CN117039244B - 分泵式节能冷却系统、储能柜和pcs冷却控制方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于冷却电池包和PCS的分泵式节能冷却系统，该系统包括电池包冷却回路、PCS冷却回路、液冷机组、第一阀体和泵，电池包冷却回路内有第一冷却流体，PCS冷却回路内有第二冷却流体，液冷机组包括出口和入口，出口与电池包冷却回路连通，入口与电池包冷却回路和/或PCS冷却回路连通；第一阀体用于将冷却电池包后的第一冷却流体输送回液冷机组或输送至PCS冷却回路；泵设置在PCS冷却回路上，用于驱动第二冷却流体在PCS冷却回路内的流动。还提供一种储能柜和PCS冷却控制方法。上述系统及方法能够实现不同工况下电池包冷却回路和PCS冷却回路的独立运行或连通运行，在满足PCS和电池包冷却需求的前提下，有效降低能耗。

Description

分泵式节能冷却系统、储能柜和PCS冷却控制方法
技术领域
本发明涉及冷却散热领域，具体涉及电池包及PCS的冷却散热。
背景技术
现有的户外柜液冷系统一般通过串联方式为储能变流器(Power ConversionSystem，PCS)和电池包提供冷却，但是电池包的工作温度范围和PCS的工作温度范围相差较大，电池包的工作温度范围在20度左右，PCS的工作温度范围在15～60度。由于在靠近60度的温度下，PCS也能正常工作，因此PCS无需与电池包同样冷却至20度左右，而现有串联方式将PCS和电池包同样冷却至20度左右，增加了能量消耗。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种分泵式节能冷却系统，能够在满足PCS冷却需求的前提下，有效降低能耗。
为实现上述目的的分泵式节能冷却系统用于冷却电池包和PCS，包括电池包冷却回路和PCS冷却回路，电池包冷却回路内有第一冷却流体，PCS冷却回路内有第二冷却流体，还包括液冷机组、第一阀体和泵，液冷机组包括出口和入口，所述出口与所述电池包冷却回路连通，所述入口与所述电池包冷却回路和/或所述PCS冷却回路连通；第一阀体用于将冷却电池包后的第一冷却流体输送回所述液冷机组或输送至所述PCS冷却回路；泵设置在所述PCS冷却回路上，用于驱动所述第二冷却流体在所述PCS冷却回路内的流动。
在一个或多个实施例中，所述泵与所述PCS并联设置。
在一个或多个实施例中，该系统还包括设置在所述PCS冷却回路上的第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器和所述第二压力传感器分别设置在所述PCS的上游和下游。
在一个或多个实施例中，该系统还包括用于检测所述PCS温度的温度传感器。
在一个或多个实施例中，该系统还包括设置在所述液冷机组入口侧的第二阀体。
在一个或多个实施例中，该系统还包括控制器，与所述第一阀体和所述泵信号连接。
本发明的另一个目的是提供一种储能柜，包括壳体、电池包和PCS，还包括上述分泵式节能冷却系统，以分别用于冷却电池包和所述PCS。
本发明的再一个目的是提供一种PCS冷却控制方法，使用上述分泵式节能冷却系统，该方法包括如下步骤：S1.获得PCS冷却回路内的第二冷却流体的温度变化量，确定PCS壳体的目标温度梯度值；S2.依据公式和S1中第二冷却流体的温度变化量和所述PCS壳体的目标温度梯度值/>计算PCS冷却回路中所需的冷却流体流速V，其中ρ是流体密度，g是重力加速度，h是高度，C是常数，/>是单位体积流体速度，k是PCS壳体的导热率；S3.调节泵的输出参数，以使第二冷却流体流速达到步骤S2计算出的所述所需冷却流体流速。
