
所述第二子控制系统包括与每个所述电池簇连接的簇级控制器,一个所述电池簇对应一个所述簇级控制器,所述簇级控制器汇总所述电池簇中多个所述电池模组的电芯温度,获取所述电池簇的电芯温度;并将每个所述电池簇的电芯温度发送至所述第三子控制系统;
所述第三子控制系统用于根据每个所述电池簇的电芯温度,确定所述温控阀门的所述开度值,并根据所述温控阀门的所述开度值和所述标识信息,生成第三开度指令,并将所述第三开度指令发送至所述第二子控制系统的所述簇级控制器;
所述第二子控制系统的所述簇级控制器响应于获取所述第三开度指令,生成所述第二开度指令,所述第二开度指令用于使多个所述温控阀门的开度调节至对应的目标开度值。
可选地,所述电池舱包括第一子电池舱和第二子电池舱,所述第一子电池舱通过隔热舱与所述第二子电池舱连接;
所述第一子电池舱包括第一垂直面排列的m个所述电池簇,和与所述m个电池簇连接的m个所述温控阀门,所述第二子电池舱包括沿第二垂直面排列的m个所述电池簇,和与所述m个电池簇连接的m个所述温控阀门,m为大于等于2的随机数,且m为整数。
可选地,所述温度调节装置为液冷机组。
可选地,所述温控阀门为步进电机阀门,所述步进电机阀门的开度调节精度为1%,和初始开度值为80%。
第二方面,本申请提供了一种温度调节方法,所述方法包括:
确定与所述多个电池簇对应的多个温控阀门的目标开度值,1个所述电池簇对应1个所述温控阀门的目标开度值,所述目标开度值用于使所述电池舱中所述多个电池簇的电芯温度都在预设电芯温度范围内;
调节所述多个温控阀门的开度值,使所述多个温控阀门的开度值为目标开度值;
触发所述温度调节装置根据所述多个温控阀门的目标开度值,调节流入所述温控阀门对应的电池簇中每个电池模组的冷却液量;
所述多个电池簇位于同一电池舱,每个所述电池簇均由在同一高度的多个电池模组组成,所述多个电池模组的进液端,与所述温度调节装置的进液管连接,所述多个电池模组的出液端与所述温度调节装置的出液管连接。
可选地,所述根据多个电池簇中每个电池模组的电芯温度,确定所述多个温控阀门中每个温控阀门的目标开度值,包括:
获取所述多个电池簇中每个所述电池模组的电芯温度;
根据每个所述电池模组的电芯温度,获取所述多个电池簇的电芯温度;
根据所述多个电池簇的电芯温度,确定所述多个温控阀门的目标开度值;
可选地,所述根据多个所述电池簇的电芯温度,确定多个所述温控阀门的目标开度值,包括:
根据多个所述电池簇的电芯温度,确定所述平均电芯温度;
确定多个所述电池簇中每个所述电池簇的电芯温度与所述平均电芯温度的温差;
当所述温差绝对值大于预设温差阈值内时,根据所述温差,基于预先创建的温差与温控阀门开度变化值的映射关系,确定多个所述温控阀门的目标开度值;
当所述温差绝对值小于所述预设温差阈值时,所述多个温控阀门的当前开度值作为所述目标开度值。
可选地,所述根据所述温差,基于预先创建的温差与温控阀门变化值的映射关系,确定多个所述温控阀门的目标开度值,包括:
根据所述温差的绝对值,基于预先创建的不同充放电功率下,温差绝对值与温控阀门变化值的映射关系,确定所述温控阀门的开度变化值;
当所述温差大于0时,将所述温控阀门的所述当前开度值减去所述温控阀门的开度变化值,得到所述温控阀门的目标开度值;
当所述温差小于0时,将所述温控阀门的所述当前开度值加上所述温控阀门的开度变化值,得到所述温控阀门的目标开度值。
可选地,所述方法还包括:
监测所述电池舱的温度;
当所述电池舱的电芯温度低于预设可运行温度时,向所述第一子电池舱发送开指令,以使所述第一子电池舱的全部所述温控阀门处于打开状态,向所述第二子电池舱发送关指令,以使所述第二子电池舱的全部所述温控阀门处于关闭状态;向所述温度调节装置发送加热指令,以使所述温度调节装置通过增加注入所述第一子电池舱的冷却液温度,提高所述第一子电池舱的电芯温度;
所述电池舱包括所述第一子电池舱和所述第二子电池舱,所述第一子电池舱通过隔热舱与所述第二子电池舱连接,所述第一子电池舱包括第一垂直面排列的m个所述电池簇,和与所述m个电池簇连接的m个所述温控阀门,所述第二子电池舱包括沿第二垂直面排列的m个所述电池簇,和与所述m个电池簇连接的m个所述温控阀门,m为大于等于2的随机数,且m为整数。
可选地,所述方法还包括:
当所述第一子电池舱的电芯温度达到预设可运行温度时,保持所述温度调节装置注入所述第一子电池舱的冷却液温度,向所述第一子电池舱对应第一充放电模块发送充放电指令,以使所述第一充放电模块响应于所述充放电指令,执行充放电循环操作;
响应于接收到第一充放电模块发送的已执行指令,向所述第二子电池舱发送开指令,打开所述第二子电池舱的全部所述温控阀门,以利用所述第一充放电模块执行放电操作后释放的热量给所述第二子电池舱加热,所述已执行指令指示所述第一充放电模块执行充放电操作。
可选地,所述方法还包括:
当所述第一子电池舱的电芯温度高于预设可运行温度时,向所述温度调节装置发送制冷补偿指令,使所述温度调节装置响应于所述制冷补偿指令,降低所述进液管的进入所述第一子电池舱对应的所述电池模组的冷却液温度,以降低所述第一子电池舱的电芯温度至可运行温度;
当所述第一子电池舱的电芯温度低于预设可运行温度时,向所述第二子电池舱对应的所述温控阀门发送减少开度指令,使所述温控阀门响应于所述减少开度指令,降低所述温控阀门的开度值;所述减少开度指令包括所述温控阀门的待减少开度值。
可选地,所述方法还包括:
监测所述第二子电池舱的电芯温度;
当所述第一充放电模块充放电循环操作结束,且所述第二子电池舱的电芯温度达到所述预设可运行温度时,启动所述第二子电池舱;
当所述第一充放电模块充放电循环操作结束,但所述第二子电池舱的电芯温度未达到所述预设可运行温度时,向所述温度调节装置发送加热补偿指令,使所述温度调节装置响应于所述加热补偿指令,增加所述进液管的进入所述第二子电池舱对应的所述电池模组的冷却液温度,以增加所述第二子电池舱的电芯温度至可运行温度。
可选地,所述方法还包括:
初始化所述多个温控阀门的开度值,使所述温度调节装置按照所述初始后的所述多个温控阀门的开度值,向所述电池模组注入冷却液;
