CN117219903A - 浸没式液冷储能系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种浸没式液冷储能系统及其控制方法。该浸没式液冷储能系统包括：液冷电池柜、液冷机组和控制器，液冷机组中的冷却液循环单元、制冷剂循环换单元通过板式热交换器进行热交换；控制器配置成响应于冷却液的出液温度高于制冷设定点、且当前满足制冷开启条件，指示制冷剂循环换单元启动，以根据出液温度调节制冷剂循环换单元的制冷量，响应于出液温度低于制冷设定点，指示制冷剂循环换单元进入节能模式，以及响应于出液温度低于制热设定点、且当前满足制热开启条件，指示冷却液循环单元对冷却液进行加热。本申请能够针对冷却结构及其系统进行优化，显著提高液冷储能系统安全性及稳定性。

Description

浸没式液冷储能系统及其控制方法

技术领域

本申请涉及液冷储能技术领域，特别是涉及一种浸没式液冷储能系统及其控制方法。

背景技术

浸没式液冷热管理是以液体为传热介质的热管理技术，利用液体具有较高热容量和换热系数的特性，将低温液体与散热物体进行热量交换，从而达到降温目的，同时具有较好的防爆阻燃等功能。

基于电化学储能电站应用场景的散热需求，相较于空气冷却和冷板式间接液冷，浸没式液冷热管理存在着显著优势，可快速提升储能系统的冷却性能、安全性能和运行效率。目前，浸没式液冷技术在电化学储能系统的应用仍处于探索阶段，缺乏针对冷却结构及其系统的优化设计，传统方案的安全性及稳定性较差。

发明内容

基于此，有必要提供一种可以提高安全性及稳定性的浸没式液冷储能系统及其控制方法。

第一方面，本申请提供了一种浸没式液冷储能系统，包括：

液冷电池柜，液冷电池柜内容置有多个浸没在冷却液中的电池组；

液冷机组，液冷机组通过相应的管路与液冷电池柜连通；其中，液冷机组包括板式热交换器，用于驱动冷却液在管路中循环流通的冷却液循环单元，以及用于提供冷源的制冷剂循环换单元；冷却液循环单元、制冷剂循环换单元通过板式热交换器进行热交换；

控制器，控制器分别连接冷却液循环单元、制冷剂循环换单元；控制器配置成响应于冷却液的出液温度高于制冷设定点、且当前满足制冷开启条件，指示制冷剂循环换单元启动，以根据出液温度调节制冷剂循环换单元的制冷量，响应于出液温度低于制冷设定点，指示制冷剂循环换单元进入节能模式，以及响应于出液温度低于制热设定点、且当前满足制热开启条件，指示冷却液循环单元对冷却液进行加热。

在其中一个实施例中，液冷机组通过第一管路、第二管路与液冷电池柜连通；

制冷剂循环换单元包括依次连接的压缩机、冷凝器以及节流阀，压缩机、节流阀连接板式热交换器；冷却液循环单元包括电子水泵和加热器，电子水泵的入口连通第一管路，出口连通板式热交换器，加热器的入口连通板式热交换器，出口连通第二管路；

控制器分别连接压缩机、节流阀、电子水泵和加热器；控制器配置成响应于冷却液的出液温度高于制冷设定点、且当前满足制冷开启条件，启动压缩机，并根据出液温度或上位机传输的指令，对压缩机进行载荷相关的转速调节，以完成对整机功率和出液温度的控制；其中，节能模式包括关闭压缩机和降低电子水泵的转速中的至少一种；

控制器配置成响应于出液温度低于制热设定点、且当前满足制热开启条件，指示加热器对冷却液进行加热。

在其中一个实施例中，节流阀为电子膨胀阀；电子膨胀阀配置成对冷凝后的制冷剂节流降压后注入板式热交换器。

在其中一个实施例中，电子水泵包括第一冷却液泵和第二冷却液泵；第一冷却液泵和第二冷却液泵采用一用一备的布置方式；

第一冷却液泵的入口连通第一管路，出口连通板式热交换器；第二冷却液泵的入口连通第一管路，出口连通板式热交换器；第一冷却液泵、第二冷却液泵均连接控制器。

在其中一个实施例中，第一冷却液泵和第二冷却液泵均为定频泵。

在其中一个实施例中，冷凝器包括第一冷凝散热盘管和第二冷凝散热盘管；压缩机包括定频压缩机和变频压缩机；控制器分别连接定频压缩机、变频压缩机；其中：

变频压缩机的入口通过第一气液分离器连通板式热交换器，变频压缩机的出口通过油分离器连通至第一冷凝散热盘管的入口，第一冷凝散热盘管的出口依次通过干燥过滤器、电子膨胀阀连通至板式热交换器；

