储能系统的制作方法

专利2025-06-12  51


本技术涉及电子电力,尤其涉及一种储能系统。


背景技术:

1、在电力电子技术领域中,为了保护储能系统中电能元件,提高储能系统中电池的使用寿命,需要采用温控部件降低储能系统中电池的工作温度。在常见的储能系统中,通常通过风冷装置或者水冷装置进行降温。本技术的发明人在研究和实践过程中发现,在现有技术中,风冷装置利用空气循环对储能系统降温,通常需要较大的送风空间(也即,风道),这使得利用风冷装置进行降温的储能系统的体积过于庞大,且空气无法与电池中的电芯直接接触,导致降温效率较低。同时,由于风冷装置中的空气从进风口到储能系统中各电池(或电池包)之间的送风距离不同,导致储能系统中各电池之间的温差较大。然而,相比于风冷装置,水冷装置虽然降温效果更好,但水冷装置的布设成本通常较高,且管道中用于降温的介质通常为导电液体,储能系统的安全性低,适用性差。


技术实现思路

1、本技术提供了一种储能系统,可通过控制温控介质的温度,利用温控介质流经冷板与电芯传递热量,结构简单,温控成本低,温控效率高,系统安全性高,适用性强。

2、第一方面,本技术提供一种储能系统,该储能系统中包括至少一个电池包以及温控系统,电池包包括冷板和电芯,冷板与电芯接触传递热能,该温控系统包括控制单元、压缩机、换热器和至少一个第一控制阀。这里的冷板可以是导热性良好的管道,或任何温控介质可以在其内部流通的通道。当温控介质流经冷板时,冷板内的温控介质可以与电芯进行热能传递,例如,温度较低的温控介质可以吸收温度较高的电芯的热能,进而可以降低电芯温度。其中,压缩机的出口可连接换热器,换热器可通过第一控制阀连接电池包的冷板的第一出入口,电池包的冷板的第二出入口可连接压缩机的入口。这里,控制单元可以获取电池包的电芯温度,在电池包的电芯温度大于或等于第一温度阈值时,控制单元可用于控制压缩机动作以通过压缩机压缩温控介质得到流向换热器的温控介质,并控制第一控制阀开度以控制温控介质流入电池包中的冷板与电芯换热,以降低电芯温度。这里的第一温度阈值可以是控制单元根据经验值设定的,也可以是电芯额定的最高安全温度,也可以是根据当前储能系统运行状态计算得到的电芯可以正常工作的最高温度。这里的温控介质可以是冷媒、冷却工质或者任意一种便于吸收热能或释放热能的可流动介质,温控介质的形态可以是气体,也可以是液体,也可以是气液混合物,具体可根据实际应用场景确定,在此不作限制。这里的压缩机可以将气态的温控介质进行压缩,提升温控介质的压强,为温控介质在温控系统中流动提供动力。这里,控制单元可以控制第一控制阀的开度,以此控制温控介质流入电池包的冷板的流速(或流量),进而可以通过温控介质流经冷板吸收电芯的热量,降低电芯温度(例如,将电芯温度降低到安全工作温度范围内)。可以理解,当流经冷板的温控介质的温度过高或者电芯温度过高时,温控介质可以吸收的电芯的热量有限,控制单元可以增大第一控制阀的开度,以提高温控介质流入电池包的冷板的流速(或流量),进而提高系统对电芯的降温能力。

3、在本技术中,在电池包的电芯温度大于或等于第一温度阈值时,控制单元可控制压缩机工作并控制第一控制阀的开度,以使得温控介质流经冷板与电芯换热,从而降低电芯温度,结构简单,温控成本低,温控效率高,系统安全性高,适用性强。

4、结合第一方面,在第一种可能的实施方式中,温控系统还包括第一加热装置,电池包的冷板的第二出入口通过第一加热装置连接压缩机的入口。这里的第一加热装置可用于将从电池包流出的温控介质加热至过热状态,以降低流向压缩机的温控介质的湿度。也就是说,第一加热装置可以将从电池包流出的温控介质加热至气态,减少流向压缩机的液态的温控介质的含量,进而防止液态的温控介质流入压缩机出现液击现象(也即,过多的液态物质进入压缩机后可能会对压缩机产生冲击,导致压缩机变形或者破裂),保证压缩机安全工作,结构简单,安全性高,适用性强。