获取所述温控阀门对应的电池簇的初始电芯温度;
当所述初始电芯温度不属于目标温度范围内,调节向所述温控阀门对应的所述电池模组注入的冷却液温度,以调节所述初始电芯温度至所述目标温度范围内;
当所述初始电芯温度在所述目标温度范围内,调节多个所述温控阀门的开度值,使所述多个温控阀门中每个温控的开度值为所述目标开度值。
可选地,所述初始化所述多个温控阀门的开度值,包括:
当所述电池舱的电芯温度大于或等于预设可运行温度时,初始化所述温控阀门。
可选地,所述温控阀门为步进电机阀门,所述步进电机阀门的开度调节精度为1%,和初始开度值为80%。
本申请提供了一种储能系统及温度调节方法。其中,储能系统包括电池舱、温度调节装置和控制系统。其中,电池舱包括多个电池簇,每个电池簇均由在同一高度的多个电池模组组成,每个电池模组的进液端与温度调节装置的进液管连接,出液端与温度调节装置的出液管连接。如此,每个电池簇均沿水平布置,解决了高度对进液管端的液体压力产生影响。因此能够解决不同压力导致注入同一电池簇的多个电池模组之间的液体流速不同的问题,从而解决了同一电池簇中多个电池模组电芯温度差异,导致多个电池模组的电压不一致问题,避免了簇内的储能电池在充放电过程形成环流问题。
温度调节装置的进液管与多个电池簇对应的多个温控阀门连接,根据温控阀门的目标开度值,调节流入每个温控阀门对应的电池簇中每个电池模组的冷却液量。且温控阀门的开度值由控制系统控制。由于不同电池簇,高度不同,电池簇对应的目标开度值也不相同,本申请通过控制系统独立调节每个温控阀门的开度值,使每个温控阀门调整至对应的目标开度值,从而精准控制各电池簇的电芯温度,减少簇间电芯温差。
因此,本申请提供的储能系统在不需要增加直流变流器的情况下,能够解决簇内和簇间的储能电池的电压一致性差的问题,即能够实现在不增加成本的基础上,解决储能电池在充放电过程中形成的环流问题。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种目前常用的储能系统结构示意图;
图2为本申请实施例提供的一种储能系统的结构示意图;
图3为本申请实施例提供的一种储能系统的结构示意图;
图4为本申请实施例提供的一种簇级温控策略的方法流程图;
图5为本申请实施例提供的一种控制系统示意图;
图6为本申请实施例提供的另一种低温运行加热控制策略流程图。
具体实施方式
为了便于技术人员理解本申请实施例的技术方案,首先对本申请实施例涉及的技术术语进行解释说明。
储能系统:储能系统用于实现电能的存储与释放。储能系统可以作为独立的系统接入电网,对电网起到削峰填谷、无功补偿等作用,也可以与新能源发电一起组成风光储系统,平滑发电侧新能源并网功率等。
储能系统的核心是储能电池。目前使用的储能系统容量大,功率高,且随温度变化较大。如果储能系统长时间在高温或者低温环境下工作,会影响储能电池的寿命和性能。因此,储能系统常与温度调节装置共同作用,利用温度调节装置调节储能系统的温度,使储能电池工作在合适的温度下。
储能系统中的温度调节装置可以为液冷机组,其中液冷机组包括压缩机、热交换器、冷凝器、水泵和控制器等,水泵产生冷却液,在热交换器内吸收冷却液的热量并汽化成蒸汽,压缩机不断将产生的蒸汽从热交换器中抽出,进行压缩,将压缩后的高温、高压蒸汽传送到冷凝器中;冷凝器将高温、高压蒸汽放热冷凝成高压液体,在经节流机构降压后进入热交换器,再次汽化,吸收冷却液热量,如此循环,实现对储能系统的温度调节。控制器用于检测流入储能系统的冷却液温度。温度调节装置还可以为其他类型的冷媒,比如风冷系统等,控制原理与液冷机组相同,这里不再赘述。
下面以液冷机组为例,介绍一下现有储能系统,用于与本申请提供的储能系统比对。
参见图1所示,为本申请实施例提供的一种目前常用的储能系统结构示意图。储能系统由储能系统(也可称作电池舱)100和液冷机组101组成。电池舱100包括第一子电池舱1001、电气舱1002和第二子电池舱1003,第一子电池舱1001通过电池舱1002与第二子电池舱1003连接。第一子电池舱1001和第二子电池舱1003均包括m个电池簇,每个电池簇都包括n个电池模组(也即图示中的PACk)。m≥2,且m为整数;n≥2,且n为整数。图示中m为3个,n为8个,仅为示意性表示,并不对数量,以及m和n之间的数量关系限定。
储能系统中所有电池模组的进液端都与液冷机组的进水管(也即温度调节装置的进液管)连接,出液端都与液冷机组的回水管(也即温度调节装置的出液管)连接。液冷机组通过进水管将水注入储能系统的全部电池模组中,并接收储能系统的全部电池模组中的水,以实现通过水循环,调节储能系统的电芯温度。
然而通过分析发现,利用该储能系统进行充放电时,储能电池之间一般会形成较大环流,导致储能系统性能差。
进一步分析发现:图1所示的电池舱中m个电池簇为同一高度,且每个电池簇中n个电池模组沿同一垂直面排列,垂直面为垂直于水平方向的面。冷液机组的进水管往往安装在底部,水向上流到各分支回路,再流入到各个电池模组后,经过回水管流回液冷机组。但同一垂直方向上,各个电池模组间受高度影响,各个进水管流入各个电池模组的液体压力不同,导致不同高度的进水管,进水流速也不同,制冷效果也存在差异。比如上电池模组的垂直高度大于下电池模组,则上电池模组的进水口压力大于下电池模组的进水口压力,这使得上电池模组的进水管进液速度小于下电池模组的进水管进水流速,从而导致上电池模组的电芯温度大于下电池模组的电芯温度。即同一电池簇的簇内电池模组间电芯温差差异大,电池模组间电压一致性差,导致在储能电池充放电过程中形成环流。
另外,在实际使用时,储能系统由于受不同地区环境和不同季节的影响,其内部上下环温不同。由于顶层受日照影响温度高,顶层的电池模组受到影响更严重,在运行过程中,会进一步增加上下电池模组的电芯温度差,也即温差,从而进一步增大储能电池充放电过程中形成的环流。
针对上述问题,可以在现有方案基础上增加直流变换器来均衡各个电池模组之间电压差,避免图1所示的同一电池簇内电池模组间在充放电过程中产生环流。然而,增加直流变换器会增加成本。