定频压缩机的入口通过第二气液分离器连通板式热交换器，定频压缩机的出口与第二冷凝散热盘管的入口连通，第二冷凝散热盘管的出口依次通过干燥过滤器、热力膨胀阀连通至板式热交换器。

在其中一个实施例中，定频压缩机和变频压缩机均为涡旋式压缩机；

第一气液分离器和板式热交换器之间的管路上依次配置有温度传感器、压力传感器、压力表、针阀以及回气温度传感器；油分离器和第一冷凝散热盘管之间的管路上配置有压力表、压力传感器；

定频压缩机与第二气液分离器之间的管路上配置有压力表，定频压缩机与第二冷凝散热盘管之间的管路上依次配置有压力传感器、压力表。

在其中一个实施例中，电池组包括四周镂空型电池PACK；四周镂空型电池PACK中的电池模组呈阵列排布、且相邻的电池模组之间留有间隙。

第二方面，本申请还提供了一种液冷储能控制方法，应用于上述的浸没式液冷储能系统中的控制器，方法包括：

响应于冷却液的出液温度高于制冷设定点、且当前满足制冷开启条件，指示制冷剂循环换单元启动，以根据出液温度调节制冷剂循环换单元的制冷量；

响应于出液温度低于制冷设定点，指示制冷剂循环换单元进入节能模式；

响应于出液温度低于制热设定点、且当前满足制热开启条件，指示冷却液循环单元对冷却液进行加热。

第三方面，本申请还提供了一种液冷储能控制装置，应用于上述的浸没式液冷储能系统中的控制器，装置包括：

制冷模块，用于响应于冷却液的出液温度高于制冷设定点、且当前满足制冷开启条件，指示制冷剂循环换单元启动，以根据出液温度调节制冷剂循环换单元的制冷量；

节能模块，用于响应于出液温度低于制冷设定点，指示制冷剂循环换单元进入节能模式；

加热模块，用于响应于出液温度低于制热设定点、且当前满足制热开启条件，指示冷却液循环单元对冷却液进行加热。

上述浸没式液冷储能系统及其控制方法，液冷电池柜内容置有多个浸没在冷却液中的电池组，液冷机组包括板式热交换器，用于驱动所述冷却液在管路中循环流通的冷却液循环单元，以及用于提供冷源的制冷剂循环换单元，其中，控制器配置成响应于冷却液的出液温度高于制冷设定点、且当前满足制冷开启条件，指示制冷剂循环换单元启动，以根据出液温度调节制冷剂循环换单元的制冷量，响应于出液温度低于制冷设定点，指示制冷剂循环换单元进入节能模式，以及响应于出液温度低于制热设定点、且当前满足制热开启条件，指示冷却液循环单元对冷却液进行加热；本申请通过全浸没式液冷的热管理控制，能够高效解决电池系统一致性运行的稳定问题，提高安全性和稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术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本申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一实施例的浸没式液冷储能系统；

图2为另一实施例的浸没式液冷储能系统；

图3为一实施例的冷却液循环单元的一种结构；

图4为一实施例的制冷剂循环单元的一种结构；

图5为一个实施例中液冷储能控制方法的流程示意图；

图6为一个实施例中液冷储能控制装置的结构框图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

可以理解，“至少一个”是指一个或多个，“多个”是指两个或两个以上。“元件的至少部分”是指元件的部分或全部。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

