CN220253331U - 储能系统的热管理系统和储能系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种储能系统的热管理系统和储能系统,属于储能技术领域。所述储能系统包括储能电池和功率变换组件,所述热管理系统中,第一换热器的第一路和第二换热器的第一路连通于换热循环回路;第一换热器的第二路和储能电池的换热部均连通于第一换热通路;功率变换组件的换热部连通于第二换热通路;第三换热通路具有散热器;除湿部件并联连接于第一换热器的第一路或者储能电池的换热部;其中,阀组连接在第二换热器的第二路、第一至第三换热通路之间,用于可选择性地连通或断开第二换热器的第二路、第一至第三换热通路。通过上述阀组和除湿部件的设置,优化了除湿效果,提高了系统运行能效。
Description
技术领域
本申请属于储能技术领域,尤其涉及一种储能系统的热管理系统和储能系统。
背景技术
随着技术发展,储能系统的热管理系统已经由风冷向液冷方式演进,液冷方式具备高效率、高能量密度的优点,但是液冷机组通常不具备主动除湿功能,箱体内部会存在大量的冷凝水。为解决液冷机组的除湿问题,现有技术通常提高储能电池的防护等级或者另外在系统中设置一台除湿机,但是上述方案在实际应用中,除湿效果并不理想。
实用新型内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本申请提出一种储能系统的热管理系统和储能系统,解决了液冷机组的除湿问题,优化了除湿效果,提高了系统运行能效。
第一方面,本申请提供了一种储能系统的热管理系统,所述储能系统包括储能电池和功率变换组件,所述热管理系统包括:
换热循环回路,第一换热器的第一路和第二换热器的第一路连通于所述换热循环回路;
第一换热通路,所述第一换热器的第二路和所述储能电池的换热部均连通于所述第一换热通路;
第二换热通路,所述功率变换组件的换热部连通于所述第二换热通路;
第三换热通路,所述第三换热通路具有散热器;
除湿部件,所述除湿部件并联连接于所述第一换热器的第一路或者所述储能电池的换热部;其中,
阀组,所述阀组连接在所述第二换热器的第二路、所述第一至第三换热通路之间,用于可选择性地连通或断开所述第二换热器的第二路、所述第一至第三换热通路。
根据本申请的储能系统的热管理系统,通过上述阀组和除湿部件的设置,解决了液冷机组的除湿问题,优化了除湿效果;同时,实现了一个系统控制储能电池和功率变换组件的温度,减小了热管理系统整体体积,提高了系统运行能效。
根据本申请的一个实施例,储能系统的热管理系统还包括:
第一泵,所述第一泵连接于所述第二换热器的第二路,或连接于所述第二换热通路,或连接于所述第三换热通路。
根据本申请的一个实施例,所述阀组具有第一至第八阀口,所述第二换热器的第二路两端分别与第一阀口和第二阀口相连,所述第二换热通路的两端分别与第三阀口和第四阀口相连,所述第三换热通路的两端分别与第五阀口和第六阀口相连,所述第一换热通路的两端分别与第七阀口和第八阀口相连。
根据本申请的一个实施例,所述热管理系统具有第一工作模式,在所述第一工作模式,所述阀组的第一阀口与所述阀组的第六阀口连通,所述阀组的第二阀口与所述阀组的第三阀口连通,所述阀组的第四阀口与所述阀组的第五阀口连通,所述阀组的第七阀口与所述阀组的第八阀口连通。
根据本申请的一个实施例,所述第三换热通路具有第一散热器和第二散热器,所述阀组还具有第九阀口和第十阀口,所述第一散热器的两端分别与所述阀组的第五阀口和第九阀口相连,所述第二散热器的两端分别与所述阀组的第十阀口和第六阀口相连;
在所述第一工作模式,所述阀组的第一阀口与所述阀组的第六阀口连通,所述阀组的第二阀口与所述阀组的第三阀口连通,所述阀组的第四阀口与所述阀组的第五阀口连通,所述阀组的第七阀口与所述阀组的第八阀口连通;所述阀组的第九阀口与所述阀组的第十阀口连通。
根据本申请的一个实施例,所述第一换热通路具有加热器和第二泵;
在所述第一工作模式下,所述加热器处于工作状态,用于加热所述储能电池,所述换热循环回路和所述第二泵处于停机状态。
根据本申请的一个实施例,所述第一换热通路具有加热器和第二泵;
在所述第一工作模式下,所述换热循环回路和所述第二泵处于工作状态,所述换热循环回路的压缩机的入口与所述第二换热器相连,所述换热循环回路的压缩机的出口与所述第一换热器相连,所述换热循环回路用于加热所述储能电池。
