CN116995337A - 一种用于储能电池温控系统的制冷、加热装置 - Google Patents

一种用于储能电池温控系统的制冷、加热装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于储能电池温控系统的制冷、加热装置，包括壳体；壳体内设有压缩机和板式换热器；压缩机冷媒出口通过第一冷媒管和板式换热器第一介质入口连通；压缩机冷媒入口通过第二冷媒管和板式换热器第一介质出口连通；板式换热器第二介质入口连通有第二水管；板式换热器第二介质出口连通有第一水管；第一冷媒管设有冷凝器、第一温度传感器、第一压力传感器和电子膨胀阀；第二冷媒管上设有第二温度传感器、第二压力传感器；第一水管上设有第三温度传感器、第三压力传感器和加热装置；第二水管上设有第四温度传感器、第四压力传感器和电子循环泵。本发明具有制冷、加热效果好，温控范围广，可精确控温等优点。

Description

一种用于储能电池温控系统的制冷、加热装置
技术领域
本发明涉及新能源电池技术领域，具体涉及一种用于储能电池温控系统的制冷、加热装置。
背景技术
储能电池被广泛应用于新能源车、工业生产等处，为提高储能电池使用的安全性，在储能电池上一般设有温控系统，对储能电池工作温度进行监控，温度高时进行降温，温度低时进行加热，以使储能电池正常工作。
目前储能电池温控系统对于储能电池的降温和加热时一般会采用压缩机，换热器，压缩机对冷媒进行压缩，产生高温冷媒，或通过冷凝器产生低温冷媒，高温冷媒或低温冷媒在换热器与储能电池温控系统的介质进行热量交换，使介质升温或冷却，升温或冷却的介质流入储能电池内，对储能电池的降温和加热，以使储能电池正常工作。
但上述装置受限于储能电池的空间要求，一般不会太大，造成其制冷、加热效果不佳，限制了其可调温度范围，温度可调范围小，同时还存在无法精确控温，导致无法完全满足需要储能电池的温控管理需求。
发明内容
为此，本发明提供一种用于储能电池温控系统的制冷、加热装置，主要解决现有技术装置制冷、加热效果不佳，温度可控范围小，无法精确控温的技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于储能电池温控系统的制冷、加热装置，包括壳体；所述壳体内设有压缩机和板式换热器；所述压缩机冷媒出口通过第一冷媒管和所述板式换热器第一介质入口连通；所述压缩机冷媒入口通过第二冷媒管和所述板式换热器第一介质出口连通；所述板式换热器第二介质入口连通有第二水管，用于连通所述储能电池温控系统的介质出口；所述板式换热器第二介质出口连通有第一水管，用于连通所述储能电池温控系统的介质入口；所述第一冷媒管沿冷媒流向依次设有冷凝器和电子膨胀阀；所述冷凝器和电子膨胀阀间的所述第一冷媒管上设有第一温度传感器、第一压力传感器；所述第二冷媒管上设有第二温度传感器、第二压力传感器；所述第一水管上设有第三温度传感器、第三压力传感器和加热装置；所述加热装置用于对所述第一水管内的介质加热；所述第二水管上设有第四温度传感器、第四压力传感器和电子循环泵。
优选地，所述冷凝器和电子膨胀阀间的所述第一冷媒管上还设有干燥过滤器。
优选地，所述第二水管上还设有缓冲水箱。
优选地，还包括同时与所述第一水管、第二水管连通的调节管；所述调节管上设有调节阀。
优选地，所述调节管连通有排液管，用于排放所述第一水管、第二水管内介质。
优选地，所述冷凝器左侧或右侧设有风机。
优选地，在所述风机风向上的所述壳体侧壁均开设有多个透气孔。
优选地，所述第二水管还设有流量传感器。
优选地，所述冷凝器区域的所述壳体外壁设有温度传感器。
可选地，还包括控制单元；所述控制单元分别和所述压缩机、风机、温度传感器、第一温度传感器、第一压力传感器、电子膨胀阀、第二温度传感器、第二压力传感器、电子循环泵、加热装置、第三温度传感器、第三压力传感器、第四温度传感器、第四压力传感器和流量传感器电连接；所述控制单元获取所述第一温度传感器、第一压力传感器、第二温度传感器、第二压力传感器、第三温度传感器、第三压力传感器、第四温度传感器、第四压力传感器和流量传感器的值，并控制所述压缩机、风机、电子膨胀阀、电子循环泵和加热装置的工作。
本发明至少具有以下有益效果：