电池储能系统的储能电池组在充放电过程中会产生热量，如果不及时将热量及时撤走，会造成热量的积累，会影响电池的寿命和性能。同时，储能电池组在使用过程中也容易因内部或外部原因导致热失控引起火灾和爆燃，造成财产损失和人身伤害。而当温度过低时，储能电池组的充放电效率会受到影响甚至是无法启动。因此，在电池储能系统的使用过程中，需要对储能电池组进行换热以使得其能够在合适的温度下进行工作。目前，储能电池组的换热主要是采用空气强制对流冷却或采用导热管、导热板间接传热的方式进行的，前者由于空气的比热小，存在着散热效率低和额外功耗大的缺点，并且其对空气的洁净度有一定的要求，而后者由于电池与散热介质之间不接触，存在着热阻及冷却不均匀的问题，并且其冷却回路排布复杂，占用空间大。另外，现有储能电池组的换热系统还存在着稳定性较差的问题，这使得储能电池组的安全性也相对较差。

浸没式液冷热管理目前主要应用于IT领域，用于计算机散热，保证计算机运算性能。将发热电子元器件如CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、主板、内存条、硬盘等直接浸泡在绝缘、化学惰性的冷却液中，通过循环的冷却液将电子元器件产生的热量及时带走。

本申请将浸没式液冷热管理应用在电化学储能领域：四周镂空型电池PACK完全浸没于冷却液当中，电芯与冷却液直接接触，具有集安全性能好、能量密度高、热管理效果好、噪音低、环境适应强等诸多优点。通过全浸没式液冷的热管理控制，攻克了储能系统快速、动态的均衡难题，突破大容量储能系统不同区域电池一致性控制瓶颈。

储能系统通过大量的单体电芯串并联等方式组成，温度是重要的运行参数，也是影响电池寿命(循环次数)的重要参数。当不同区域电池的温差越大，不同区域电池的化学特性越难保证一致性，出现个体影响整体的“木桶效应”，使得电池系统的整体工作寿命大大降低，同时增加个别电芯热失控的风险。本申请实施例中的全浸没式液冷的热管理控制系统，能够高效解决电池系统一致性运行的稳定问题，实现不同区域间的电芯温差小(例如≤1℃)，控制在温升在较小范围(例如5℃)以内。

如图1所示，一实施例的浸没式液冷储能系统，包括：

液冷电池柜，液冷电池柜内容置有多个浸没在冷却液中的电池组；

液冷机组，液冷机组通过相应的管路与液冷电池柜连通；其中，液冷机组包括板式热交换器，用于驱动冷却液在管路中循环流通的冷却液循环单元，以及用于提供冷源的制冷剂循环换单元；冷却液循环单元、制冷剂循环换单元通过板式热交换器进行热交换；

控制器，控制器分别连接冷却液循环单元、制冷剂循环换单元；控制器配置成响应于冷却液的出液温度高于制冷设定点、且当前满足制冷开启条件，指示制冷剂循环换单元启动，以根据出液温度调节制冷剂循环换单元的制冷量，响应于出液温度低于制冷设定点，指示制冷剂循环换单元进入节能模式，以及响应于出液温度低于制热设定点、且当前满足制热开启条件，指示冷却液循环单元对冷却液进行加热。

具体而言，浸没式液冷储能系统可以包括液冷机组、管路以及液冷电池柜。示例性地，液冷机组作为冷却系统，可以分为制冷剂循环(即外循环)和冷却液循环(即内循环)，由外循环提供冷源，同时在内循环中可配置制热模式，低温启动时提前对冷却液进行加热，内、外循环通过板式热交换器进行热交换。

示例性地，液冷电池柜内容置有多个浸没在冷却液中的电池组，通过冷却液浸没发热的电芯，使得电芯与冷却液直接接触进行热交换；本申请实施例采用流动浸没的液冷方式，冷却液直接将电池组完全浸没，冷却液与电芯表面接触并流动，在流动过程中将电芯热量带走，通过温控系统将热量散发到空气中，最终达到对电池控温的目的。

进一步地，液冷机组配置有高效控制器，并提供触摸显示屏，支持本地可视化设置控制参数，操作方便。控制器实时监测出液温度(控制温度类型可配置)，并根据目标温度设定进行智能调节，使集装箱内的电池工作温度稳定在适宜范围内。