基于此,本申请实施例提供了一种储能系统,通过保证每个电池簇间电芯温度差在预设温差范围,提高了电池簇间的电压一致性,克服了现有技术在电池簇间的储能电池在充放电过程形成的环流问题。利用电池簇是由同一高度多个电池模组组成,避免高度对进液管端的液体压力产生影响,解决不同压力导致注入同一电池簇的多个电池模组之间的液体流速不同的问题,进而解决了同一电池簇中多个电池模组电芯温度差异,从而引起多个电池模组的电压不一致问题,如此避免了簇内的储能电池在充放电过程形成环流问题。
下面以温度调节装置为液冷机组为例,对本申请提供的储能系统进行详细介绍。值得注意的是,其他温度调节装置的工作原理同液冷机组相同。下面介绍的液冷机组的工作原理同样使用与其他温度调节装置。
参见图2,为本申请实施例提供的储能系统示意图。
如图2所示,储能系统包括电池舱103、液冷机组101和控制系统102。
电池舱103包括多个电池簇RACK,分别为RACK1,RACK2,……RACKn,n为正整数,且n≥2。每个电池簇由同一高度的多个电池模组PACK组成,每个电池模组PACK的进液端与液冷机组101的进水管连接,出液端与液冷机组101的回水管连接。液冷机组101通过进水管向电池模组PACK注入预设温度的水,和通过回水管接收电池模组回流的水,形成电池模组内的水循环。如此可以保证注入同一电池簇中每个电池模组的注水参数相同。
注水参数包括进水流速和进水温度。液冷机组101以相同的进水流速和进水温度流入不同的电池模组,会产生相同的制冷效果。也即通过一端时间的水循环制冷后,同一电池簇中每个电池模组的电芯温度相同或相似,使得每个电池模组的电压差小,即簇内具有较好的一致性。由此,可以解决由于簇内每个电池模组的电压一致性差导致环流产生的问题。
液冷机组101的进水管与多个电池簇对应的多个温控阀门连接。例如,RACK1与温控阀门YM1对应,RACK2与YM2对应,……RACKn与YMn对应。
温控阀门的开度值,可以控制注入温控阀门对应的电池模组的进水流速。当注入电池模组的进水温度相同时,进水流速越大,在该电池模组中执行水循环越快,制冷效果越好。因此,通过控制温控阀门的开度值,可以控制电池模组的制冷效果,进而控制电池模组的电芯温度,实现不同电池簇间电芯温度差在预设温差范围内。每个温控阀门对应一个目标开度值,比如YM1对应的目标开度值为a1,YM2对应的目标开度值为a2,……YMn对应的目标开度值为an。a1、a2……an可以为相同值,也可以为不同值。
目标开度值用于使电池簇的电芯温度在预设电芯温度范围内。也即,预先为每个电池簇的电芯温度设定一个电芯温度范围,当电池簇的电芯温度落在预设的电芯温度范围内,每个电池簇间的电芯温度差就会落在预设温差范围。预设的电芯温度范围是一个由多个电池簇的平均电芯温度和预设温差范围确定。比如:预设温差范围为(-2Tx,2Tx),平均电芯温度为Tavg,则预设电芯温度范围可以为:[Tavg-Tx,Tavg+Tx]。平均电芯温度Tavg=(T1+T2+……+Tn)/n。T1,T2,……,Tn分别表示电池舱中的多个电池簇。n为大于等于3的正整数。
液冷机组101根据温控阀门的目标开度值,调节流入每个温控阀门对应的电池簇中每个电池模组的冷却液量。其中,控制系统102确定每个温控阀门的目标开度值。具体的,控制系统102首先确定每个温控阀门的目标开度值,比如YM1的目标开度值为a1,YM2的目标开度值为a2,……YMn的目标开度值为an。
作为一种示例:液冷机组接收到多个温控阀门下发的第一开度指令,确定进水管流入每个温控阀门对应的每个电池模组的进水流速。其中,温控阀门的第一开度指令包括温控阀门的目标开度值和标识信息。标识信息为唯一指示该温控阀门的标识,根据标识信息,液冷机组可以确定流入该温控阀门的进水流速。比如温控阀门YM,其对应的唯一标识符为YMXXXXX0001,目标开度值为90%,则液冷机组根据第一开度指令中包括的唯一标识符,可以找到温控阀门YM,并根据目标开度值,确定流入温控阀门对应的每个电池模组的进水速度。
由于不同电池簇,高度不同,电池簇对应的目标开度值也不相同,本申请通过控制系统独立调节每个温控阀门的开度值,使每个温控阀门调整至对应的目标开度值,从而精准控制各电池簇的电芯温度,减少簇间电芯温差。
如此,每个电池簇均沿水平布置,解决了高度对进液管端的液体压力产生影响。因此能够解决不同压力导致注入同一电池簇的多个电池模组之间的液体流速不同的问题,从而解决了同一电池簇中多个电池模组电芯温度差异,导致多个电池模组的电压不一致问题,避免了簇内的储能电池在充放电过程形成环流问题。此外,温度调节装置的进液管与多个电池簇对应的多个温控阀门连接,根据温控阀门的目标开度值,调节流入每个温控阀门对应的电池簇中每个电池模组的冷却液量。且温控阀门的开度值由控制系统控制。由于不同电池簇,高度不同,电池簇对应的目标开度值也不相同,本申请通过控制系统独立调节每个温控阀门的开度值,使每个温控阀门调整至对应的目标开度值,从而精准控制各电池簇的电芯温度,减少簇间电芯温差。
进一步的,为保证储能电池的在线率,可以将电池舱分为两个舱,分别为第一子电池舱和第二子电池舱。
第一子电池舱包括沿第一垂直面排列的m个电池簇,以及与m个电池簇连接的m个温控阀门。第二子电池舱也包括沿第二垂直面排列的m个电池簇,以及与m个电池簇连接的m个温控阀门,其中一个温控阀门连接一个电池簇。每个电池簇都包括相同数量的电池模组。电池簇中每个电池模组均通过同一温控阀门与液冷机组的进水管连接。m大于等于2的随机数,且m为整数。如此,当第一子电池舱系统故障时,第二子电池舱仍可以继续运行,保证储能电池的在线率。
可选地,第一子电池舱和第二子电池舱通过隔热舱连接。隔热舱可以为电气舱,也可以为其他具有隔热作用的装置。通过隔热舱,可以降低两个子电池舱之间的相互影响。