其设置压缩机和板式换热器；压缩机冷媒出口通过第一冷媒管和板式换热器第一介质入口连通；压缩机冷媒入口通过第二冷媒管和板式换热器第一介质出口连通；板式换热器第二介质入口连通有第二水管；板式换热器第二介质出口连通有第一水管；第一冷媒管设有冷凝器、第一温度传感器、第一压力传感器和电子膨胀阀；第二冷媒管上设有第二温度传感器、第二压力传感器；第一水管上设有第三温度传感器、第三压力传感器和加热装置；第二水管上设有第四温度传感器、第四压力传感器和电子循环泵。用于储能电池温控系统的介质在板式换热器上被压缩机压缩的冷媒制冷，或被加热装置在第一水管上加热，制冷或加热的介质从第一水管流入储能电池，后从第二水管流出到板式换热器，如此循环，通过设置第一温度传感器、第一压力传感器、第二温度传感器、第二压力传感器来获取不同处的冷媒温度及介质进入，流出储能电池时的温度，从而调整压缩机的频率及电子膨胀阀的大小，对流经板式换热器的冷媒温度进行精确控制；通过设置第三温度传感器、第三压力传感器、第四温度传感器和第四压力传感器来获取介质流入、流出储能电池时的温度，来调整电子循环泵的流速，对介质流速进行调整，或控制加热装置的开启，以获取适配的制冷、加热温度；并将获取介质流入、流出储能电池时的温度反馈到压缩机端，对压缩机工作频率、电子膨胀阀开启大小进行适配形调整，从而实现精确控温，提升制冷、加热效果。
由此可见，本发明的一种用于储能电池温控系统的制冷、加热装置具有制冷、加热效果好，温控范围广，可精确控温等优点。
附图说明
为了更清楚地说明现有技术以及本发明，下面将对现有技术以及本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引申获得其它的附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
图1为本发明一种用于储能电池温控系统的制冷、加热装置的结构示意图；
图2为本发明一种用于储能电池温控系统的制冷、加热装置的管路连接示意图；
图3为本发明一种用于储能电池温控系统的制冷、加热装置的结构组成框架示意图；
图4为本发明一种用于储能电池温控系统的制冷、加热装置的装配状态图；
附图标记说明：
1、压缩机；2、冷凝器；3、风机；4、温度传感器；5、第一温度传感器；6、第一压力传感器；7、干燥过滤器；8、电子膨胀阀；9、第一冷媒管；10、板式换热器；11、第二温度传感器；12、第二压力传感器；13、电子循环泵；14、加热装置；15、调节阀；16、第三温度传感器；17、第三压力传感器；18、第四温度传感器；19、第四压力传感器；20、流量传感器；21、缓冲水箱；22、控制单元；23、壳体；24、第二冷媒管；25、第一水管；26、第二水管；27、调节管；28、排液管；29、高压冷媒管；30、低压冷媒管。
具体实施方式
以下结合附图，通过具体实施例对本申请作进一步详述。
在本申请的描述中：除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”等旨在区别指代的对象，而不具有技术内涵方面的特别意义(例如，不应理解为对重要程度或次序等的强调)。“包括”、“包含”、“具有”等表述方式，同时还意味着“不限于”(某些单元、部件、材料、步骤等)。
本申请中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，通常是为了便于对照附图直观理解，而并非对实际产品中位置关系的绝对限定。在未脱离本申请揭示的技术构思的情况下，这些相对位置关系的改变，当亦视为本申请表述的范畴。
本发明的一种用于储能电池温控系统的制冷、加热装置，如图1至4所示，设置壳体23，壳体23内设有压缩机1和板式换热器10，压缩机1优选变频压缩机，变频压缩机可对工作频率进行控制，从而实现对制冷量的调整，以达到精确控温，压缩机1冷媒出口通过第一冷媒管9和板式换热器10第一介质入口连通，压缩机1冷媒入口通过第二冷媒管24和板式换热器10第一介质出口连通，板式换热器10第二介质入口连通有第二水管26，用于连通储能电池温控系统的介质出口，对储能电池进行温度调节的介质从此口流入储能电池内，板式换热器10第二介质出口连通有第一水管25，用于连通储能电池温控系统的介质入口，流经储能电池内对储能电池进行温度调节后的介质从此口流出，第一冷媒管9沿冷媒流向依次设有冷凝器2和电子膨胀阀8，为对流入储能电池温控系统内的介质温度进行精确控制，提高制冷、制热效率，冷凝器2和电子膨胀阀8间的第一冷媒管9上设有第一温度传感器5、第一压力传感器6，第二冷媒管24上设有第二温度传感器11、第二压力传感器12，第一水管25上设有第三温度传感器16、第三压力传感器17和加热装置14，加热装置14用于对第一水管25内的介质加热，加热装置14优选PTC加热装置，PTC加热装置温度恒定，且体积小，安全性高(内置过热保护功能)，第二水管26上设有第四温度传感器18、第四压力传感器19和电子循环泵13。