可选地，当出液温度高于制冷设定点，同时满足制冷开启条件时，机组启动制冷，并根据实际温度高低选择输出不同制冷量。当出液温度低于制冷设定点时，则通过关闭压缩机和降低循环水泵转速等方式进行节能。当出液温度低于制热设定点时，同时满足制热开启条件时，机组启动电加热。本申请实施例通过全浸没式液冷的热管理控制，攻克了储能系统快速、动态的均衡难题，突破大容量储能系统不同区域电池一致性控制的问题。

在其中一个实施例中，电池组包括四周镂空型电池PACK；四周镂空型电池PACK中的电池模组呈阵列排布、且相邻的电池模组之间留有间隙。

具体而言，本申请实施例中，液冷电池柜内容置有多个浸没在冷却液中的电池组，电池组可以包括四周镂空型电池PACK，该四周镂空型电池PACK中的电池模组呈阵列排布、且相邻的电池模组之间留有间隙，进而四周镂空型电池PACK在完全浸没于冷却液当中的情况下，电芯可以与冷却液直接接触，具有集安全性能好、能量密度高、热管理效果好、噪音低、环境适应强等诸多优点。

如图2所示，一实施例的液冷机组可以通过第一管路、第二管路与液冷电池柜连通；

其中，制冷剂循环换单元可以包括依次连接的压缩机、冷凝器以及节流阀，压缩机、节流阀连接板式热交换器；冷却液循环单元可以包括电子水泵和加热器，电子水泵的入口连通第一管路，出口连通板式热交换器，加热器的入口连通板式热交换器，出口连通第二管路；

控制器分别连接压缩机、节流阀、电子水泵和加热器；控制器配置成响应于冷却液的出液温度高于制冷设定点、且当前满足制冷开启条件，启动压缩机，并根据出液温度或上位机传输的指令，对压缩机进行载荷相关的转速调节，以完成对整机功率和出液温度的控制；其中，节能模式包括关闭压缩机和降低电子水泵的转速中的至少一种；

控制器配置成响应于出液温度低于制热设定点、且当前满足制热开启条件，指示加热器对冷却液进行加热。

具体而言，如图2所示，制冷剂循环换单元可以包括依次连接的压缩机、冷凝器以及节流阀，压缩机、节流阀连接板式热交换器；冷却液循环单元可以包括电子水泵和加热器，电子水泵的入口连通第一管路，出口连通板式热交换器，加热器的入口连通板式热交换器，出口连通第二管路；控制器分别连接压缩机、节流阀、电子水泵和加热器。其中，冷凝器可以是翅片冷凝器。

示例性地，控制器配置成进行全浸没式液冷热管理，其中，液冷机组出液口冷却液温度达到制冷设定点后压缩机启动，对气态制冷剂进行压缩。制冷剂经过压缩后，其温度比周围环境空气的温度高。控制器可以根据出液温度或上位机下发的需求(上位机传输的指令)，对压缩机电机进行载荷相关的转速调节，实现对整机功率和出液温度的控制。冷凝器对高温的气态制冷剂进行冷凝。气态制冷剂经过冷凝后，热量通过冷凝器表面由风扇排出至周围环境的空气中。节流阀对冷凝后的制冷剂节流降压后注入板式热交换器。制冷剂在板式热交换器中蒸发并吸收冷却液的热量。电子水泵(循环水泵)对冷却液输送至板式热交换器，与制冷剂进行热交换，并输送冷却后的冷却液到电池柜内对电池进行降温。其中，在内循环中可配置加热器，低温启动时提前对冷却液进行加热。

本申请实施例中冷却回路排布简单，占用空间小，且安全性能好、能量密度高、热管理效果好、噪音低、环境适应强。通过全浸没式液冷的热管理控制，实现储能系统快速、动态的均衡，保证大容量储能系统不同区域电池一致性控制。