示例性说明:参见图3,为本申请实施例提供的一种储能系统的结构示意图。该储能系统包括一个液冷机组101、第一子电池舱1001和第二子电池舱1003,第一子电池舱1001和第二子电池舱1003通过电气舱连接。第一子电池舱1001包括5个电池簇,分别为RANK1,RANK2,RANK3,RANK4和RANK5,和5个温控阀门,分别为YM1,YM2,YM3,YM4,YM5。每个电池簇包括5个电池模组(也即图示PACK)。每个电池簇中的电池模组的进液支路通过同一温控阀门连接到冷夜机组的进水管。RANK1中5个电池模组的进液支路通过同一温控阀门YM1连接到冷夜机组的进水管,……,RANK5中5个电池模组的进液支路通过同一温控阀门YM2连接到冷夜机组的进水管。
第二子电池舱1003与第一子电池舱1001具有完全相同的结构,同样包括5个电池簇,分别为RANK6,RANK7,RANK8,RANK9和RANK10,和5个温控阀门,分别为YM6,YM7,YM8,YM9,YM10。每个电池簇包括5个电池模组(也即图示PACK)。每个电池簇中的电池模组的进液支路通过同一温控阀门连接到冷夜机组的进水管。RANK6中5个电池模组的进液支路通过同一温控阀门YM6连接到冷夜机组的进水管,……,RANK10中5个电池模组的进液支路通过同一温控阀门YM10连接到冷夜机组的进水管。
如此,液冷机组可以根据各个温控阀门的开度值,控制流入各温控阀门对应的电池模组的进水速度。即,液冷机组可以根据YM1,控制流入电池簇RANK1对应的电池模组的进水速度。此外,也可通过各个温控阀门的开闭,保证两个子电池舱中一个子电池舱处于工作状态。
采用两个子电池舱组成电池舱的方式,可以实现电池舱的半舱运行,半舱故障检修,提高在线率。并且在低温环境下运行时,可以利用电池自身产生的热量,降低辅助功耗,降低成本。具体低温环境运行时加热控制策略参见图6,这里不在论述。
上述示例中,第二子电池舱和第一子电池舱的结构,仅为示意性说明。本申请并不对第一子电池舱中电池簇的个数,以及电池簇中电池模组的个数限定。
除了上述方式外,本申请还可以通过其他方式使电池舱中多个电池簇间的电芯温度差在预设温差范围内,这里不在进行陈述。
本申请实施例可以通过在储能系统中设置控制系统和温度采集装置,实现温控阀门的开度值自调节,从而调整电池簇间的电芯温度。具体的:温度采集装置采集电池舱中每个电池模组的电芯温度,并将每个电池模组的电芯温度发送给控制系统。控制系统根据每个电池模组的电芯温度,确定电池舱中多个电池簇的电芯温度,并根据电池簇的电芯温度,确定温控阀门的目标开度值。
可选地,温度采集装置可以为多个温度传感器组成的装置,每个温度传感器连接一个电池模组,用于采集电池模组的电芯温度。
可选地,控制系统还根据温控阀门的目标开度值和标识信息,生成第二开度指令,并将第二开度指令发送给多个温控阀门。温控阀门接收到第二开度指令,并获取目标开度值,将当前开度调节至对应的目标开度值。
下面结合图4,详细介绍簇级温控策略。
参见图4,为本申请实施例提供的一种簇级温控策略的方法流程图,该方法以控制系统为执行主体,包括以下步骤:
S41:获取各电池模组的电芯温度。
温度采集装置采集各电池模组的电芯温度,并将其发送给控制系统,使控制系统获取各电池模组的电芯温度。
S42:根据各电池模组的电芯温度,计算各电池簇的电芯温度T和平均电芯温度Tavg。
在本申请实施例中,同一电池簇中各电池模组位于同一高度,也即同一电池簇中各电池模组的进液端支路的进水流速相同。由于同一电池簇,进水管的进水温度相同,同一电池簇中各个电池模组的制冷效果相同,因此,同一电池簇的电池模组的电芯温度相同或在某一温度T0范围内微小波动。
在一种可选的实现方式中,对于同一电池簇,当各电池模组的电芯温度相同,均为Td时,将Td作为该电池簇的电芯温度T;当各电池模组的电芯温度在温度T0范围内微小波动时,可以将T0作为该电池簇的电芯温度T。
在另一种可选的实现方式中,对于同一电池簇,可以利用多个电池模组的电芯温度平均值作为电池簇的电芯温度T。比如:同一电池簇包括5个电池模组,5个电池模组的电芯温度分别为TM1,TM2,TM3,TM4和TM5,则电池簇的电芯温度:
T=(TM1+TM2+TM3+TM4+TM5)/5。
此外,本申请实施例也可以通过曲线拟合的方式,获取电池簇的电芯温度T。或者也可以通过其他方式处理电池模组的电芯温度,获取电池簇的电芯温度。本申请实施例不对具体获取过程限定。
根据获取的各个电池簇的电芯温度T1,T2,……,Tn,确定电池簇的平均电芯温度Tavg=(T1+T2+……+Tn)/n。
S43:判断所有电池簇的电芯温度与平均电芯温度的温差绝对值是否低于预设温差阈值,若是,执行S49,否则执行S44。
电池簇的电芯温度T与平均电芯温度Tavg的温差绝对值为△=|T–Tavg|,预设温差阈值为Tx。如果△T<Tx,也即所有电池簇的电芯温度工作在预设电芯温度范围[Tavg-Tx,Tavg+Tx]内,此时电池舱中各电池簇间的电芯温度低于预设温差范围,不需要对电池簇对应的温控阀门进行调节。即,将当前温控阀门的开度值作为目标开度值。液冷机组的进水管按照目标开度值,向温控阀门对应的电池模组注水。
如果△T≥Tx,表示电池舱中电池簇的电芯温度与其他电池簇间的电芯温度,温差较大,因此,需要对该电池簇对应的温控阀门的开度值进行调整。即通过调整电池簇对应的温控阀门的开度值,调整该电池簇的电芯温度,使其与其他电池簇的电芯温度差在预设温差范围内。
S44:确定各温控阀门的开度变化值。
本申请实施例会通过前期测试,构建不同充放电功率下,温差绝对值与温控阀门变化值的映射关系。在一种可选的实现方式中,预先构建的映射关系可以为一种温度矩阵。比如不同充放电功率P=(p1,p2,p3,……,pn)下,温差绝对值△T(△T1,△T2,……,△Tm)与温控阀门变化值△K的映射矩阵,可以为:
△K=a·P·△TT=a
a为随机数,根据需要可以自行调整,n为统计的不同的充放电功率的个数,m为温控阀门的个数确定的温差数目。n和m均为大于1的正整数,且n和m可以相等,也可以不同。
根据当前充放电功率,以及各电池簇的电芯温度的温差绝对值,可以获取该充放电功率下,各温控阀门的开度变化值△K。
S45:判断电池簇的电芯温度T是否大于平均电芯温度Tavg。若是,执行S46,否则,执行S47。