根据本申请的一个实施例,所述第三换热通路具有第一散热器和第二散热器,所述阀组还具有第九阀口和第十阀口,所述第一散热器的两端分别与所述阀组的第五阀口和第九阀口相连,所述第二散热器的两端分别与所述阀组的第十阀口和第六阀口相连;
在所述除湿部件并联连接于所述第一换热器的第一路的情况下,所述热管理系统具有第二工作模式,在所述第二工作模式,所述阀组的第一阀口与所述阀组的第九阀口连通,所述阀组的第二阀口与所述阀组的第三阀口连通,所述阀组的第四阀口与所述阀组的第五阀口连通,所述阀组的第十阀口与所述阀组的第八阀口连通,所述阀组的第六阀口与所述阀组的第七阀口连通。
根据本申请的一个实施例,所述第一换热通路具有加热器和第二泵;
所述热管理系统具有第三工作模式,在所述第三工作模式,所述阀组的第三阀口与所述阀组的第八阀口连通,所述阀组的第四阀口与所述阀组的第七阀口连通,其他阀口断开,所述加热器处于工作状态。
根据本申请的一个实施例,在所述除湿部件并联连接于所述第一换热器的第一路的情况下,所述除湿部件包括第三换热器、风机和第一节流装置;
在所述除湿部件并联连接于所述储能电池的换热部的情况下,所述除湿部件包括第三换热器和风机,所述第一换热通路设有电磁阀,所述电磁阀位于所述储能电池的换热部所在的并联支路与所述除湿部件所在的并联支路之间。
第二方面,本申请提供了一种储能系统,该储能系统包括:
储能电池和功率变换组件;
如上述中任一种热管理系统,所述热管理系统与所述储能电池和功率变换组件电连接。
根据本申请的储能系统,通过上述热管理系统的设置,实现了系统根据外部环境及器件工作状态调节温度控制的方案,大幅度减少储能系统占用的空间,降低功耗,节约能源;同时增加了系统除湿功能,防止冷凝水过多各部件老化,增强了整个系统的安全性和可靠性。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本申请实施例提供的储能系统的结构示意图之一;
图2是本申请实施例提供的储能系统的结构示意图之二;
图3是本申请实施例提供的储能系统在第一工作模式下的结构示意图之一;
图4是本申请实施例提供的储能系统在第一工作模式下的结构示意图之二;
图5是本申请实施例提供的储能系统在第二工作模式下的结构示意图;
图6是本申请实施例提供的储能系统在第三工作模式下的结构示意图。
附图标记:
储能系统100,储能电池110,功率变换组件120,第二换热通路150,第一泵161;
换热循环回路130,压缩机131,第一换热器132,第二换热器133,第二节流装置134;
第一换热通路140,加热器141,第二泵142,电磁阀143;
第三换热通路170,第一散热器171,第二散热器172;
阀组8,第一阀口81,第二阀口82,第三阀口83,第四阀口84,第五阀口85,第六阀口86,第七阀口87,第八阀口88,第九阀口89,第十阀口90;
除湿部件190,第三换热器191,风机192,第一节流装置193。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
本申请公开了一种储能系统100的热管理系统。
下面参考图1-图6描述根据本申请实施例的储能系统100的热管理系统。
在一些实施例中,如图1-图6所示,储能系统100包括储能电池110和功率变换组件120,热管理系统包括:换热循环回路130、第一换热通路140、第二换热通路150、第三换热通路170、除湿部件190和阀组8。
第一换热器132的第一路和第二换热器133的第一路连通于换热循环回路130。
换热循环回路130可以用于帮助储能电池110的换热部或者功率变换组件120的换热部进行散热,换热循环回路130的换热方式可以为氟冷换热。
如图1-图6所示,换热循环回路130可以包括压缩机131、第一换热器132的第一路、第二换热器133以及第二节流装置134。
该制冷模块的制冷循环可以通过如下方式实现:低温液态冷媒流经第一换热器132的第一路,低温液态冷媒在第一换热器132中吸热汽化为气态冷媒,气态冷媒经过压缩机131压缩成高温高压气态冷媒,高温高压气态冷媒再流经冷凝器放热液化成中温高压液态冷媒,中温高压液态冷媒经过第二节流装置134变成低温低压液态冷媒,在该制冷循环过程中,第一换热器132为蒸发器,第二换热器133为冷凝器。
第一换热器132的第二路和储能电池110的换热部均连通于第一换热通路140。