如图3所示，一实施例的电子水泵可以包括第一冷却液泵和第二冷却液泵；第一冷却液泵和第二冷却液泵采用一用一备的布置方式；

第一冷却液泵的入口连通第一管路，出口连通板式热交换器；第二冷却液泵的入口连通第一管路，出口连通板式热交换器；第一冷却液泵、第二冷却液泵均连接控制器。

具体地，电子水泵的出口与板式热交换器之间的管路上设置有压力传感器；示例性地，如图3所示，以板式热交换器为板式蒸发器为例，电子水泵可以包括两个冷却液泵，分别为第一冷却液泵和第二冷却液泵；其中，第一冷却液泵和第二冷却液泵采用一用一备的布置方式；需要说明的是，图3中的冷却液泵可以是离心泵。

其中，冷却液循环单元采用一用一备两个冷却液泵，为冷却液的循环流动提供动力。冷却液在电池柜中吸收从电池包传递出来的热量后，温度有所升高，在冷却液泵(循环泵)的作用下，温度较高的冷却液进入板换，与低温的制冷剂进行换热，把热量传递给制冷剂后，油温度降低，流回到电池柜中继续吸收热量，完成一个冷却液循环。冷却液循环单元中可以配置有温度传感器、压力传感器、流量开关等器件，保证冷却液系统正常稳定运行。

可选地，如图3所示，板式蒸发器中可以设置有温度传感器，该温度传感器可以安装于换热器内埋盲管内，示例性地，该温度传感器可以是防冻温度传感器；如图3所示，冷却液泵与电池柜之间的管路上可以设置有液位变送器，该液位变送器可以利用流体静力学原理测量液位；进一步地，冷却液循环单元设置有油泵内置的补液泵以及开关(SV)，进而可以实现自动补油。在液位变送器和冷却液泵之间的管路上设置有温度传感器(例如NTC热敏电阻)可以用于测量水箱温度。

示例性地，如图3所示，板式蒸发器和电池柜之间的管路上，可以依次设置有压力传感器、温度传感器、水含量传感器、介电常数传感器以及油流量计，满足并配合热管理控制的执行，进而可以保证冷却液系统安全稳定运行。

在其中一个实施例中，第一冷却液泵和第二冷却液泵均为定频泵。

具体地，冷却液循环单元采用定频泵(一用一备)，为冷却液的循环流动提供动力。如图3所示，冷却液泵和板式蒸发器之间还可以设置有连接油冷盘管入口的管路，油冷盘管与散热风机相对设置，油冷盘管的出口连接至电动三通阀，电动三通阀连接在油过滤器和板式蒸发器之间；其中，油过滤器可以是铜过滤器，电动三通阀的开关量可以是0～10V。

当室外低温环境达到设定温度值后，且液冷机组回液口的冷却液温度高于设定温度，循环泵自动启动，且自动切换到自然冷却模式，冷却液流经自然冷却盘管，高温冷却液与低温空气换热，如此周而复始的循环，再进入电池柜，保证电池柜内的电池温度在设定范围内，以满足电池散热需求。本申请实施例结构简单，并能够实现全浸没式液冷的热管理控制，进而高效解决电池系统一致性运行的稳定问题，提高安全性和稳定性。

如图4所示，一实施例的冷凝器可以包括第一冷凝散热盘管和第二冷凝散热盘管；压缩机可以包括定频压缩机(图4中示意为定频)和变频压缩机(图4中示意为变频)；控制器分别连接定频压缩机、变频压缩机；其中：

变频压缩机的入口通过第一气液分离器连通板式热交换器，变频压缩机的出口通过油分离器连通至第一冷凝散热盘管的入口，第一冷凝散热盘管的出口依次通过干燥过滤器、电子膨胀阀连通至板式热交换器；

定频压缩机的入口通过第二气液分离器连通板式热交换器，定频压缩机的出口与第二冷凝散热盘管的入口连通，第二冷凝散热盘管的出口依次通过干燥过滤器、热力膨胀阀连通至板式热交换器。

具体而言，变频压缩机可以是直流变频压缩机；进一步地，油分离器可以与油过滤器连通，该油过滤器通过回油毛细管(圈内打胶)连接至铜管，该铜管连通至气液分离器与变频压缩机之间的管路上。

通过具有上述结构的制冷剂循环单元，使得在低温环境工况下，可以采用自然冷却模式，仅运行循环泵及散热轴流风机，利用外部冷空气带走冷却盘管内冷却液的热量，其中，控制器可根据负荷及环境温度工况的变化，实时调节散热风机的运行转速。