S46:温控阀门的当前开度值加上开度变化值,得到目标开度值。
当电池簇的电芯温度T大于平均电芯温度Tavg时,即温差大于0时,需要调大温控阀门的当前开度值。具体将温控阀门的当前开度值加上开度变化值,得到目标开度值。
比如:温控阀门的当前开度值为90%,开度变化值为5%,当前电池簇的电芯温度大于平均电芯温度,则温控阀门应该调整至目标开度值大小为90%+5%=95%。
温控阀门的开度值大,液冷机组的进水管进入电池模组的进水流速大,因此,水循环加快,从而降低电池簇的电芯温度,进而使电池簇的电芯温度落在预设电芯温度范围内。
S47:温控阀门的当前开度值减去开度变化值,得到目标开度值。
当电池簇的电芯温度T小于平均电芯温度Tavg时,即温差小于0时,需要减少温控阀门的当前开度值。具体将温控阀门的当前开度值减少开度变化值,得到目标开度值。
比如:温控阀门的当前开度值为90%,开度变化值为5%,当前电池簇的电芯温度小于平均电芯温度,则温控阀门应该调整至目标开度值大小为90%-5%=85%。
温控阀门的开度值小,液冷机组的进水管进入电池模组的进水流速小。因此,水循环慢,电池簇的电芯温度增加,从而使电池簇的电芯温度落在预设电芯温度范围内。
S48:将包含目标开度值的第二开度指令发送至温控阀门,以使温控阀门将当前开度值调整至目标开度值,执行S41。
第二开度指令包括目标开度值,还包括温控阀门的标识信息,根据目标开度值及其对应的标识信息,可以将对应的温控阀门的开度值调整至对应的目标开度值。
当温控阀门的开度值为目标开度值后,控制系统在储能系统运行一段时间后,重新执行上述操作,直至各电池簇的电芯温度与平均电芯温度的温度差的绝对值小于预设温差阈值。
S49:将温控阀门的当前开度值作为目标开度值,进行各电池簇的电芯温度调节。
将温控阀门的当前开度值作为目标开度值,确定流入多个电池模组的进水流速,可以使电池舱中各电池簇的电芯温度差在预设温差范围内。
如此,通过储能系统中控制系统和温度采集装置,对温控阀门的开度值进行自动调节,当温控阀门的开度值为目标开度值时,确定注入该温控阀门的进水速度,能够使温控阀门对应的电池模组的电芯温度在预设温度范围内。
可选地,为保证获取的电池模组的电芯温度满足应用环境需求,可以在正常运行时,首先通过常规温控策略,调节液冷机组进水管的进水温度,使电池簇的电芯温度稳定在目标温度范围内,再启动图4所示的方式簇级温控策略。其中,正常运行是指电池舱的电芯温度大于或等于预设可运行温度。
目标温度范围是指储能系统在应用时,需要满足的温度要求。不同的应用环境,储能系统的温度需求也不完全相同,根据需要可以自行调整。预设可运行温度与目标温度范围不同,预设可运行温度是指储能系统中电池模组的充放电需要满足的温度大小。在本申请实施例中,目标温度范围和预设可运行温度是提前获取的。
下面介绍常规温控策略。
步骤一:正常运行时,控制系统初始化温控阀门的开度值,获取初始开度值。本申请实施例的温控阀门可以选择步进电机阀门,初始开度值设置在80%。温控阀门将开度值调整至初始开度值80%。可选地,开度调节精度为1%。
步骤二:温控阀门将开度值调整至初始开度值。然后,向液冷机组发送初始开度指令,液冷机组根据初始开度值指令,向各电池模组注入水。控制系统获取电池模组对应的电池簇的初始电芯温度。
步骤三:当初始电芯温度不在目标温度范围内,液冷机组调节向温控阀门对应的电池模组注入水的进水温度。在本申请实施例中,液冷机组增加进水温度,来提高电池簇的电芯温度,直至电池簇的电芯温度在目标温度范围内。
如果初始电芯温度在目标温度范围内,液冷机组启动簇级进水流速调节温度。也即液冷机组启动根据多个温控阀门的目标开度值,确定进液管流入多个电池模组的注液参数。
下面对控制系统进行详细介绍。
在一中可选的实现方式中,控制系统包括第一子控制系统、第二子控制系统和第三子控制系统。其中,第一子控制系统为模组级控制器BMU,BMU个数与电池舱中电池模组的个数相同,一个电池模组连接一个BMU。BMU用于将温度采集模块采集的电池模组的电芯温度,发送至对应的簇级控制器进行汇总,获得电池簇的电芯温度。
第二子控制系统为簇级控制器CMU,一个CMU连接一个电池簇,用于根据多个电池模组的电芯温度,获取各个电池簇的电芯温度,发送至系统控制器。此外,CMU还与电池簇对应的温控阀门连接,用于控制温控阀门的开度。
第三子控制系统为系统控制器SMU。SMU会将电池簇的电芯温度进行处理,获取平均电池簇电芯温度,并确定每个温控阀门的开度值以及标识信息。根据温控阀门的开度值和标识信息,生成第三开度指令,发送给第二子控制系统的CMU。可选地,第三子控制系统为液冷机组自身携带的控制系统。
第二子控制系统,根据获取的第三开度值,控制各电池簇对应的温控阀门的开度值。具体生成第二开度指令,发送给温控阀门,调整温控阀门的开度值。
参见图5,为本申请实施例提供的一种控制系统示意图。在控制系统中,第一控制系统包括多个模组级控制器,具体分为五类,分别为BMU1,BMU2,BMU3,BMU4和BMU5。BMU1获取距离温控阀门最近的电池模组的电芯温度,BMU2获取离温控阀门的距离排在第二位的电池模组的电芯温度,BMU3获取离温控阀门的距离排在第三位的电池模组的电芯温度,BMU4获取离温控阀门的距离排在倒数第二位的电池模组的电芯温度,BMU5获取离温控阀门的距离最远的电池模组的电芯温度。每类模组级控制器的个数由电池簇的个数确定。
第二子控制系统包括CMU1,……,CMU10。CMU1用于获取温控阀门YM1对应的模组级控制器发送的电池模组的电芯温度,CMU2用于获取温控阀门YM2对应的模组级控制器发送的电池模组的电芯温度,依次类推。
第三子控制系统为液冷机组的控制系统SMU。用于接收CMU1,……,CMU10发送的电池簇的电芯温度,并进行处理,获取电池簇的平均电芯温度。并根据电池簇的电芯温度与平均电芯温度的关系,确定温控阀门的开度值,并根据开度值和标识信息,生成第三开度指令,发送至CMU。除此之外,本申请的SMU,还用于执行常规温控策略。
第二子控制系统的CMU根据SMU发送的第三开度指令,确定温控阀门的开度值,生成第二开度指令。