5、结合第一方面第一种可能的实施方式,在第二种可能的实施方式中,第一加热装置为过热器。这里的过热器可用于利用流入电池包前的温控介质的热能将从电池包流出的温控介质加热至过热状态,以降低流向压缩机的温控介质的湿度。也就是说,假设从电池包流出的温控介质的温度为t1,过热器可以利用温度高于t1的温控介质(也即,流入电池包前的温控介质)的热能将电池包流出的温控介质加热至气态。由此,温控系统可以保证流入电池包的温控介质的温度足够低,可以在流经冷板的过程中吸收的电芯的热量,以将电芯温度降低(例如,将电芯温度降低到安全工作温度范围内),同时防止液态的温控介质流入压缩机出现液击现象(也即,过多的液态物质进入压缩机后可能会对压缩机产生冲击,导致压缩机变形或者破裂),在保证压缩机安全工作的基础上,进一步调节了温控系统中的热能循环,结构简单,温控效率高,安全性强,能量利用率高。

6、结合第一方面第二种可能的实施方式,在第三种可能的实施方式中,过热器的一端连接第一控制阀和电池包的冷板的第一出入口,过热器的另一端连接电池包的冷板的第二出入口和压缩机的入口。这里的过热器可用于利用第一控制阀流出的温控介质的热能将从电池包流出的温控介质加热至过热状态,以降低流向压缩机的温控介质的湿度。也就是说,假设从电池包流出的温控介质的温度为t1,过热器可以利用温度高于t1的温控介质(例如,第一控制阀流出的温控介质)的热能将电池包流出的温控介质加热至气态。由此,温控系统可以保证流入电池包的温控介质的温度足够低,可以在流经冷板的过程中吸收的电芯的热量,以将电芯温度降低(例如,将电芯温度降低到安全工作温度范围内),同时防止液态的温控介质流入压缩机出现液击现象(也即,过多的液态物质进入压缩机后可能会对压缩机产生冲击,导致压缩机变形或者破裂),在保证压缩机安全工作的基础上,利用了第一控制阀流出的温控介质的热量,进一步调节了温控系统中的热能循环,结构简单,温控效率高,安全性强,能量利用率高。

7、结合第一方面第二种可能的实施方式,在第四种可能的实施方式中,过热器的一端连接换热器和第一控制阀,过热器的另一端连接电池包的冷板的第二出入口和压缩机的入口。这里的过热器可用于利用换热器流出的温控介质的热能将从电池包流出的温控介质加热至过热状态,以降低流向压缩机的温控介质的湿度。也就是说,假设从电池包流出的温控介质的温度为t1,过热器可以利用温度高于t1的温控介质(例如,换热器流出的温控介质)的热能将电池包流出的温控介质加热至气态。由此,温控系统可以保证流入电池包的温控介质的温度足够低,可以在流经冷板的过程中吸收的电芯的热量,以将电芯温度降低(例如,将电芯温度降低到安全工作温度范围内),同时防止液态的温控介质流入压缩机出现液击现象(也即,过多的液态物质进入压缩机后可能会对压缩机产生冲击,导致压缩机变形或者破裂),在保证压缩机安全工作的基础上,利用了换热器流出的温控介质的热量,进一步调节了温控系统中的热能循环,结构简单,温控效率高,安全性强,能量利用率高。

8、结合第一方面第二种可能的实施方式,在第五种可能的实施方式中,过热器的一端连接压缩机的出口和换热器,过热器的另一端连接电池包的冷板的第二出入口和压缩机的入口。这里的过热器可用于利用压缩机出口流出的温控介质的热能将从电池包流出的温控介质加热至过热状态,以降低流向压缩机的温控介质的湿度。也就是说,假设从电池包流出的温控介质的温度为t1,过热器可以利用温度高于t1的温控介质(例如,压缩机出口流出的温控介质)的热能将电池包流出的温控介质加热至气态。由此,温控系统可以保证流入电池包的温控介质的温度足够低,可以在流经冷板的过程中吸收的电芯的热量,以将电芯温度降低(例如,将电芯温度降低到安全工作温度范围内),同时防止液态的温控介质流入压缩机出现液击现象(也即,过多的液态物质进入压缩机后可能会对压缩机产生冲击,导致压缩机变形或者破裂),在保证压缩机安全工作的基础上,利用了压缩机出口流出的温控介质的热量,进一步调节了温控系统中的热能循环,结构简单,安全性强,能量利用率高。