在一个或多个实施例中，该方法还包括S0.当PCS温度大于PCS温度设定值，且根据公式以及第二冷却流体的预估温度变化量/>和PCS壳体的目标温度梯度值/>计算出的所需冷却流体流速V大于泵最大功率时所提供的最大流速时，使第一阀体将冷却电池包后的第一冷却流体输送至PCS冷却回路，使液冷机组的入口连通所述PCS冷却回路，其中，在该步骤中第二冷却流体的所述预估温度变化量/>定义为PCS温度与环境温度的差值。
冷却控制方法包括如下冷却策略：环境温度T≤10°时，利用环境温度对PCS进行自然降温，不运行泵；当环境温度＞10℃且≤15℃时，PCS温度＞60℃时，令PCS冷却回路和电池包冷却回路各自独立运行，使泵以10％占空比运行，调节PCS冷却回路中的第二冷却流体流速至0.5L/min；当环境温度＞15℃且≤23℃时，PCS温度＞60℃时，令PCS冷却回路和电池包冷却回路各自独立运行，使泵以40％占空比运行，调节PCS冷却回路中的第二冷却流体流速至2L/min；当环境温度＞23℃且≤28℃时，PCS温度＞60℃时，令PCS冷却回路和电池包冷却回路各自独立运行，使泵以60％占空比运行，调节PCS冷却回路中的第二冷却流体流速至3L/min；当环境温度＞23℃且≤28℃时，PCS温度＞70℃时，令PCS冷却回路和电池包冷却回路各自独立运行，使泵以80％占空比运行，调节PCS冷却回路中的第二冷却流体流速至4L/min；当环境温度＞28℃时，令PCS冷却回路和电池包冷却回路连通运行，PCS温度＞75℃时，使泵以80％占空比运行，调节PCS冷却回路中的第二冷却流体流速至4L/min。
上述分泵式节能冷却系统通过增加设置在PCS冷却回路上的泵，特别是功耗较低的节能泵，为PCS冷却回路内第二冷却流体的持续循环流动提供驱动力，使得对PCS的冷却变为主动冷却，进一步提高了冷却效果，也促使冷却PCS后的冷却流体在PCS冷却回路的流动过程中增加与外部环境之间的散热量，避免热量堆积、集中。此外，将PCS冷却回路和电池包冷却回路设置成彼此独立运行或连通运行的可选模式，提高了系统整体的灵活度，使得PCS冷却回路仅在特定工况下使用液冷机组制取的冷量，而在其余工况下凭借第二冷却流体的自循环自行冷却，进而使得系统整体具有较高的能源利用效率，有效降低能耗。
附图说明
本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
图1是现有冷却系统的结构示意图；
图2是分泵式节能冷却系统的一个实施例的示意图；
图3是PCS冷却控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。
需要注意的是，这些以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。
需要说明的是，下述内容使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
参照图1所示，传统户外柜液冷系统一般通过串联方式为电池包101提供冷却：液冷机组105提供冷却流体，冷却流体对多个电池包101冷却后继续对PCS102进行冷却。由于电池包的工作温度范围在20度左右，但PCS靠近60度也可以工作，因此该种串联冷却方式具有较高能耗。
本公开所述的分泵式节能冷却系统如图2所示，包括电池包冷却回路10和PCS冷却回路20，电池包冷却回路内有第一冷却流体，对电池包101进行散热，PCS冷却回路内有第二冷却流体，对PCS102散热。系统还包括液冷机组105、第一阀体103以及泵104。
第一阀体103用于将冷却电池包101后的第一冷却流体输送回液冷机组105或输送至PCS冷却回路20。当第一阀体103将冷却电池包101后的第一冷却流体直接输送回液冷机组105时，电池包冷却回路10和PCS冷却回路20各自独立；当第一阀体103将冷却电池包101后的第一冷却流体输送至PCS冷却回路20时，电池包冷却回路10和PCS冷却回路20实现连通运行模式。
即，第一阀体103使电池包冷却回路10和PCS冷却回路20具备独立运行和连通运行两种可选的模式。