在本申请实施例中,为保证电池舱中每个电池模组都工作在预设可运行温度下,需要提供一种低温运行加热控制策略。当电池舱的温度低于预设可运行温度时,一种对电池舱加热控制控制策略,目的使电池舱中各电池模组工作在预设可运行温度范围。
在一种可能的实现方式中,可以利用液冷机组对电池舱中每个电池模组的电芯加热,当加热到预设可运行温度范围内,电池模组开始充放电。然而,在运行过程中,因为电芯发热又需要通过液冷机组制冷给电芯降温。因此,在低温下给整个电池舱中所有电池模组加热非常耗电。
在另一种可实现的方式中,本申请提供另一种低温运行加热控制策略,运行在包括第一子电池舱和第二子电池舱的储能系统中。该控制策略消耗电能少。储能系统结构如上文所述,这里不在论述。
可选的,控制系统检测电池舱的温度,当电池舱的电芯温度低于预设可运行温度时,向第一子电池舱发送开指令,并向第二子电池舱发送关指令,同时向控制系统发送加热指令。第一子电池舱根据开指令打开所有温控阀门,第二子电池舱根据关指令,关闭所有温控阀门。液冷机组根据加热指令,增加注入第一子电池舱的进水温度,提高第一子电池舱的电芯温度,以使第一子电池舱的电芯温度达到预设可运行温度。
在一种可选地实现方式中,当第一子电池舱的电芯温度达到预设可运行温度时,保持液冷机组注入第一子电池舱的进水温度。并向第一子电池舱对应第一充放电模块发送充放电指令。第一充放电模块响应于充放电指令,执行充放电循环操作。利用充放电操作,控制第一子电池舱的电芯温度。
控制系统接收到第一充放电模块发送的已执行指令,向第二子电池舱发送开指令,打开第二子电池舱的全部所述温控阀门。目的是利用第一充放电模块执行放电操作后释放的热量给第二子电池舱加热。已执行指令指示所述第一充放电模块执行充放电操作。如此,使第二子电池舱的电芯温度满足预设可运行温度。
在一种可选地实现方式中,当第一子电池舱的电芯温度高于预设可运行温度时,液冷机组进行制冷补偿,即液冷机组降低进液管的进入第一子电池舱对应的电池模组的进水温度。当第一子电池舱的电芯温度低于预设可运行温度时,减少第二子电舱的温控阀门的开度。
在一种可选的实现方式中,
控制系统还监测第二子电池舱的电芯温度。当第一充放电模块充放电循环操作结束时,第二子电池舱的电芯温度达到预设可运行温度,启动第二子电池舱。当第一充放电模块充放电循环操作结束时,第二子电池舱的电芯温度未达到预设可运行温度,液冷机组进行加热补偿。以使第一子电池舱和第二子电池舱的电芯温度均可以达到预设可运行温度。如此可以保证利用半舱进行工作,也可以利用全舱进行工作。
参见图6,为本申请实施例提供的另一种低温运行加热控制策略流程图。该策略包括:
S61:系统启动。
S62:判断电池舱的电芯温度是否小于预设可运行温度,若是,执行S63。
控制系统监控电池舱的电芯温度,并确定电池舱的电芯温度是否低于预设可运行温度。当电池舱的电芯温度不低于预设可运行温度,认为各电池舱的电池模组可运行,不需要进行低温运行加热控制。
S63:打开第一子电池舱的温控阀门,关闭第二子电池舱的温控阀门。
当电池舱的电芯温度低于预设可运行温度时,需要对电池舱进行加热,提高电池舱的电芯温度。本申请实施例,先打开第一子电池舱的温控阀门和关闭第二子电池的温控阀门,使液冷机组只对一个子电池舱进行加热处理。
具体方式为:控制系统CMU向第一子电池舱发送开指令,向第二子电池舱发送关指令。第一子电池舱打开全部温控阀门,且第二子电池舱关闭全部温控阀门。CMU将打开和关闭结果发送至控制系统的SMU,SMU向也液冷机组发加热指令,以使液冷机组通过增加注入第一子电池的进水温度,提供第一子电池舱的电芯温度。
S64:液冷机组对第一子电池舱进行电加热。
电加热是指通过提高液冷机组的进水温度,利用热量传递作用,对第一子电池舱的电池模组的电芯进行加热。
示例性的:当第一子电池舱的电芯温度为T1时,液冷机组的进水温度为T2,T2>T1,当液冷机组的进水管进入第一子电池舱时,利用水的热量传递作用,可以提高第一子电池舱的电芯温度。
S65:判断第一子电池舱的电芯温度是否达到预设可运行温度,若是,执行S66,否则,执行S64。
控制系统确定第一子电池舱的电芯温度,是否达到预设可运行温度。比如SMU获取各CMU的电芯温度,处理获取第一子电池舱的电芯温度。
如果第一子电池舱的电芯温度小于预设可运行温度,需要反复执行液冷机组电加热,直到第一子电池舱的电芯温度达到预设可运行温度。
S66:液冷机组停止电加热,启动第一子电池舱的充放电单元,执行充放电循环。并打开第二子电池舱。
当第一子电池舱的电芯温度达到预设可运行温度时,不再对液冷机组的进水温度增加,液冷机组停止电加热,也即液冷机组保持注入第一子电池舱的进水温度。
此外,还同时启动第一子电池舱的充放电单元,进行充放电循环,利用电池模组的充放电,保持第一子电池舱的电芯温度保持在预设可运行温度范围内。具体实现方式为:向第一子电池舱对应的第一充放电模块发送充放电指令。第一充放电模块响应于充放电指令,执行充放电循环操作。
第一子电池舱的充放电单元循环一段时间后,控制系统接收第一充放电模块发送的已执行指令,打开第二子电池舱的全部温控阀门。具体方式为:向第二子电池舱发送开指令,第二子电池舱的温控阀门全部打开。如此,利用第一充放电模块执行放电操作后释放的热量给第二子电池舱加热。已执行指令为第一充放电模块执行充放电操作的指令。
S67:判断第一子电池舱的电芯温度是否高于预设可运行温度。若是,执行S68,否则,执行S610。
随着第一子电池舱的充放电单元执行充放电循环,第一子电池舱的电芯温度可能会继续提升。随着第二子电池舱的温控阀门打开,整个电池舱的水循环,第一子电池舱充放电释放热量给第二子电池舱加热,导致第一子电池舱的电芯温度降低。
为保证第一子电池舱的电芯温度在预设可运行温度稳定工作,需要对第一子电池舱的电芯温度进行判断。
S68:液冷机组制冷补偿。
当第一子电池舱的电芯温度高于预设可运行温度时,利用液冷机组进行制冷补偿。比如降低液冷机组的进水温度,或减少第一子电池舱的温控阀门对应的开度值。使第一子电池舱的电芯温度稳定在预设可运行温度。