第一换热通路140可以用于帮助储能电池110的换热部进行散热,第一换热通路140的管道内可以注有冷却液。
在该实施方式中,低温冷却液可以经过储能电池110的换热部,低温冷却液可以吸收储能电池110的热量后温度升高,然后冷却液再流经第一换热器132将热量传递至换热循环回路130内的冷媒,从而使得第一换热通路140的冷却液温度降低。
功率变换组件120的换热部连通于第二换热通路150。
第二换热通路150可以用于帮助储能电池110的换热部进行散热,第二换热通路150的管道内可以注有冷却液。
第三换热通路170具有散热器。
第三换热通路170可以用于帮助储能电池110的换热部或者功率变换组件120的换热部进行散热,第三换热通路170的换热方式可以为风冷换热。
除湿部件190并联连接于第一换热器132的第一路或者储能电池110的换热部。
可以理解的是,如图1-图6所示,在除湿部件190并联连接于第一换热器132的第一路的情况下,除湿部件190依靠换热循环回路130内的低温冷媒进行除湿;在除湿部件190并联连接于储能电池110的换热部的情况下,除湿部件190依靠第一换热通路140内的低温冷却液进行除湿。
在实际的执行中,当除湿部件190并联连接于第一换热器132的第一路时,换热循环回路130处于工作状态,控制换热循环回路130内的低温冷媒仅流经除湿部件190,此时空气中的水蒸气凝结成水附着在除湿部件190的表面,最后将凝结的水收集起来完成除湿过程;当除湿部件190并联连接于储能电池110的换热部时,换热循环回路130处于工作状态,换热循环回路130中的低温冷媒通过第一换热器132与第一换热通路140内的冷却液进行热交换,控制第一换热通路140内的低温冷却液仅流经除湿部件190,此时空气中的水蒸气凝结成水附着在除湿部件190的表面,最后将凝结的水收集起来完成除湿过程。
其中,阀组8连接在第二换热器133的第二路、第一换热通路140至第三换热通路177之间,阀组8用于可选择性地连通或断开第二换热器133的第二路、第一换热通路140至第三换热通路177。。
在实际的执行中,如图1-图4所示,热管理系统可以包括多种工作模式,每种工作模式下对于储能电池110的换热部和功率变换组件120的换热部的温度控制方式均有所差异,具体而言,当系统工作环境的温度较高时,储能电池110的换热部可以利用换热循环回路130进行氟冷换热,功率变换组件120的换热部可以利用第三换热通路170进行风冷换热;或者,当系统工作环境的温度适中时,储能电池110的换热部可以利用换热循环回路130和第三换热通路170进行氟冷换热和风冷换热,功率变换组件120的换热部可以利用第三换热通路170进行风冷换热;或者,当系统工作环境的温度较低时,储能电池110的换热部可以利用功率变换组件120散发的热量以及其他热源进行预热。
本申请实施例提供的储能系统100的热管理系统,通过上述阀组8和除湿部件190的设置,解决了液冷机组的除湿问题,优化了除湿效果;同时,实现了一个系统控制储能电池110和功率变换组件120的温度,减小了热管理系统整体体积,提高了系统运行能效。
在一些实施例中,如图1-图6所示,储能系统的热管理系统还可以包括:第一泵161。
第一泵161可以连接于第二换热器133的第二路,或第一泵161可以连接于第二换热通路150,或第一泵161可以连接于第三换热通路170。
第一泵161可以为驱动泵,第一泵161可以驱动冷却液在管道内循环流动以完成换热循环过程。
可以理解的是,第一泵161可以有多种布置方式,在一些实施方式中,如图1-图6所示,第一泵161可以连接于第二换热器133的第二路,即第一泵161的两端可以与第二换热器133的第二路连通。
在另一些实施方式中,第一泵161可以布置在第二换热通路150。
在又一些实施方式中,第一泵161可以布置在第三换热通路170。
可以理解的是,若第二换热器133的第二路不与第一泵161连通,此时第二换热器133需要另外安装其他散热部件进行散热,但是安装其他散热部件会增大第二换热器133的整体体积,而且散热效果并不理想。
在本实施方式中,在第二换热器133的第一路连通于换热循环回路130以及第二换热器133的第二路连通于第一泵161的情况下,高温气态冷媒流经第二换热器133冷凝放热,冷却液可以吸收热量,第一泵161可以驱动冷却液流至第三换热通路170的散热器进行冷却降温。