9、结合第一方面、第一方面第一种至第五种可能的实施方式中的任一种,在第六种可能的实施方式中,温控系统还包括分液器,电池包的冷板的第二出入口通过第一加热装置和分液器连接压缩机的入口。这里的分液器可用于将第一加热装置加热后的温控介质气液分离(也即,将液态的温控介质留在分液器内部,将气态的温控介质输送给压缩机),以降低流向压缩机的温控介质的湿度,进一步保证压缩机安全工作,结构简单,安全性强,适用性强。

10、结合第一方面、第一方面第一种至第六种可能的实施方式中的任一种,在第七种可能的实施方式中,温控系统还包括第二控制阀,这里,第二控制阀可以连接在电池包的冷板的第二出入口和第一加热装置之间。这里,第二控制阀可用于控制从电池包的冷板的第二出入口输入第一加热装置的温控介质的流量。可以理解,这里的第一加热装置包括可以自行产生热能的加热装置(例如,加热器),也包括可以利用其他位置的温控介质的热能进行加热的热量转移装置(例如,过热器)。进一步可以理解,温控系统可以根据第一加热装置的加热性能(也即,第一加热装置是否足够将电池包输出的温控介质加热至过热状态),调节第二控制阀的开度,进而控制从电池包的冷板的第二出入口输入第一加热装置的温控介质的流量,以保证第一加热装置可以将电池包输出的温控介质加热至过热状态,以降低流向压缩机的温控介质的湿度,进一步保证压缩机安全工作,结构简单,安全性强,能量利用率高,适用性强。

11、结合第一方面、第一方面第一种至第七种可能的实施方式中的任一种,在第八种可能的实施方式中,储能系统包括多个电池包,温控系统包括多个第一控制阀和多个第一加热装置(例如,多个分散的过热器)。这里,一个电池包的冷板的第一出入口连接一个第一控制阀或通过一个第一加热装置连接一个第一控制阀,一个电池包的冷板的第二出入口通过一个第一加热装置连接压缩机的入口。这里,流经各个电池包的温控介质可以在流出各个电池包对应的第一加热装置(也即,过热器)之后再汇总流入压缩机。控制单元还可用于在任一电池包的电芯温度大于或等于第一电芯温度时,控制任一电池包连接的第一控制阀开度,以控制温控介质流入任一电池包的冷板与任一电池包的电芯换热,以降低任一电池包的电芯温度。这里,控制单元可以获取每个电池包的电芯温度,在任意一个电池包(例如,目标电池包)的电芯温度大于或等于第一温度阈值时,控制单元可控制与该电池包连接的第一控制阀的开度,以控制温控介质流入电池包中的冷板与电芯换热,以降低电芯温度。这里的第一温度阈值可以是控制单元根据经验值设定的,也可以是电芯额定的最高安全温度,也可以是根据当前储能系统运行状态计算得到的电芯可以正常工作的最高温度。可以理解,这里各个电池包对应的第一温度阈值可以相同,也可以不同。进一步可以理解,控制单元可以根据各电池包的电芯温度和各电池包对应的第一温度阈值,分别控制与各电池包连接的第一控制阀的开度。这里,控制单元可以获取压缩机出口处温控介质的温度和/或压强,并根据压缩机出口处温控介质的温度和/或压强以及目标电池包的电芯温度控制与目标电池包连接的第一控制阀的开度,以此控制温控介质流入目标电池包的冷板的流速(或流量),进而可以通过温控介质流经冷板吸收电芯的热量,降低目标电池包的电芯温度(例如,将电芯温度降低到安全工作温度范围内),结构简单,温控成本低,温控效率高,系统安全性高,适用性强。