在一些实施例中，第一阀体103为三通阀，包括第一出口、第二出口和进口，进口与冷却电池包的第一冷却流体出口连接，第一出口与液冷机组105连接，用于将冷却电池包后的第一冷却流体送往液冷机组105，第二出口与PCS冷却回路20连通，向PCS冷却回路输送第一冷却流体，第一冷却流体与第二冷却流体混合。
液冷机组105用于制冷，以提供冷却流体，包括出口和入口，出口与电池包冷却回路10连通，入口与电池包冷却回路10和/或PCS冷却回路20连通。
在一个实施例中，可以在液冷机组105的入口侧设置第二阀体110以实现上述功能。在一个实施例中，第二阀体110为三通阀，分别与电池包冷却回路10、PCS冷却回路20和液冷机组105连通，使电池包冷却回路10和/或PCS冷却回路内的冷却流体流回液冷机组105；在另一个实施例中，如图2所示，电池包冷却回路10可以设置成直接与液冷机组105的入口保持连通，PCS冷却回路20通过第二阀体110与液冷机组105连通，第二阀体110起到仅控制PCS冷却回路20与液冷机组105通断的作用。
泵104设置在PCS冷却回路20上，用于驱动第二冷却流体在PCS冷却回路20内的流动，提供驱动第二冷却流体在PCS冷却回路中循环流动的动力。
优选的，泵104与PCS并联设置。如图2所示，泵104在PCS冷却回路中的并联设置能够使经第一阀体103流入PCS冷却回路的流体分为两路：第一路通过泵104流向第二阀体110，第二路通过PCS流向第二阀体110，如图2所示，使第二冷却流体在PCS冷却回路中形成自循环流动，也可以避免出现串联冷却。
相比传统串联冷却模式，泵所提供的循环流驱动力使得对PCS的冷却变为独立、主动冷却，冷却液形成自循环回路，提高了冷却效果且降低了能耗；由于PCS的工作温度大于环境温度，因此冷却PCS后的第二冷却流体温度也一般大于等于环境温度，通过迫使第二冷却流体持续流动，也使第二冷却流体在PCS冷却回路的循环流动过程中强化了与外部环境之间的散热效果，使得流回液冷机组的冷却流体实现初步降温，避免热量堆积、集中，从而进一步降低能耗。
优选的，PCS冷却回路20的长度在综合考虑体积空间、成本以及耗能等因素下，在可选择范围内设置的尽可能长，以延长冷却PCS后的流体与外部环境之间的换热时间。
在一些具体的实施例中，PCS冷却回路20的换热面积范围大体上在0.18～0.22平方米，优选0.2平方米，但本领域技术人员可以知晓，换热面积可根据实际工况和设备尺寸等参数进行具体修改。
该系统还包括用于检测PCS温度的温度传感器107以及设置在PCS冷却回路20上的第一压力传感器1061和第二压力传感器1062。PCS的温度是控制第一阀体103运行逻辑的依据。第一压力传感器1061和第二压力传感器1062分别设置在PCS102的上下游，如图2所示，用于检测PCS冷却回路20内第二冷却流体的液压数据，保证系统的安全。
为进一步保障系统的安全，该系统还包括设置在PCS冷却回路20上的排气阀113和/或膨胀箱114和/或加压阀108。
为实现系统的自动化控制，该系统还包括控制器109，控制器109优选与第一阀体103、泵104以及温度传感器、压力传感器、排气阀113、膨胀箱114、加压阀108等部件双向信号连接。
当第二冷却流体在PCS冷却回路首次流通时，控制器109控制排气阀113打开，冷却流体经由管路通过排气阀113将管路中的气体排出，气体排出后，控制器109控制排气阀113关闭。
第一压力传感器1061、第二压力传感器1062在各自位置检测液压并将液压信息传输至控制器109，若第一压力传感器1061、第二压力传感器1062输出的液压数据异常：当液压数据过高时，控制器109控制膨胀箱114进行泄压调节；当液压数据过低时，控制器109控制加压阀108进行加压调节。
分泵式节能冷却系统的冷却运行逻辑如下述。