本申请实施例提供的储能系统100的热管理系统,通过上述第二换热器133的设置,使得第二换热器133与功率变换组件120的换热部可以共流体回路,在不增加散热部件的情况下解决了第二换热器133的散热问题,节约了制造成本的同时,加快了散热速率。
在一些实施例中,如图1-图6所示,阀组8具有第一至第八阀口88,第二换热器133的第二路两端分别与第一阀口81和第二阀口88相连,第二换热通路150的两端分别与第三阀口83和第四阀口84相连,第三换热通路170的两端分别与第五阀口85和第六阀口86相连,第一换热通路140的两端分别与第七阀87口和第八阀口88相连。
在该实施方式中,如图1-图4所示,阀组8可以具有第一阀口81、第二阀口82、第三阀口83、第四阀口84、第五阀口85、第六阀口86、第七阀口87和第八阀口88,第一阀口81和第二阀口82可以分别与第一泵161的进出口相连,第三阀口83和第四阀口84可以分别与第二换热通路150的进出口相连,第五阀口85和第六阀口86可以分别与第三换热通路170的进出口相连,第七阀口87和第八阀口88可以分别与第一换热通路140的进出口相连。
需要说明的是,可以通过改变阀组8的第一至第八阀口88的连通关系来实现上述多种工作模式,换句话说,切换第一至第八阀口88之间的连通关系,即可完成多种工作模式的转换。
本申请实施例提供的储能系统100的热管理系统,通过上述阀组8上第一阀口81至第八阀口88的设置,实现了阀组与第一泵161、第二换热通路150、第三换热通路170和第一换热通路140的连接,简化了整体排线布局,提升整个系统的集成度。
在一些实施例中,如图3-图4所示,热管理系统可以具有第一工作模式,在第一工作模式,阀组8的第一阀口81可以与阀组8的第六阀口86连通,阀组8的第二阀口82可以与阀组8的第三阀口83连通,阀组8的第四阀口84可以与阀组8的第五阀口85连通,阀组8的第七阀口87可以与阀组8的第八阀口88连通。
换句话说,如图1所示,第一换热通路140闭合形成回路,换热循环回路130可以通过第一换热器132对第一换热通路140进行散热,第二换热通路150、第三换热通路170以及第一泵161闭合形成回路,第三换热通路170可以利用散热器对第二换热通路150进行散热。
在第一工作模式,即在系统工作环境的温度较高的情况下,考虑到功率变换组件120相较于储能电池110耐受温度较高,且氟冷换热相较于风冷换热散热效果更好,因此储能电池110可以采用氟冷换热,功率变换组件120可以采用风冷换热。
在实际的执行中,在第一工作模式,储能电池110的散热过程如下:低温冷却液经过储能电池110的换热部为储能电池110散热,低温冷却液吸收热量后温度升高,然后再流经第一换热器132的第二路,并且通过第一换热器132将热量传递至换热循环回路130中的冷媒,冷却液放热后温度降低,最后再次回流至储能电池110的换热部。
功率变换组件120的散热过程如下:第一泵161驱动冷却液在管道内流动,使得低温冷却液流经第二换热通路150的功率变换组件120的换热部为功率变换组件120散热,低温冷却液吸收热量后温度升高,然后流过第三换热通路170的散热器将热量排散至空气,冷却液放热后温度降低,最后再次回流至第二换热通路150的功率变换组件120的换热部。
除湿过程如下:在除湿部件190并联连接于第一换热器132的第一路的情况下,换热循环回路130处于工作状态,控制换热循环回路130内的低温冷媒仅流经除湿部件190,此时空气中的水蒸气凝结成水附着在除湿部件190的表面,最后将凝结的水收集起来完成除湿过程;在除湿部件190并联连接于储能电池110的换热部的情况下,换热循环回路130处于工作状态,控制第一换热通路140内的低温冷却液仅流经除湿部件190,此时空气中的水蒸气凝结成水附着在除湿部件190的表面,最后将凝结的水收集起来完成除湿过程。
本申请实施例提供的储能系统100的热管理系统,通过上述第一工作模式下阀组8的第一至第八阀口88连通关系的设计,在高温工作环境下,同时满足了储能电池110以及功率变换组件120的散热需求以及热管理系统的除湿需求,消减了系统因为超温而发生热失控的一系列多米诺效应,保证了系统内各个部件的可靠性和耐久性。
在一些实施例中,如图3-图4所示,第三换热通路170可以具有第一散热器171和第二散热器172,阀组8还可以具有第九阀口89和第十阀口90,第一散热器171的两端可以分别与阀组8的第五阀口85和第九阀口89相连,第二散热器172的两端可以分别与阀组8的第十阀口90和第六阀口86相连。