通过设置第一温度传感器5、第一压力传感器6、第二温度传感器11、第二压力传感器12来获取不同处的冷媒温度及介质进入，流出储能电池时的温度，从而调整压缩机1的频率及电子膨胀阀8的大小，对流经板式换热器10的冷媒温度进行精确控制；通过设置第三温度传感器16、第三压力传感器17、第四温度传感器18和第四压力传感器19来获取介质流入、流出储能电池时的温度，来调整电子循环泵13的流速，对介质流速进行调整，或控制加热装置14的开启，以获取适配的制冷、加热温度；并将获取介质流入、流出储能电池时的温度反馈到压缩机端，对压缩机1工作频率、电子膨胀阀8开启大小进行适配形调整，从而实现精确控温，提升制冷、加热效果。
优选地，为保护电子膨胀阀8，在冷凝器2和电子膨胀阀8间的第一冷媒管9上还设有干燥过滤器7。
优选地，为防止第一水管25、第二水管26缺水，同时去除它们循环时产生的气泡，第二水管26上还设有缓冲水箱21，用于补水和去除气泡，以免影响循环。
优选地，还包括同时与第一水管25、第二水管26连通的调节管27，调节管27上设有调节阀15，通过调节调节阀15的大小，来控制第一水管25、第二水管26间的流入量，从而辅助调节介质流入储能电池内的量。
优选地，调节管27连通有排液管28，用于排放所述第一水管25、第二水管26内介质。
优选地，为增强冷凝器2的换热，冷凝器2左侧或右侧设有风机3，本申请实施例风机3设置在冷凝器2右侧，且设置有两组。
优选地，为使风机3的风流通，在风机3风向上的壳体23侧壁均开设有多个透气孔。
优选地，为监控流量，保护板式换热器10与电子循环泵13，第二水管26还设有流量传感器20。
优选地，在冷凝器2区域的壳体23外壁设有温度传感器4，用于采集外界温度，通过采集的外界温度，来评估本申请制冷、加热装置的工作效率，同时监控环境温度是否符合本申请制冷、加热装置的正常运转条件。
同时，为方便调试及检修，在冷凝器2和电子膨胀阀8间的第一冷媒管9上设有高压冷媒管29；为方便补注冷媒，在电子膨胀阀8和板式换热器10间的第一冷媒管9上，或第二冷媒管24上设有低压冷媒管30；高压冷媒管29、低压冷媒管30端口均延伸固定到壳体23侧壁上。
可选地，还包括控制单元22，控制单元22可选择PLC控制器，控制单元22分别和压缩机1、风机3、温度传感器4、第一温度传感器5、第一压力传感器6、电子膨胀阀8、第二温度传感器11、第二压力传感器12、电子循环泵13、加热装置14、第三温度传感器16、第三压力传感器17、第四温度传感器18、第四压力传感器19和流量传感器20电连接，控制单元22获取第一温度传感器5、第一压力传感器6、第二温度传感器11、第二压力传感器12、第三温度传感器16、第三压力传感器17、第四温度传感器18、第四压力传感器19和流量传感器20的值，并依据储能电池温控系统需要的介质温度，控制压缩机1的工作频率，使压缩机1有合适的制冷量，控制风机3转速，控制电子膨胀阀8开启大小，控制电子循环泵13转速来控制介质流速，并控制加热装置14是否开启。
同时，控制单元22获取温度传感器4采集的外界温度值，来评估本申请制冷、加热装置的工作效率。
本申请制冷、加热装置的工作原理如下：
制冷时，压缩机启动，使冷媒压缩，并流经冷凝器，干燥过滤器、电子膨胀阀，板式换热器；电子循环泵启动，使在板式换热器和冷媒进行热量交换的介质从第一水管进入储能电池内，对储能电池降温，后由第二水管流入板式换热器；控制单元依据储能电池温控系统需要的介质温度，通过采集获取第一温度传感器、第一压力传感器、第二温度传感器、第二压力传感器、第三温度传感器、第三压力传感器、第四温度传感器、第四压力传感器和流量传感器的值来调整控制压缩机频率，使压缩机有合适的制冷量，控制风机转速来调整冷凝器的温度，并控制电子膨胀阀开启大小，来精确控制流入板式换热器的冷媒温度；同时，控制电子循环泵转速来控制介质流速，来控制介质的冷却效率，从而达到精确控温。