12、结合第一方面、第一方面第一种至第七种可能的实施方式中的任一种,在第九种可能的实施方式中,储能系统包括多个电池包,温控系统包括多个第一控制阀和一个第一加热装置(例如,一个集成的过热器)。这里,一个电池包的冷板的第一出入口连接一个第一控制阀或通过第一加热装置连接一个第一控制阀,一个电池包的冷板的第二出入口通过第一加热装置连接压缩机的入口。这里,流经各个电池包的温控介质可以分别流入第一加热装置(也即,过热器),并在第一加热装置内汇总后流入压缩机。控制单元还可用于在任一电池包的电芯温度大于或等于第一电芯温度时,控制任一电池包连接的第一控制阀开度,以控制温控介质流入任一电池包的冷板与任一电池包的电芯换热,以降低任一电池包的电芯温度。这里,控制单元可以获取每个电池包的电芯温度,在任意一个电池包(例如,目标电池包)的电芯温度大于或等于第一温度阈值时,控制单元可控制与该电池包连接的第一控制阀的开度,以控制温控介质流入电池包中的冷板与电芯换热,以降低电芯温度。这里的第一温度阈值可以是控制单元根据经验值设定的,也可以是电芯额定的最高安全温度,也可以是根据当前储能系统运行状态计算得到的电芯可以正常工作的最高温度。可以理解,这里各个电池包对应的第一温度阈值可以相同,也可以不同。进一步可以理解,控制单元可以根据各电池包的电芯温度和各电池包对应的第一温度阈值,分别控制与各电池包连接的第一控制阀的开度。这里,控制单元可以获取压缩机出口处温控介质的温度和/或压强,并根据压缩机出口处温控介质的温度和/或压强以及目标电池包的电芯温度控制与目标电池包连接的第一控制阀的开度,以此控制温控介质流入目标电池包的冷板的流速(或流量),进而可以通过温控介质流经冷板吸收电芯的热量,降低目标电池包的电芯温度(例如,将电芯温度降低到安全工作温度范围内),结构简单,温控成本低,温控效率高,系统安全性高,适用性强。

13、结合第一方面第八种或第九种可能的实施方式,在第十种可能的实施方式中,温控系统中还包括集总控制阀,集总控制阀的一端可连接换热器,集总控制阀的另一端可通过各电池包对应的第一控制阀连接各电池包。其中,集总控制阀可以为膨胀阀(或其他有流量控制功能的阀门)、第一控制阀可以为膨胀阀或电磁阀(或其他有流量控制功能或者开关功能的阀门);或者集总控制阀可以为止回阀(或其他有流量控制功能或者开关功能的阀门)、第一控制阀可以为膨胀阀(或其他有流量控制功能的阀门)。也即,温控系统可以采用不同功能的阀门组合作为集中控制阀和第一控制阀,进而控制流经各电池包的温控介质的流量(或者流速),结构简单,控制操作简便,成本低,适用性强。

14、结合第一方面、第一方面第一种至第十种可能的实施方式中的任一种,在第十一种可能的实施方式中,温控系统还包括四通阀。这里,换热器的一端可通过第一控制阀连接电池包的冷板的第一出入口,换热器的另一端可连接四通阀的第一端,四通阀的第二端可连接电池包的冷板的第二出入口,四通阀的第三端可连接压缩机的出口,四通阀的第四端可连接压缩机的入口或通过分液器连接压缩机的入口。这里,控制单元还可用于在电池包的电芯温度大于或等于第一温度阈值时,控制四通阀导通压缩机的出口与换热器的连接,同时导通电池包的冷板的第二出入口与压缩机的入口的连接,以控制温控介质流入电池包中的冷板与电芯换热,以降低电芯温度。也即,控制单元可以通过改变四通阀内部四个端口的联通方式,进而改变温控系统内的联通方式,在需要降低电芯温度时,控制单元可以控制四通阀,使得压缩机输出的温控介质可以通过换热器和第一控制阀从电池包的冷板的第一出入口流入,并从电池包的冷板的第二出入口流出,进而降低电芯温度,结构简单,控制操作简便,成本低,适用性强。

15、结合第一方面第十一种可能的实施方式,在第十二种可能的实施方式中,在电池包的电芯温度小于或等于第二温度阈值时,控制单元还可用于控制四通阀导通压缩机的出口与电池包的冷板的第二出入口的连接,同时导通换热器与压缩机的出口的连接,并控制压缩机动作以通过压缩机加热温控介质,以控制温控介质流入电池包中的冷板与电芯换热,进而提高电芯温度,其中,第二温度阈值小于第一温度阈值。这里的第二温度阈值可以是控制单元根据经验值设定的,也可以是电芯额定最低安全温度,也可以是根据当前储能系统运行状态计算得到的电芯可以正常工作的最低温度。这里的温控介质可以是冷媒、冷却工质或者任意一种便于吸收热能或释放热能的可流动介质,温控介质的形态可以是气体,也可以是液体,也可以是气液混合物,具体可根据实际应用场景确定,在此不作限制。这里的压缩机可以将气态的温控介质进行压缩并加热,提升温控介质的压强和温度,为温控介质在温控系统中流动提供动力。这里,控制单元可以控制四通阀改变四个端口的联通方式,将压缩机流出的温控介质流经电池包的冷板为电芯释放热量,提升电芯温度(例如,将电芯温度提升到正常工作温度范围内),结构简单,温控成本低,温控效率高,系统安全性高,适用性强。