在第一工作模式,阀组8的第一阀口81可以与阀组8的第六阀口86连通,阀组8的第二阀口82可以与阀组8的第三阀口83连通,阀组8的第四阀口84可以与阀组8的第五阀口85连通,阀组8的第七阀口87可以与阀组8的第八阀口88连通;阀组8的第九阀口89可以与阀组8的第十阀口90连通。
如图1所示,在第一工作模式,第一散热器171和第二散热器172串联一并为第二散热通路的功率变换组件120的换热部进行散热。
在实际的执行中,在第一工作模式,储能电池110的散热过程如下:低温冷却液经过储能电池110的换热部为储能电池110散热,低温冷却液吸收热量后温度升高,然后再流经第一换热器132的第二路,并且通过第一换热器132将热量传递至换热循环回路130中的冷媒,冷却液放热后温度降低,最后再次回流至储能电池110的换热部。
功率变换组件120的散热过程如下:第一泵161驱动冷却液在管道内流动,使得低温冷却液流经第二换热通路150的功率变换组件120的换热部为功率变换组件120散热,低温冷却液吸收热量后温度升高,然后流过第三换热通路170的第一散热器171与外部空气进行第一次换热,随后再流过第三换热通路170的第二散热器172与外部空气进行第二次换热,冷却液放热后温度降低,最后再次回流至第二换热通路150的功率变换组件120的换热部。
本申请实施例提供的储能系统100的热管理系统,通过上述第一工作模式下第三换热通路170中第一散热器171和第二散热器172的设置,利用两次风冷换热,使得散热器对功率变换组件120的散热效果得到明显提升,缓解了高温工作环境下整个热管理系统的散热压力。
在一些实施例中,如图3-图4所示,第一换热通路140可以具有加热器141和第二泵142;在第一工作模式下,加热器141可以处于工作状态,加热器141可以用于加热储能电池110,换热循环回路130和第二泵142可以处于停机状态。
在该实施方式中,在第一工作模式下,当储能电池110需要预热时,可以关闭换热循环回路130和第二泵142,即停止氟冷换热,第一换热通路140内的冷却液停止循环流动换热,此时可以开启加热器141,利用加热器141产生的热量对储能电池110的换热部进行预热。
本申请实施例提供的储能系统100的热管理系统,通过上述第一工作模式下仅用加热器141对储能电池110供热的设计,拓宽了第一工作模式的使用宽度,增强了多模式运行的实用性。
在一些实施例中,如图3-图4所示,第一换热通路140可以具有加热器141和第二泵142;在第一工作模式下,换热循环回路130和第二泵142可以处于工作状态,换热循环回路130的压缩机131的入口可以与第二换热器133相连,换热循环回路130的压缩机131的出口可以与第一换热器132相连,换热循环回路130可以用于加热储能电池110。
在该实施方式中,在第一工作模式下,当储能电池110需要预热时,可以开启换热循环回路130和第二泵142,控制换热循环回路130内的四通阀调转冷媒的流动方向,此时换热循环回路130的制冷循环切换为制热循环,压缩机131将冷媒加热成为高温高压气态冷媒,高温高压气态冷媒流经第一换热器132进行冷凝液化,从而释放出大量的热量,第一换热通路140内的冷却液通过第一换热器132吸收冷媒放出的热量,高温冷却液随后流经储能电池110的换热部进行预热,液态冷媒经第二节流装置134减压,进入第二换热器133蒸发吸热变为高温低压的气态冷媒,高温低压的气态冷媒再次进入压缩机131开始下一个循环,在该制热循环过程中,第一换热器132为冷凝器,第二换热器133为蒸发器。
本申请实施例提供的储能系统100的热管理系统,通过上述第一工作模式下热泵对储能电池110供热的设计,使得换热循环回路130可以同时满足储能电池110的散热需求以及预热需求,进一步拓宽了第一工作模式的使用宽度。
在一些实施例中,如图5所示,第三换热通路170可以具有第一散热器171和第二散热器172,阀组8还可以具有第九阀口89和第十阀口90,第一散热器171的两端可以分别与阀组8的第五阀口85和第九阀口89相连,第二散热器172的两端可以分别与阀组8的第十阀口90和第六阀口86相连。
在除湿部件190并联连接于第一换热器132的第一路的情况下,热管理系统可以具有第二工作模式,在第二工作模式,阀组8的第一阀口81可以与阀组8的第九阀口89连通,阀组8的第二阀口82可以与阀组8的第三阀口83连通,阀组8的第四阀口84可以与阀组8的第五阀口85连通,阀组8的第十阀口90可以与阀组8的第八阀口88连通,阀组8的第六阀口86可以与阀组8的第七阀口87连通。