进一步地，在高温环境工况下，控制器可以执行压缩制冷模式，根据负荷变化，通过定频压缩机跟变频压缩机的组合实现制冷量全范围的调节。示例性地，在高温环境工况下，控制器可以采用压缩机制冷模式，根据负荷变化，通过定频压缩机跟变频压缩机的组合实现制冷量全范围的调节。

本申请实施例实降低系统设备运行功耗，能够提高储能系统的整体能效，并解决电池系统一致性运行的稳定问题，提高安全性和稳定性

在其中一个实施例中，定频压缩机和变频压缩机均为涡旋式压缩机；如图4所示，一实施例的第一气液分离器和板式热交换器之间的管路上依次配置有温度传感器、压力传感器、压力表、针阀以及回气温度传感器；油分离器和第一冷凝散热盘管之间的管路上配置有压力表、压力传感器；

定频压缩机与第二气液分离器之间的管路上配置有压力表，定频压缩机与第二冷凝散热盘管之间的管路上依次配置有压力传感器、压力表。

具体地，压缩制冷系统可以采用涡旋式压缩机，配置一台定频压缩机及一台变频压缩机。进一步地，吸热侧可以采用高效板式换热器，低温低压的两相态制冷剂在板换内部与温度较高的冷却液进行换热，吸收冷却液的热量后，过热的制冷剂蒸气被压缩机吸入并进行压缩，压缩后的高温高压气态制冷剂进入冷凝器进行冷凝散热，把热量传递给周围环境，冷凝后形成的液态制冷剂再通过膨胀阀进行节流，节流后的低温低压的两相态制冷剂进入板换，与温度较高的冷却液进行换热，吸收冷却液的热量后，最后被压缩机重新吸入，完成一个制冷循环。

本申请实施例中，散热侧可以采用风冷式，制冷剂在冷凝器翅片盘管冷凝散热，把热量传递给周围环境，冷凝风机可以根据室外环境自动调节转速。

可以理解，上述浸没式液冷储能系统还可以采用其他形式，而不限于上述实施例已经提到的形式，只要其能够达到完成全浸没式液冷的热管理控制的功能即可。

基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的浸没式液冷储能系统的液冷储能控制方法，应用于上述的浸没式液冷储能系统中的控制器。如图5所示，一实施例的液冷储能控制方法可以包括：

步骤502，响应于冷却液的出液温度高于制冷设定点、且当前满足制冷开启条件，指示制冷剂循环换单元启动，以根据出液温度调节制冷剂循环换单元的制冷量；

步骤504，响应于出液温度低于制冷设定点，指示制冷剂循环换单元进入节能模式；

步骤506，响应于出液温度低于制热设定点、且当前满足制热开启条件，指示冷却液循环单元对冷却液进行加热。

具体而言，本申请实施例中，控制器可以实现全浸没式液冷的热管理控制，其中，控制器可以响应于冷却液的出液温度高于制冷设定点、且当前满足制冷开启条件，指示制冷剂循环换单元启动，以根据出液温度调节制冷剂循环换单元的制冷量，并响应于出液温度低于制冷设定点，指示制冷剂循环换单元进入节能模式，以及响应于出液温度低于制热设定点、且当前满足制热开启条件，指示冷却液循环单元对冷却液进行加热。

其中，控制器可以获取浸没式液冷储能系统的运行环境温度，进而根据运行环境温度确认出当前可以采用的工作模式(例如压缩制冷模式或自然冷却模式等)，进而实现全浸没式液冷的热管理控制，保证储能系统快速、动态的均衡。其中，运行环境温度可以指系统在正常工作状态下所处的环境温度。

进一步地，在根据运行环境温度确认当前满足压缩制冷条件的情况下，控制器可以获取液冷系统的负荷变化情况，进而基于负荷变化情况，确定出相匹配的压缩机工作模式；压缩机工作模式用于指示定频压缩机和变频压缩机配合对制冷剂进行压缩，直至压缩后的制冷剂进入冷凝器完成制冷循环。