示例性的:当确定第一子电池舱的电芯温度高于预设可运行温度时,控制系统向液冷机组发送制冷补偿指令,液冷机组降低进入第一子电池舱对应的电池模组的进水温度,从而降低第一子电池舱的电芯温度至可运行温度。
S69:判断第一子电池舱充放电循环过程,第二子电池舱是否达到预设可运行温度。若是,执行S610,否则,执行S611。
当控制系统执行完打开第二子电池的温控阀门之后,判断第一子电池舱充放电循环过程中,第二子电池舱的电芯温度是否达到预设可运行温度。若不是,需要通过降低第二子电池舱的温控阀门的开度值,提高第二子电池舱中电芯温度。
S610:减少第二子电池舱的温控阀门的开度值。
如果第一子电池舱的电芯温度不高于预设可运行温度,控制系统可以降低第二子电池舱中温控阀门的开度值,或者,当第二子电池舱的电芯温度低于预设可运行温度时,降低第二子电池舱中温控阀门的开度值。
示例性的:控制系统向第二子电池舱对应的温控阀门发送减少开度指令,温控阀门根据减少开度指令,降低温控阀门的开度值。减少开度指令包括温控阀门待减少开度值。
S611:判断当第一子电池舱的充放电循环结束时,第二子电池舱的电芯温度是否达到预设可运行温度,若否,执行S612,若是执行S611。
当第一子电池舱的充放电循环结束时,判断第二子电池舱的电芯温度是否达到预设可运行温度。如果没有达到,可以通过液冷机组加热补偿的方式,提高第二子电池舱的电芯温度。
S612:液冷机组加热补偿。
液冷机组加热补偿可以通过提高第二子电池舱的温控阀门的开度值,和提高液冷机组的进水温度,利用较高的进水温度,对第二子电池舱中电池模组的电芯进行加热,使第二子电池舱的电芯温度达到预设可运行温度。
示例性的:控制系统可以检测第二子电池舱的电芯温度。当第一充放电模块充放电循环操作结束时,第二子电池舱的电芯温度未达到预设可运行温度时,向液冷机组发送加热补偿指令。液冷机组通过增加进入第二子电池舱对应的电池模组的进水温度,增加第二子电池舱的电芯温度至可运行温度。
S613:启动第二子电池舱运行。
当第一充放电模块充放电循环操作结束时,第二子电池舱的电芯温度达到所述预设可运行温度,启动第二子电池舱。启动第二子电池舱是指第二子电池舱对应的充放电模块执行充放电操作。
S614:结束。
通过上述方式,可以将半舱的电芯温度提高可运行温度,或将全舱的电芯温度提高到可运行温度。
需要注意的是,上述第一子电池舱、第二子电池舱仅为示意性表示,并不对本申请提供的电池舱的划分进行限定。
上述各个附图对应的流程或结构的描述各有侧重,某个流程或结构中没有详述的部分,可以参见其他流程或结构的相关描述。
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,任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换,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 (16)
1.一种储能系统,其特征在于,所述系统包括:电池舱、温度调节装置和控制系统,
所述电池舱包括多个电池簇,所述电池簇由在同一高度的多个电池模组组成,所述多个电池模组的进液端,与所述温度调节装置的进液管连接,所述多个电池模组的出液端与所述温度调节装置的出液管连接;
所述温度调节装置的进液管与所述多个电池簇对应的多个温控阀门连接,用于根据所述多个温控阀门中每个温控阀门的目标开度值,调节流入每个所述温控阀门对应的电池簇中每个电池模组的冷却液量,1个所述电池簇对应1个所述温控阀门,所述目标开度值用于使电池簇的电芯温度在预设电芯温度范围内;
所述控制系统与所述多个温控阀门连接,用于确定所述多个温控阀门中每个温控阀门对应的目标开度值,并调节所述多个温控阀门的开度值,使每个所述温控阀门的开度值为所述目标开度值。
2.根据权利要求1所述系统,其特征在于,所述控制系统包括第三子控制系统、第二子控制系统和第一子控制系统;
所述第一子控制系统包括与每个所述电池模组连接的模组级控制器,一个所述电池模组对应一个所述模组级控制器,所述模组级控制器用于将所述电池模组的电芯温度,发送至所述电池模组对应的簇级控制器进行汇总;
所述第二子控制系统包括与每个所述电池簇连接的簇级控制器,一个所述电池簇对应一个所述簇级控制器,所述簇级控制器汇总所述电池簇中多个所述电池模组的电芯温度,获取所述电池簇的电芯温度;并将每个所述电池簇的电芯温度发送至所述第三子控制系统;
所述第三子控制系统用于根据每个所述电池簇的电芯温度,确定所述温控阀门的所述开度值,并根据所述温控阀门的所述开度值和所述标识信息,生成第三开度指令,并将所述第三开度指令发送至所述第二子控制系统的所述簇级控制器;
所述第二子控制系统的所述簇级控制器响应于获取所述第三开度指令,生成所述第二开度指令,所述第二开度指令用于使多个所述温控阀门的开度调节至对应的目标开度值。
3.根据权利要求1所述系统,其特征在于,所述电池舱包括第一子电池舱和第二子电池舱,所述第一子电池舱通过隔热舱与所述第二子电池舱连接;
所述第一子电池舱包括第一垂直面排列的m个所述电池簇,和与所述m个电池簇连接的m个所述温控阀门,所述第二子电池舱包括沿第二垂直面排列的m个所述电池簇,和与所述m个电池簇连接的m个所述温控阀门,m为大于等于2的随机数,且m为整数。
4.根据权利要求1所述系统,其特征在于,所述温度调节装置为液冷机组。
5.根据权利要求1-4任一项所述系统,其特征在于,所述温控阀门为步进电机阀门,所述步进电机阀门的开度调节精度为1%,和初始开度值为80%。
6.一种温度调节方法,其特征在于,所述方法包括:
确定与所述多个电池簇对应的多个温控阀门的目标开度值,1个所述电池簇对应1个所述温控阀门的目标开度值,所述目标开度值用于使所述电池舱中所述多个电池簇的电芯温度都在预设电芯温度范围内;
调节所述多个温控阀门的开度值,使所述多个温控阀门的开度值为目标开度值;
触发所述温度调节装置根据所述多个温控阀门的目标开度值,调节流入所述温控阀门对应的电池簇中每个电池模组的冷却液量;