加热时，电子循环泵启动，加热装置启动，流经第一水管的介质被加热装置加热后进入储能电池内，对储能电池加热，后由第二水管流入板式换热器，如此循环；控制单元依据储能电池温控系统需要的介质温度，通过采集获取第三温度传感器、第三压力传感器、第四温度传感器、第四压力传感器和流量传感器的值来调整控制加热装置的加热温度，并通过调整控制电子循环泵的转速，以调整介质流速获取适配的加热效率，从而达到精确控温，并提高加热效果；在加热过程中，为更加精确的控温，此过程还可以启动压缩机，通过板式换热器，将加热的介质调配到更加精确的温度。
上文中通过一般性说明及具体实施例对本申请作了较为具体和详细的描述。应当理解，基于本申请的技术构思，还可以对这些具体实施例作出若干常规的调整或进一步的创新；但只要未脱离本申请的技术构思，这些常规的调整或进一步的创新得到的技术方案也同样落入本申请的权利要求保护范围。

Claims (10)

1.一种用于储能电池温控系统的制冷、加热装置，包括壳体(23)；所述壳体(23)内设有压缩机(1)和板式换热器(10)；所述压缩机(1)冷媒出口通过第一冷媒管(9)和所述板式换热器(10)第一介质入口连通；所述压缩机(1)冷媒入口通过第二冷媒管(24)和所述板式换热器(10)第一介质出口连通；所述板式换热器(10)第二介质入口连通有第二水管(26)，用于连通所述储能电池温控系统的介质出口；所述板式换热器(10)第二介质出口连通有第一水管(25)，用于连通所述储能电池温控系统的介质入口；所述第一冷媒管(9)沿冷媒流向依次设有冷凝器(2)和电子膨胀阀(8)，其特征在于，所述冷凝器(2)和电子膨胀阀(8)间的所述第一冷媒管(9)上设有第一温度传感器(5)、第一压力传感器(6)；所述第二冷媒管(24)上设有第二温度传感器(11)、第二压力传感器(12)；所述第一水管(25)上设有第三温度传感器(16)、第三压力传感器(17)和加热装置(14)；所述加热装置(14)用于对所述第一水管(25)内的介质加热；所述第二水管(26)上设有第四温度传感器(18)、第四压力传感器(19)和电子循环泵(13)。
2.根据权利要求1所述的一种用于储能电池温控系统的制冷、加热装置，其特征在于，所述冷凝器(2)和电子膨胀阀(8)间的所述第一冷媒管(9)上还设有干燥过滤器(7)。
3.根据权利要求1所述的一种用于储能电池温控系统的制冷、加热装置，其特征在于，所述第二水管(26)上还设有缓冲水箱(21)。
4.根据权利要求1所述的一种用于储能电池温控系统的制冷、加热装置，其特征在于，还包括同时与所述第一水管(25)、第二水管(26)连通的调节管(27)；所述调节管(27)上设有调节阀(15)。
5.根据权利要求4所述的一种用于储能电池温控系统的制冷、加热装置，其特征在于，所述调节管(27)连通有排液管(28)，用于排放所述第一水管(25)、第二水管(26)内介质。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的一种用于储能电池温控系统的制冷、加热装置，其特征在于，所述冷凝器(2)左侧或右侧设有风机(3)。
7.根据权利要求6所述的一种用于储能电池温控系统的制冷、加热装置，其特征在于，在所述风机(3)风向上的所述壳体(23)侧壁均开设有多个透气孔。
8.根据权利要求7所述的一种用于储能电池温控系统的制冷、加热装置，其特征在于，所述第二水管(26)还设有流量传感器(20)。
9.根据权利要求8所述的一种用于储能电池温控系统的制冷、加热装置，其特征在于，所述冷凝器(2)区域的所述壳体(23)外壁设有温度传感器(4)。
10.根据权利要求9所述的一种用于储能电池温控系统的制冷、加热装置，其特征在于，还包括控制单元(22)；所述控制单元(22)分别和所述压缩机(1)、风机(3)、温度传感器(4)、第一温度传感器(5)、第一压力传感器(6)、电子膨胀阀(8)、第二温度传感器(11)、第二压力传感器(12)、电子循环泵(13)、加热装置(14)、第三温度传感器(16)、第三压力传感器(17)、第四温度传感器(18)、第四压力传感器(19)和流量传感器(20)电连接；所述控制单元(22)获取所述第一温度传感器(5)、第一压力传感器(6)、第二温度传感器(11)、第二压力传感器(12)、第三温度传感器(16)、第三压力传感器(17)、第四温度传感器(18)、第四压力传感器(19)和流量传感器(20)的值，并控制所述压缩机(1)、风机(3)、电子膨胀阀(8)、电子循环泵(13)和加热装置(14)的工作。
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