换句话说,如图2所示,第一换热通路140与第二散热器172闭合形成回路,换热循环回路130可以通过第一换热器132对第一换热通路140进行散热,同时第二散热器172也可以对第一换热通路140进行散热,第二换热通路150、第一散热器171以及第一泵161闭合形成回路,第一散热器171可以对第二换热通路150进行散热。
在第二工作模式,即在系统工作环境的温度适中的情况下,考虑到此时系统散热压力较小,且功率变换组件120相较于储能电池110耐受温度较高,因此换热循环回路130可以降低频率运行,储能电池110可以采用低频率氟冷换热结合风冷换热,功率变换组件120可以采用风冷换热。
在实际的执行中,在第二工作模式,储能电池110的散热过程如下:低温冷却液经过储能电池110的换热部为储能电池110散热,低温冷却液吸收热量后温度升高,然后再流经第一换热器132的第二路,并且通过第一换热器132将热量传递至换热循环回路130中的冷媒,冷却液放热后温度降低,随后冷却液流经第二散热器172与外部空气进行换热,冷却液放热后温度又一次降低,最后再次回流至储能电池110的换热部。
功率变换组件120的散热过程如下:第一泵161驱动冷却液在管道内流动,使得低温冷却液流经第二换热通路150的功率变换组件120的换热部为功率变换组件120散热,低温冷却液吸收热量后温度升高,然后流过第一散热器171将热量排散至空气,冷却液放热后温度降低,最后再次回流至第二换热通路150的功率变换组件120的换热部。
除湿过程如下:在除湿部件190并联连接于第一换热器132的第一路的情况下,换热循环回路130处于工作状态,控制换热循环回路130内的低温冷媒仅流经除湿部件190,此时空气中的水蒸气凝结成水附着在除湿部件190的表面,最后将凝结的水收集起来完成除湿过程。
需要说明的是,第二散热器172的散热能力较强,可以为换热循环回路130补充冷量,特别的,当环境温度进一步降低时,换热循环回路130可完全关闭,即第一换热通路140可以完全依靠第二换热器133进行散热。
本申请实施例提供的储能系统100的热管理系统,通过上述第二工作模式下阀组8的第一至第八阀口88连通关系的设计,在适中温工作环境下,实现储能电池110和功率变换组件120的独立温控,使得第一泵161和第二泵142的选型互不干涉,从而降低第一泵161和第二泵142的扬程设计需求,同时,第二散热器172承担了部分散热负担,使得换热循环回路130可以降低频率运行,从而降低了氟冷散热的能耗,节约电量。
在一些实施例中,如图6所示,第一换热通路140可以具有加热器141和第二泵142;热管理系统可以具有第三工作模式,在第三工作模式,阀组8的第三阀口83可以与阀组8的第八阀口88连通,阀组8的第四阀口84可以与阀组8的第七阀口87连通,其他阀口可以断开,加热器141可以处于工作状态。
可以理解的是,如图3所示,第一换热通路140和第二换热通路150闭合形成回路,同时屏蔽第三换热通路170以及第一泵161,且换热循环回路130处于停机状态,第一换热通路140的加热器141和功率变换组件120可以协同为储能电池110供热。
在第三工作模式,即在系统工作环境的温度较低的情况下,考虑到功率变换组件120工作时散发大量热量,因此储能电池110可以采用加热器141供热以及功率变换组件120散热结合的方式进行预热,并且由于水泵过压以及散热器漏热的问题,此工作模式下选择断开第三换热通路170以及第一泵161。
在实际的执行中,在第三工作模式,储能电池110的预热过程如下:第二泵142驱动冷却液在管道内流动,冷却液流经第二换热通路150的功率变换组件120的换热部吸收热量后温度升高,然后冷却液再流经第一换热通路140的加热器141,此时加热器141处于工作状态,冷却液吸收热量后温度再次升高,随后高温冷却液流经储能电池110的换热部为储能电池110供热,冷却液放热后温度降低,最后再次回流至第二换热通路150的功率变换组件120的换热部。
需要说明的是,在第三工作模式下,热管理系统不支持除湿功能。
本申请实施例提供的储能系统100的热管理系统,通过上述第三工作模式下阀组8的第一至第八阀口88连通关系的设计,在低温工作环境下,利用功率变换组件120工作的废热结合加热器141的作用,满足了储能电池110的预热需求,提升了预热效率。