液冷机组105对冷却流体制冷后，通过电池包冷却管路10中的液冷管输送至电池包101，对电池包101进行冷却；冷却后的第一冷却流体再通过液冷管输送至第一阀体103的进口。
根据温度传感器107测得的PCS温度数据，以及第二冷却流体的制冷情况，控制第一阀体103对PCS冷却回路20的开合。
第一种工况为：控制器109根据温度传感器107输出的PCS温度信号，判定PCS不需要冷却，如PCS温度低于设定值60℃，则仅运行电池包冷却回路10，不运行PCS冷却回路20，泵104不运行，PCS自然冷却。在该工况下，控制器109控制第一阀体103，使第一冷却流体直接流回液冷机组105再次被制冷。
第二种工况为：控制器109根据温度传感器107输出的PCS温度信号判定PCS需要冷却，如PCS温度大于设定值60℃，则运行泵104，使PCS冷却回路内的第二冷却流体自循环，对PCS进行冷却。此时PCS冷却回路和电池包冷却回路处于各自独立运行模式。
第三种工况为：控制器109根据温度传感器107输出的PCS温度变化信号判定PCS需要冷却，如PCS温度大于设定值60℃，且根据公式以及第二冷却流体的预估温度变化量/>和PCS壳体的目标温度梯度值/>计算出的所需冷却流体流速V大于泵最大功率时所提供的最大流速时，使第一阀体将冷却电池包后的第一冷却流体输送至PCS冷却回路20，使液冷机组105的入口连通PCS冷却回路20。其中，第二冷却流体的所述预估温度变化量定义为PCS温度与环境温度的差值。这种情况表面PCS冷却回路散热能力达到极限，依靠第二冷却流体的自循环无法对PCS进行有效散热，仅凭借PCS冷却回路内的第二冷却流体不能使PCS温度降低至设定值，因此PCS冷却回路和电池包冷却回路需要处于连通运行模式。
需要说明的是，由于电池包冷却回路中存在液冷机组，因此电池包冷却回路内的冷却电池包后的第一冷却流体的温度变化量忽略不计，一般认为近似稳定。
在该工况下，运行泵104，并使第一阀体103双向导通电池包冷却回路10和PCS冷却回路20，冷却电池包中的第一冷却流体经第一阀体103流入PCS冷却回路20，与第二冷却流体混合，对第二冷却流体进行降温，二者混合后对PCS散热，然后通过第二阀体110将混合后的冷却流体共同送回液冷机组105进行降温。液冷机组105流出的冷却流体同时在电池包和PCS的功率单元的液冷管路中流通，同时对电池包和PCS的功率单元散热。
结合上述对分泵式节能冷却系统的介绍，还可以理解到一种储能柜，该储能柜包括壳体以及位于壳体内的电池包、PCS以及上述分泵式节能冷却系统，在保证对电池包和PCS冷却效果的前提下实现更低的能耗。
此外，针对上述分泵式节能冷却系统，本申请还提供一种PCS冷却控制方法，指导分泵式节能冷却系统中泵的运行参数，指导第二冷却流体的流速，以实现效能的最大化利用。
该方法包括如下步骤：S1.获得PCS冷却回路内的第二冷却流体的温度变化量确定PCS壳体的目标温度梯度值/>S2.依据公式以及S1中第二冷却流体温度变化量和PCS壳体壁的目标温度梯度值/>计算PCS冷却回路中的冷却流体流速V，其中ρ是流体密度，g是重力加速度，h是高度，C是常数，/>是单位体积流体速度，k2是PCS对外导热率；S3.调节泵104的输出参数，以使第二冷却流体流速达到步骤S2计算出的所需的冷却流体流速。
泵104的输出参数包括但不限于占空比、输出功率等参数，目的在于调节PCS冷却回路中第二冷却流体的循环流速V。
该方法还包括如下步骤：当PCS温度大于PCS温度设定值，且根据下述公式以及第二冷却流体的预估温度变化量和PCS壳体壁面的目标温度梯度值/>计算出的所需冷却流体流速V，当计算出的所需冷却流体流速V大于泵最大功率时所提供的最大流速时，使PCS冷却回路和电池包冷却回路处于连通运行模式。
计算公式为预估温度变化量/>定义为PCS温度与环境温度的差值。