16、结合第一方面第十二种可能的实施方式,在第十三种可能的实施方式中,温控系统还包括回热器。这里,回热器可与换热器相邻布置,回热器可连接在四通阀的第二端和电池包的冷板的第二出入口之间。这里的回热器可用于通过流入电池包前的温控介质的热能加热换热器中的温控介质,以降低流向压缩机的温控介质的湿度。也就是说,当温控介质流经电池包的冷板与电芯进行热能交换之后,一部分温控介质可能会因为热能减少而变为液态,回热器可以利用压缩机流出的温控介质的热能对换热器中(或者流入压缩机前)的温控介质进行加热,以减少流向压缩机的液态的温控介质的含量,进而防止液态的温控介质流入压缩机出现液击现象(也即,过多的液态物质进入压缩机后可能会对压缩机产生冲击,导致压缩机变形或者破裂),保证压缩机安全工作,结构简单,安全性高,适用性强。

17、结合第一方面第十二种或第十三种可能的实施方式,在第十四种可能的实施方式中,在外界环境(或温控系统的外部环境)的温度大于外界环境温度阈值时,控制单元可以控制换热器开启,并通过换热器利用外界环境的空气与第一控制阀输出的温控介质换热,以提高温控介质的温度。这里的外界环境温度阈值可以是控制单元根据经验值设定的,也可以是根据当前换热器中的温控介质的温度设定的(例如,外界环境温度阈值可以是一个大于当前换热器中的温控介质的温度)。换句话说,换热器可以利用外界环境的空气加热第一控制阀输出的温控介质,以减少流向压缩机的液态的温控介质的含量,在保证压缩机安全工作的基础上,利用了外界环境中的热能,结构简单,提高了能量利用率,降低了系统运行成本。

18、结合第一方面第十二种至第十四种可能的实施方式中的任一种,在第十五种可能的实施方式中,在第一加热装置为过热器(或利用其他位置的温控介质的热能进行加热的热量转移装置)时,温控系统还包括第二加热装置。这里,第二加热装置可连接在四通阀的第二端和电池包的冷板的第二出入口之间。第二加热装置可用于加热回热器输出的温控介质,通过加热后的温控介质流入电池包中的冷板与电芯换热,以提高电芯温度。可以理解的是,当压缩机流出的温控介质的温度较低,或其他情况使得流经电池包的冷板的温控介质的温度较低,不足以满足加热电芯的需求时,控制单元可以控制其他加热装置(例如,第一加热装置或第二加热装置)为温控介质加热升温,以满足加热电芯的需求。进一步可以理解的是,如果第一加热装置是加热器(或其他可以自行产生热能的加热装置)时,温控系统可以将第二加热装置与第一加热装置合并或取消布设第二加热装置,温控系统可以利用第一加热装置加热回热器输出的温控介质,通过加热后的温控介质流入电池包中的冷板与电芯换热,以提高电芯温度。在本技术中,控制单元可以控制第一加热装置和/或第二加热装置为输入电池包的冷板的温控介质加热,以保证流经电池包的冷板的温控介质有足够的热能提升电芯温度,结构简单,安全性强,灵活性高,适用性强。