在一些实施例中,如图1-图6所示,在除湿部件190并联连接于第一换热器132的第一路的情况下,除湿部件190包括第三换热器191、风机192和第一节流装置193;在除湿部件190并联连接于储能电池110的换热部的情况下,除湿部件190包括第三换热器191和风机192,第一换热通路140设有电磁阀143,电磁阀143位于储能电池110的换热部所在的并联支路与除湿部件190所在的并联支路之间。
在实际的执行中,在除湿部件190并联连接于第一换热器132的第一路的情况下,换热循环回路130处于工作状态,控制第二节流装置134阻止低温冷媒流经第一换热器132,换热循环回路130内的低温冷媒流经第一节流装置193、第三换热器191和风机192,此时空气中的水蒸气凝结成水附着在第三换热器191的表面,最后将凝结的水收集起来完成除湿过程;在除湿部件190并联连接于储能电池110的换热部的情况下,换热循环回路130处于工作状态,换热循环回路130中的低温冷媒通过第一换热器132与第一换热通路140内的冷却液进行热交换,控制电磁阀143关闭阻止低温冷却液流经储能电池110的换热部,第一换热通路140内的低温冷却液流经第三换热器191和风机192,此时空气中的水蒸气凝结成水附着在第三换热器191的表面,最后将凝结的水收集起来完成除湿过程。
本申请公开了一种储能系统100。
在一些实施例中,如图1-图4所示,该储能系统100包括:如上述中任一种热管理系统、储能电池110和功率变换组件120
热管理系统与储能电池110和功率变换组件120电连接。
在实际的执行中,热管理系统可以根据不同的工作环境温度切换并不同的工作模式,热管理系统可以利用一个温控系统同时控制储能电池110和功率变换组件120的温度,具体而言,当系统工作环境的温度较高时,热管理系统可以切换第一工作模式控制储能电池110和功率变换组件120的温度;或者,当系统工作环境的温度适中时,热管理系统可以切换第二工作模式控制储能电池110和功率变换组件120的温度;或者,当系统工作环境的温度较低时,热管理系统可以切换第三工作模式控制储能电池110和功率变换组件120的温度;或者,当系统工作后静置时,热管理系统可以切换第四工作模式控制储能电池110和功率变换组件120的温度。
本申请实施例提供的储能系统100,通过上述热管理系统的设置,实现了系统根据外部环境及器件工作状态调节温度控制的方案,大幅度减少储能系统100占用的空间,降低功耗,节约能源;同时增加了系统除湿功能,防止冷凝水过多各部件老化,增强了整个系统的安全性和可靠性。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施,且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类,并不限定对象的个数,例如第一对象可以是一个,也可以是多个。此外,说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一,字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中,“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。
在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中,第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。
在本申请的描述中,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点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表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本申请的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (11)
1.一种储能系统的热管理系统,其特征在于,所述储能系统包括储能电池和功率变换组件,所述热管理系统包括:
换热循环回路,第一换热器的第一路和第二换热器的第一路连通于所述换热循环回路;