控制器可以实现油冷盘管的控制，例如，油冷盘管在环境温度≤15℃(参数可设)时，控制器可以开启电动三通阀，压缩机停止工作；进一步地，当环境温度高于18℃(参数可设)时，可以关闭油冷盘管，压缩机开启。控制器可以根据出口温度变化调整变频压缩机的频率来实现出水温度的精度控制。

示例性地，控制器可以基于负荷变化情况，确定出相匹配的压缩机工作模式，例如，若根据负荷变化情况确认当前属于高负荷工况，则压缩机工作模式用于指示定频压缩机进行压缩、且变频压缩机停止压缩；若根据负荷变化情况确认当前属于低负荷工况，则压缩机工作模式用于指示变频压缩机进行压缩、且定频压缩机停止压缩。可选地，若负荷变化情况大于负荷稳定值，则压缩机工作模式用于指示定频压缩机的工作量大于变频压缩机的工作量；若负荷变化情况小于负荷稳定值，则压缩机工作模式用于指示变频压缩机的工作量大于定频压缩机的工作量。其中，工作量可以指定频压缩机或变频压缩机的制冷量。

本申请实施例根据不同的负荷变化情况选择对应的压缩机工作模式，合理地对制冷剂进行压缩，直到压缩后的制冷剂进入冷凝器完成制冷循环，降低系统设备运行功耗，不仅提高了储能系统的整体能效，还解决了电池系统一致性运行的稳定问题，提高系统安全性和稳定性。

应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的液冷储能控制方法的液冷储能控制装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个液冷储能控制装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于液冷储能控制方法的限定，在此不再赘述。

在一个实施例中，如图6所示，提供了一种液冷储能控制装置，应用于上述的浸没式液冷储能系统中的控制器，装置包括：

制冷模块901，用于响应于冷却液的出液温度高于制冷设定点、且当前满足制冷开启条件，指示制冷剂循环换单元启动，以根据出液温度调节制冷剂循环换单元的制冷量；

节能模块902，用于响应于出液温度低于制冷设定点，指示制冷剂循环换单元进入节能模式；

加热模块903，用于响应于出液温度低于制热设定点、且当前满足制热开启条件，指示冷却液循环单元对冷却液进行加热。

上述液冷储能控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述液冷储能控制方法实施例中的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述液冷储能控制方法实施例中的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述液冷储能控制方法实施例中的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory，FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种浸没式液冷储能系统，其特征在于，包括：

液冷电池柜，所述液冷电池柜内容置有多个浸没在冷却液中的电池组；

液冷机组，所述液冷机组通过相应的管路与所述液冷电池柜连通；其中，所述液冷机组包括板式热交换器，用于驱动所述冷却液在管路中循环流通的冷却液循环单元，以及用于提供冷源的制冷剂循环换单元；所述冷却液循环单元、所述制冷剂循环换单元通过所述板式热交换器进行热交换；

控制器，所述控制器分别连接所述冷却液循环单元、所述制冷剂循环换单元；所述控制器配置成响应于所述冷却液的出液温度高于制冷设定点、且当前满足制冷开启条件，指示所述制冷剂循环换单元启动，以根据所述出液温度调节所述制冷剂循环换单元的制冷量，响应于所述出液温度低于所述制冷设定点，指示所述制冷剂循环换单元进入节能模式，以及响应于所述出液温度低于所述制热设定点、且当前满足制热开启条件，指示所述冷却液循环单元对所述冷却液进行加热。

2.根据权利要求1所述的浸没式液冷储能系统，其特征在于，所述液冷机组通过第一管路、第二管路与所述液冷电池柜连通；

所述制冷剂循环换单元包括依次连接的压缩机、冷凝器以及节流阀，所述压缩机、所述节流阀连接所述板式热交换器；所述冷却液循环单元包括电子水泵和加热器，所述电子水泵的入口连通所述第一管路，出口连通所述板式热交换器，所述加热器的入口连通所述板式热交换器，出口连通所述第二管路；

所述控制器分别连接所述压缩机、所述节流阀、所述电子水泵和所述加热器；所述控制器配置成响应于所述冷却液的出液温度高于制冷设定点、且当前满足制冷开启条件，启动所述压缩机，并根据所述出液温度或上位机传输的指令，对所述压缩机进行载荷相关的转速调节，以完成对整机功率和所述出液温度的控制；其中，所述节能模式包括关闭所述压缩机和降低所述电子水泵的转速中的至少一种；