所述多个电池簇位于同一电池舱,每个所述电池簇均由在同一高度的多个电池模组组成,所述多个电池模组的进液端,与所述温度调节装置的进液管连接,所述多个电池模组的出液端与所述温度调节装置的出液管连接。
7.根据权利要求6所述方法,其特征在于,所述根据多个电池簇中每个电池模组的电芯温度,确定所述多个温控阀门中每个温控阀门的目标开度值,包括:
获取所述多个电池簇中每个所述电池模组的电芯温度;
根据每个所述电池模组的电芯温度,获取所述多个电池簇的电芯温度;
根据所述多个电池簇的电芯温度,确定所述多个温控阀门的目标开度值。
8.根据权利要求7所述方法,其特征在于,所述根据多个所述电池簇的电芯温度,确定多个所述温控阀门的目标开度值,包括:
根据多个所述电池簇的电芯温度,确定所述平均电芯温度;
确定多个所述电池簇中每个所述电池簇的电芯温度与所述平均电芯温度的温差;
当所述温差绝对值大于预设温差阈值内时,根据所述温差,基于预先创建的温差与温控阀门开度变化值的映射关系,确定多个所述温控阀门的目标开度值;
当所述温差绝对值小于所述预设温差阈值时,所述多个温控阀门的当前开度值作为所述目标开度值。
9.根据权利要求7所述方法,其特征在于,所述根据所述温差,基于预先创建的温差与温控阀门变化值的映射关系,确定多个所述温控阀门的目标开度值,包括:
根据所述温差的绝对值,基于预先创建的不同充放电功率下,温差绝对值与温控阀门变化值的映射关系,确定所述温控阀门的开度变化值;
当所述温差大于0时,将所述温控阀门的所述当前开度值减去所述温控阀门的开度变化值,得到所述温控阀门的目标开度值;
当所述温差小于0时,将所述温控阀门的所述当前开度值加上所述温控阀门的开度变化值,得到所述温控阀门的目标开度值。
10.根据权利要求6所述方法,其特征在于,所述方法还包括:
监测所述电池舱的温度;
当所述电池舱的电芯温度低于预设可运行温度时,向所述第一子电池舱发送开指令,以使所述第一子电池舱的全部所述温控阀门处于打开状态,向所述第二子电池舱发送关指令,以使所述第二子电池舱的全部所述温控阀门处于关闭状态;向所述温度调节装置发送加热指令,以使所述温度调节装置通过增加注入所述第一子电池舱的冷却液温度,提高所述第一子电池舱的电芯温度;
所述电池舱包括所述第一子电池舱和所述第二子电池舱,所述第一子电池舱通过隔热舱与所述第二子电池舱连接,所述第一子电池舱包括第一垂直面排列的m个所述电池簇,和与所述m个电池簇连接的m个所述温控阀门,所述第二子电池舱包括沿第二垂直面排列的m个所述电池簇,和与所述m个电池簇连接的m个所述温控阀门,m为大于等于2的随机数,且m为整数。
11.根据权利要求10所述方法,其特征在于,所述方法还包括:
当所述第一子电池舱的电芯温度达到预设可运行温度时,保持所述温度调节装置注入所述第一子电池舱的冷却液温度,向所述第一子电池舱对应第一充放电模块发送充放电指令,以使所述第一充放电模块响应于所述充放电指令,执行充放电循环操作;
响应于接收到第一充放电模块发送的已执行指令,向所述第二子电池舱发送开指令,打开所述第二子电池舱的全部所述温控阀门,以利用所述第一充放电模块执行放电操作后释放的热量给所述第二子电池舱加热,所述已执行指令指示所述第一充放电模块执行充放电操作。
12.根据权利要求11所述方法,其特征在于,所述方法还包括:
当所述第一子电池舱的电芯温度高于预设可运行温度时,向所述温度调节装置发送制冷补偿指令,使所述温度调节装置响应于所述制冷补偿指令,降低所述进液管的进入所述第一子电池舱对应的所述电池模组的冷却液温度,以降低所述第一子电池舱的电芯温度至可运行温度;
当所述第一子电池舱的电芯温度低于预设可运行温度时,向所述第二子电池舱对应的所述温控阀门发送减少开度指令,使所述温控阀门响应于所述减少开度指令,降低所述温控阀门的开度值;所述减少开度指令包括所述温控阀门的待减少开度值。
13.根据权利要求12所述方法,其特征在于,所述方法还包括:
监测所述第二子电池舱的电芯温度;
当所述第一充放电模块充放电循环操作结束,且所述第二子电池舱的电芯温度达到所述预设可运行温度时,启动所述第二子电池舱;
当所述第一充放电模块充放电循环操作结束,但所述第二子电池舱的电芯温度未达到所述预设可运行温度时,向所述温度调节装置发送加热补偿指令,使所述温度调节装置响应于所述加热补偿指令,增加所述进液管的进入所述第二子电池舱对应的所述电池模组的冷却液温度,以增加所述第二子电池舱的电芯温度至可运行温度。
14.根据权利要求6所述方法,其特征在于,所述方法还包括:
初始化所述多个温控阀门的开度值,使所述温度调节装置按照所述初始后的所述多个温控阀门的开度值,向所述电池模组注入冷却液;
获取所述温控阀门对应的电池簇的初始电芯温度;
当所述初始电芯温度不属于目标温度范围内,调节向所述温控阀门对应的所述电池模组注入的冷却液温度,以调节所述初始电芯温度至所述目标温度范围内;
当所述初始电芯温度在所述目标温度范围内,调节多个所述温控阀门的开度值,使所述多个温控阀门中每个温控的开度值为所述目标开度值。
15.根据权利要求14所述方法,其特征在于,所述初始化所述多个温控阀门的开度值,包括:
当所述电池舱的电芯温度大于或等于预设可运行温度时,初始化所述温控阀门。
16.根据权利要求6-15任一项所述方法,其特征在于,所述温控阀门为步进电机阀门,所述步进电机阀门的开度调节精度为1%,和初始开度值为80%。
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CN117393924A (zh) * | 2023-12-11 | 2024-01-12 | 江苏为恒智能科技有限公司 | 一种储能电池模组温度管理系统、方法及储能系统 |
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- 2023-07-25 CN CN202310928171.XA patent/CN116799367A/zh active Pending
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