第一换热通路,所述第一换热器的第二路和所述储能电池的换热部均连通于所述第一换热通路;
第二换热通路,所述功率变换组件的换热部连通于所述第二换热通路;
第三换热通路,所述第三换热通路具有散热器;
除湿部件,所述除湿部件并联连接于所述第一换热器的第一路或者所述储能电池的换热部;其中,
阀组,所述阀组连接在所述第二换热器的第二路、所述第一至第三换热通路之间,用于可选择性地连通或断开所述第二换热器的第二路、所述第一至第三换热通路。
2.根据权利要求1所述的储能系统的热管理系统,其特征在于,还包括:
第一泵,所述第一泵连接于所述第二换热器的第二路,或连接于所述第二换热通路,或连接于所述第三换热通路。
3.根据权利要求1所述的储能系统的热管理系统,其特征在于,所述阀组具有第一至第八阀口,所述第二换热器的第二路两端分别与第一阀口和第二阀口相连,所述第二换热通路的两端分别与第三阀口和第四阀口相连,所述第三换热通路的两端分别与第五阀口和第六阀口相连,所述第一换热通路的两端分别与第七阀口和第八阀口相连。
4.根据权利要求3所述的储能系统的热管理系统,其特征在于,所述热管理系统具有第一工作模式,在所述第一工作模式,所述阀组的第一阀口与所述阀组的第六阀口连通,所述阀组的第二阀口与所述阀组的第三阀口连通,所述阀组的第四阀口与所述阀组的第五阀口连通,所述阀组的第七阀口与所述阀组的第八阀口连通。
5.根据权利要求4所述的储能系统的热管理系统,其特征在于,所述第三换热通路具有第一散热器和第二散热器,所述阀组还具有第九阀口和第十阀口,所述第一散热器的两端分别与所述阀组的第五阀口和第九阀口相连,所述第二散热器的两端分别与所述阀组的第十阀口和第六阀口相连;
在所述第一工作模式,所述阀组的第一阀口与所述阀组的第六阀口连通,所述阀组的第二阀口与所述阀组的第三阀口连通,所述阀组的第四阀口与所述阀组的第五阀口连通,所述阀组的第七阀口与所述阀组的第八阀口连通;所述阀组的第九阀口与所述阀组的第十阀口连通。
6.根据权利要求4所述的储能系统的热管理系统,其特征在于,所述第一换热通路具有加热器和第二泵;
在所述第一工作模式下,所述加热器处于工作状态,用于加热所述储能电池,所述换热循环回路和所述第二泵处于停机状态。
7.根据权利要求4所述的储能系统的热管理系统,其特征在于,所述第一换热通路具有加热器和第二泵;
在所述第一工作模式下,所述换热循环回路和所述第二泵处于工作状态,所述换热循环回路的压缩机的入口与所述第二换热器相连,所述换热循环回路的压缩机的出口与所述第一换热器相连,所述换热循环回路用于加热所述储能电池。
8.根据权利要求3所述的储能系统的热管理系统,其特征在于,所述第三换热通路具有第一散热器和第二散热器,所述阀组还具有第九阀口和第十阀口,所述第一散热器的两端分别与所述阀组的第五阀口和第九阀口相连,所述第二散热器的两端分别与所述阀组的第十阀口和第六阀口相连;
在所述除湿部件并联连接于所述第一换热器的第一路的情况下,所述热管理系统具有第二工作模式,在所述第二工作模式,所述阀组的第一阀口与所述阀组的第九阀口连通,所述阀组的第二阀口与所述阀组的第三阀口连通,所述阀组的第四阀口与所述阀组的第五阀口连通,所述阀组的第十阀口与所述阀组的第八阀口连通,所述阀组的第六阀口与所述阀组的第七阀口连通。
9.根据权利要求3所述的储能系统的热管理系统,其特征在于,所述第一换热通路具有加热器和第二泵;
所述热管理系统具有第三工作模式,在所述第三工作模式,所述阀组的第三阀口与所述阀组的第八阀口连通,所述阀组的第四阀口与所述阀组的第七阀口连通,其他阀口断开,所述加热器处于工作状态。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的储能系统的热管理系统,其特征在于,
在所述除湿部件并联连接于所述第一换热器的第一路的情况下,所述除湿部件包括第三换热器、风机和第一节流装置;
在所述除湿部件并联连接于所述储能电池的换热部的情况下,所述除湿部件包括第三换热器和风机,所述第一换热通路设有电磁阀,所述电磁阀位于所述储能电池的换热部所在的并联支路与所述除湿部件所在的并联支路之间。
11.一种储能系统,其特征在于,包括:
储能电池和功率变换组件;
如权利要求1-10任一项所述的热管理系统,所述热管理系统与所述储能电池和功率变换组件电连接。
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