所述控制器配置成响应于所述出液温度低于所述制热设定点、且当前满足制热开启条件，指示所述加热器对所述冷却液进行加热。

3.根据权利要求2所述的浸没式液冷储能系统，其特征在于，所述节流阀为电子膨胀阀；所述电子膨胀阀配置成对冷凝后的制冷剂节流降压后注入所述板式热交换器。

4.根据权利要求2所述的浸没式液冷储能系统，其特征在于，所述电子水泵包括第一冷却液泵和第二冷却液泵；所述第一冷却液泵和所述第二冷却液泵采用一用一备的布置方式；

所述第一冷却液泵的入口连通所述第一管路，出口连通所述板式热交换器；所述第二冷却液泵的入口连通所述第一管路，出口连通所述板式热交换器；所述第一冷却液泵、所述第二冷却液泵均连接所述控制器。

5.根据权利要求4所述的浸没式液冷储能系统，其特征在于，所述第一冷却液泵和所述第二冷却液泵均为定频泵。

6.根据权利要求2所述的浸没式液冷储能系统，其特征在于，所述冷凝器包括第一冷凝散热盘管和第二冷凝散热盘管；所述压缩机包括定频压缩机和变频压缩机；所述控制器分别连接所述定频压缩机、所述变频压缩机；其中：

所述变频压缩机的入口通过第一气液分离器连通所述板式热交换器，所述变频压缩机的出口通过油分离器连通至所述第一冷凝散热盘管的入口，所述第一冷凝散热盘管的出口依次通过干燥过滤器、电子膨胀阀连通至所述板式热交换器；

所述定频压缩机的入口通过第二气液分离器连通所述板式热交换器，所述定频压缩机的出口与所述第二冷凝散热盘管的入口连通，所述第二冷凝散热盘管的出口依次通过干燥过滤器、热力膨胀阀连通至所述板式热交换器。

7.根据权利要求6所述的浸没式液冷储能系统，其特征在于，所述定频压缩机和所述变频压缩机均为涡旋式压缩机；

所述第一气液分离器和所述板式热交换器之间的管路上依次配置有温度传感器、压力传感器、压力表、针阀以及回气温度传感器；所述油分离器和所述第一冷凝散热盘管之间的管路上配置有压力表、压力传感器；

所述定频压缩机与所述第二气液分离器之间的管路上配置有压力表，所述定频压缩机与所述第二冷凝散热盘管之间的管路上依次配置有压力传感器、压力表。

8.根据权利要求1所述的浸没式液冷储能系统，其特征在于，所述电池组包括四周镂空型电池PACK；所述四周镂空型电池PACK中的电池模组呈阵列排布、且相邻的电池模组之间留有间隙。

9.一种液冷储能控制方法，其特征在于，应用于权利要求1至8任一项所述的浸没式液冷储能系统中的控制器，所述方法包括：

响应于所述冷却液的出液温度高于制冷设定点、且当前满足制冷开启条件，指示所述制冷剂循环换单元启动，以根据所述出液温度调节所述制冷剂循环换单元的制冷量；

响应于所述出液温度低于所述制冷设定点，指示所述制冷剂循环换单元进入节能模式；

响应于所述出液温度低于所述制热设定点、且当前满足制热开启条件，指示所述冷却液循环单元对所述冷却液进行加热。

10.一种液冷储能控制装置，其特征在于，应用于权利要求1至8任一项所述的浸没式液冷储能系统中的控制器，所述装置包括：

制冷模块，用于响应于所述冷却液的出液温度高于制冷设定点、且当前满足制冷开启条件，指示所述制冷剂循环换单元启动，以根据所述出液温度调节所述制冷剂循环换单元的制冷量；

节能模块，用于响应于所述出液温度低于所述制冷设定点，指示所述制冷剂循环换单元进入节能模式；

加热模块，用于响应于所述出液温度低于所述制热设定点、且当前满足制热开启条件，指示所述冷却液循环单元对所述冷却液进行加热。