PCS温度设定值由工作人员根据环境条件、PCS型号等具体工况进行确定，在本公开所述的实施例中，PCS温度设定值为60℃。
具体而言，液冷系统的散热原理是冷却流体与热源进行间接热交换，将热量通过流动的方式带走，并主要通过控制冷却流体的流速来控制其散热效率，因此，热量或能量与流速的关系是计算散热量的重要内容。
现假设第二冷却流体为不可压缩流，密度ρ是常数，流场的主要变量还包括压强ρ和速度v。但冷却流体同时又在热交换，因此还包括两个流场变量：冷却流体内能e和冷却流体温度T。
假设外界环境在单位体积内传给冷却流体系统热量δq，同时单位体积外界环境对冷却流体系统做功δw。热量和功都是能量的表现形式，所以当外界环境对冷却流体系统传热或做功时，系统的内能将发生变化，内能的变化用de表示，根据能量守恒定律有δq+δw＝de。
该公式也表示外界环境传递给控制域内流体热量的传热率B1与外界环境对冷却流体控制域内的流体做功的功率B2之和等于冷却流体控制体内流体能量的变化率B3。
首先计算外界环境传递给控制域内流体热量的传热率B1。设单位时间内单位质量流体的传热量为有限控制体元内包含的质量是ρdv，ρ是有限控制体元的密度，dv是单位体积。整个控制体内热传导功率B1为/>其中，/>是假设由于流体粘性作用导致控制体热量增加的功率。
随后，考虑外界环境对控制域内的流体做功的功率B2。假设控制面上一个单位面元是ds，单位面元所受的压力为p是单位面元的压强(N/m2)，当流体以速度/>穿过ds时，压力/>对穿过单位面元ds的流体做功的功率为/>此外，取控制体内的一个体元dv，设/>是单位质量的彻体力，则彻体力对体元dv做功的功率是/>得到控制体内流体做功的总功率B2为：/>其中，/>是假设由于流体粘性作用，流体对控制面上剪切应力做功的功率。
最后，计算控制体内流体能量的变化率B3。内能e是系统内的原子和分子的随机运动的能量，控制体内的流体并非静止，而按照当地速度运动，因此单位质量运动流体的能量E是其内能和动能之和，即/>也即/>通过面元ds的质量流量是/>如果流动是非定常的，由于流场变量的瞬时振荡，控制体内的总能存在随时间的变化率，因此控制体内流体能量的变化率B3为/>
则，根据热力学第一定律可以得出：
从上式积分形式的能量方程可以推导出微分形式的能量方程。对上式的面积分运用散度定理，并把所有项都整理到同一个体积分，令被积分函数为0，得到：
假设上式中，流动是定常的忽略粘性，并且忽略彻体力/>可以将上式简化成：/>
其中，为单位质量冷却流体的传热量，单位质量冷却流体内能e为/>cv是冷却流体的比定容热容，/>是冷却流体的温度变化量(K)。
考虑流体单位质量点的流体密度ρ(常数)、单位质量点的压力p与单位质量点的速度可以由伯努利方程得出/>其中C是常数，g为重力加速度，h为该单位质量点的高度。
将压力p使用伯努利方程替换，代入流体内能e和单位质量冷却流体传热量的计算公式，获得管道内流体总流速V与冷却流体的温度梯度/>为变量下的流体能量方程：
考虑PCS冷却时冷却回路中单位质量的冷却流体接收到的外界热量主要为PCS的发热量，忽略对外的辐射量以及冷却处空气中的热量，可以令单位面积PCS发热量/>具体而言，/>其中，k是PCS壳体的热导率(W/m·K)，/>是沿PCS壳体的温度梯度(K/m)。
因此，上述流体能量方程可以转化为带有PCS壳体的温度梯度的计算公式：
根据此式，可以获知控制PCS散热效率，即PCS壳体的温度梯度所代表的温升的变化与第二冷却流体的温度变化量/>的关系。因此可以通过第二冷却流体的温度变化量的数值和PCS壳体的温度梯度/>计算、控制第二冷却流体的流速V，进而准确控制PCS的散热。
由于电池包的工作温度在20℃左右，PCS的工作温度在60℃左右，因此，可根据第二冷却流体的温度变化量的数值、冷却流体的流速V给出不同冷却策略。
更优的，通过预先设定PCS壳体的温度梯度的数值，确定PCS的降温耗费时间和降温速率，反向指导泵的运行工况，以使第二冷却流体流速达到上述公式计算出的所需的冷却流体流速，控制PCS冷却回路内冷却流体的流速V，实现效能的最大化利用，避免能量的浪费。
为进一步理解本申请所述的方法，以下列举了冷却方案的几个实施例，本领域技术人员可以理解的是，下述实施例的数值根据上述公式和实际工况具体确定。
当环境温度T≤10℃时，不运行PCS冷却回路，PCS自然降温，泵不运行。
当环境温度＞10℃且≤15℃时，PCS温度＞60℃时，第二冷却流体的温度大体上15℃，令PCS冷却回路和电池包冷却回路各自独立运行，第一阀体将冷却电池包内的第一冷却流体直接送回液冷机组，PCS冷却回路内的泵以10％占空比运行，调节PCS冷却回路中的冷却流体流速至0.5L/min。
当环境温度＞15℃且≤23℃时，PCS温度＞60℃时，第二冷却流体的温度大体上在20℃，令PCS冷却回路和电池包冷却回路各自独立运行，第一阀体将冷却电池包内的第一冷却流体输直接送回液冷机组，PCS冷却回路内的泵以40％占空比运行，调节PCS冷却回路中的冷却流体流速至2L/min。
当环境温度＞23℃且≤28℃时，PCS温度＞60℃时，第二冷却流体的温度大体上在23℃，令PCS冷却回路和电池包冷却回路各自独立运行，第一阀体将冷却电池包内的第一冷却流体输直接送回液冷机组，PCS冷却回路内的泵以60％占空比运行，调节PCS冷却回路中的冷却流体流速至3L/min；或
当环境温度＞23℃且≤28℃时，PCS温度＞70℃时，第二冷却流体的温度大体上在25℃，令PCS冷却回路和电池包冷却回路各自独立运行，第一阀体将冷却电池包内的第一冷却流体输直接送回液冷机组，PCS冷却回路内的泵以80％占空比运行，调节PCS冷却回路中的冷却流体流速至4L/min。
当环境温度＞28℃时，PCS温度＞75℃时，此时第二冷却液体的自循环不能满足PCS的散热需求，按照预期散热要求所计算得到的第二冷却流体的流速大于PCS冷却回路内泵所能驱使的第二冷却流体的最大流速，此时需要开启第一阀体，连通PCS冷却回路和电池包冷却回路，以使第二冷却流体获得第一冷却流体的冷量，混合后第二冷却流体的温度大体上在20℃左右，使PCS冷却回路内的泵以80％占空比运行，调节PCS冷却回路中的冷却流体流速至4L/min，以实现对PCS的预期散热。
此外，根据由冷却流体流速V、流体密度ρ、重力加速度g和高度h计算出PCS冷却回路内的标准压力P。具体而言，利用泵出口端作为管路内的第一位点，采用泵出口端压力P1作为管路内第一点位的标准压力，通过计算出所求第二点位处的正常压力值P2。使用压力传感器测量PCS冷却回路内第二点位处的实际压力P2'，当实际压力P2'与标准压力P2的差值大于额定值，如800Pa时，发出压力警告，或直接控制膨胀箱进行卸压调节。
上述PCS冷却控制方法依据PCS壳体的温度梯度与第二冷却流体流速以及温度变化量的关系，指导回路中各部件参数的设定，保证散热效果；还通过将PCS冷却回路和电池包冷却回路设置成彼此独立运行或连通运行的可选模式，使得系统整体具有较高的能源利用效率，有效降低能耗。
本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (10)

1.PCS冷却控制方法，其特征在于，用于控制分泵式节能冷却系统的冷却，所述分泵式节能冷却系统包括：
电池包冷却回路，内有第一冷却流体；
PCS冷却回路，内有第二冷却流体；
泵，设置在所述PCS冷却回路上，用于驱动所述第二冷却流体在所述PCS冷却回路内的流动；
液冷机组，包括出口和入口，所述出口与所述电池包冷却回路连通，所述入口与所述电池包冷却回路和/或所述PCS冷却回路连通；
第一阀体，用于将冷却电池包后的所述第一冷却流体输送回所述液冷机组或输送至所述PCS冷却回路；
该方法包括如下步骤：
S1.获得PCS冷却回路内的第二冷却流体的温度变化量，确定PCS壳体的目标温度梯度值；
S2.依据公式和S1中所述第二冷却流体的温度变化量/>和所述PCS壳体的目标温度梯度值/>，计算PCS冷却回路中所需冷却流体流速V，
其中是流体密度，g是重力加速度，h是高度，C是常数，/>是单位体积流体速度，k是PCS壳体的导热率，cv是第二冷却流体的比定容热容；
S3.调节泵的输出参数，以使第二冷却流体流速达到步骤S2计算出的所述所需冷却流体流速。
2.如权利要求1所述的PCS冷却控制方法，其特征在于，该方法还包括如下步骤：当PCS温度大于PCS温度设定值，且根据公式以及第二冷却流体的预估温度变化量/>和PCS壳体的目标温度梯度值/>计算出的所需冷却流体流速V大于泵最大功率时所提供的最大流速时，使第一阀体将冷却电池包后的第一冷却流体输送至PCS冷却回路，使液冷机组的入口连通所述PCS冷却回路，其中，在该步骤中第二冷却流体的所述预估温度变化量/>定义为PCS温度与环境温度的差值。
3.如权利要求1所述的PCS冷却控制方法，其特征在于，PCS冷却控制方法包括如下冷却策略：
环境温度T≤10°时，利用环境温度对PCS进行自然降温，不运行泵；
当环境温度＞10℃且≤15℃时，PCS温度＞60℃时，令PCS冷却回路和电池包冷却回路各自独立运行，使泵以10%占空比运行，调节PCS冷却回路中的第二冷却流体流速至0.5L/min；
当环境温度＞15℃且≤23℃时，PCS温度＞60℃时，令PCS冷却回路和电池包冷却回路各自独立运行，使泵以40%占空比运行，调节PCS冷却回路中的第二冷却流体流速至2L/min；
当环境温度＞23℃且≤28℃时，PCS温度＞60℃时，令PCS冷却回路和电池包冷却回路各自独立运行，使泵以60%占空比运行，调节PCS冷却回路中的第二冷却流体流速至3L/min；
当环境温度＞23℃且≤28℃时，PCS温度＞70℃时，令PCS冷却回路和电池包冷却回路各自独立运行，使泵以80%占空比运行，调节PCS冷却回路中的第二冷却流体流速至4L/min；
当环境温度＞28℃时，PCS温度＞75℃时，令PCS冷却回路和电池包冷却回路连通运行，使泵以80%占空比运行，调节PCS冷却回路中的第二冷却流体流速至4L/min。
4.分泵式节能冷却系统，用于冷却电池包和PCS，其特征在于，适用于如权利要求1-3任一项所述的方法，该系统包括：
电池包冷却回路，内有第一冷却流体；
PCS冷却回路，内有第二冷却流体；
液冷机组，包括出口和入口，所述出口与所述电池包冷却回路连通，所述入口与所述电池包冷却回路和/或所述PCS冷却回路连通；
第一阀体，用于将冷却电池包后的所述第一冷却流体输送回所述液冷机组或输送至所述PCS冷却回路；以及
泵，设置在所述PCS冷却回路上，用于驱动所述第二冷却流体在所述PCS冷却回路内的流动。
5.如权利要求4所述的分泵式节能冷却系统，其特征在于，所述泵与所述PCS并联设置。
6.如权利要求4所述的分泵式节能冷却系统，其特征在于，该系统还包括设置在所述PCS冷却回路上的第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器和所述第二压力传感器分别设置在所述PCS的上游和下游。
7.如权利要求4所述的分泵式节能冷却系统，其特征在于，该系统还包括用于检测所述PCS温度的温度传感器。
8.如权利要求4所述的分泵式节能冷却系统，其特征在于，该系统还包括设置在所述液冷机组入口侧的第二阀体。
9.如权利要求4所述的分泵式节能冷却系统，其特征在于，该系统还包括控制器，与所述第一阀体和所述泵信号连接。
10.储能柜，包括壳体、电池包和PCS，其特征在于，还包括如权利要求4-9任一项所述的分泵式节能冷却系统，以分别用于冷却电池包和所述PCS。
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