19、结合第一方面第十二种至第十五种可能的实施方式中的任一种,在第十六种可能的实施方式中,集总控制阀可以为双向膨胀阀(或其他有双向流量控制功能的阀门),温控系统还可以包括至少一个第一止回阀。这里,一个第一止回阀的一端可以连接集总控制阀,该第一止回阀的另一端可连接一个电池包的冷板的第一出入口。这里,第一止回阀可用于防止温控介质从集总控制阀回流至与第一止回阀相连的电池包。可以理解,当第一控制阀是双向膨胀阀(或其他有双向流量控制功能的阀门)时,温控系统可以取消布设第一止回阀和/或集总控制阀,温控系统可以通过控制第一控制阀的开度控制输入换热器的温控介质的流量(或流速)。也即,当流入换热器的温控介质由于温度较低而液态含量较高时,控制单元可以采用不同的阀门组合并控制相应的阀门,降低控制流经换热器的温控介质的流量(或流速),使得换热器内部的温控介质可以通过回热器或外界环境吸收足够热能,进而防止液态的温控介质流入压缩机出现液击现象(也即,过多的液态物质进入压缩机后可能会对压缩机产生冲击,导致压缩机变形或者破裂),保证压缩机安全工作,结构简单,操作方式简便,安全性高,适用性强。

20、结合第一方面、第一方面第一种至第十六种可能的实施方式中的任一种,在第十七种可能的实施方式中,储能系统还包括介质流通管道(用于流通温控介质),介质流通管道包括一对管道主线端口和至少一对管道支线端口,其中,一个电池包的冷板的第一出入口可连接一个第一控制阀或通过一个第一加热装置连接一个第一控制阀,一个电池包的冷板的第二出入口可通过一个第一加热装置连接压缩机的入口。这里,温控系统中的换热器和压缩机可集成为一个门装散热模块,门装散热模块与管道主线端口相连,电池包、电池包对应的第一控制阀和电池包对应的第一加热装置可集成为至少一个电池包模组,电池包模组与管道支线端口相连。在本技术中,储能系统可以将换热器和压缩机集成为门装散热模块,并可以将门装散热模块布置在门上或者储能系统的出入口处,同时将连接电池包模组的管道支线端口汇集为管道主线端口与门装散热模块相连,使得门装散热模块可以灵活地移动,便于维护,适用性强。

21、结合第一方面第十七种可能的实施方式,在第十八种可能的实施方式中,储能系统还包括多个介质流通管道(用于流通温控介质)。这里,温控系统中的换热器、压缩机、第一控制阀和第一加热装置可集成为一个顶装散热模块,顶装散热模块可与多个介质流通管道的一端相连,电池包可与多个介质流通管道的另一端相连。在本技术中,储能系统可以将换热器、压缩机、第一控制阀和第一加热装置集成为顶装散热模块,并可以将顶装散热模块布置在储能系统的顶部,并通过多个介质流通管道连接顶装散热模块和电池包,可以提高储能系统的集成度,增大储能系统的能量密度,提高储能系统的温控效率。

22、结合第一方面、第一方面第一种至第十六种可能的实施方式中的任一种,在第十九种可能的实施方式中,储能系统中的电池包可集成为电池包模块,温控系统中的第一控制阀集成为模组膨胀阀。这里的电池包模块的一端可通过模组膨胀阀连接换热器,电池包模块的另一端可连接压缩机或通过分液器连接压缩机,压缩机与换热器相连。这里的换热器可用于为电池包模块输出的温控介质降温。在本技术中,储能系统可以提高储能系统的集成度,增大储能系统的能量密度,提高储能系统的温控效率。

23、结合第一方面第十九种可能的实施方式,在第二十种可能的实施方式中,储能系统还包括电池管理模块。这里,电池管理模块可用于与电池包模块中的冷板接触传递热能,以降低流向压缩机的温控介质的湿度。也就是说,储能系统可以利用电池管理模块产生的热能加热流向压缩机的温控介质,保证压缩机安全工作,结构简单,能量利用率高,成本低。

24、结合第一方面第十九种或第二十种可能的实施方式,在第二十一种可能的实施方式中,换热器为风冷装置(这里,风冷装置可包括冷凝器和风扇),储能系统还包括进风口和出风口。换热器可用于通过进风口和出风口为电池包模块输出的温控介质降温,结构简单,适用性强。

25、结合第一方面第二十一种可能的实施方式,在第二十二种可能的实施方式中,换热器还可用于通过进风口和出风口为电池管理模块降温,结构简单,适用性强。

26、结合第一方面、第一方面第一种至第十六种可能的实施方式中的任一种,在第二十三种可能的实施方式中,储能系统还包括顶部出风口。这里,储能系统中的各个温控系统和电池包可集成为温控模组,储能系统中的温控模组可堆叠分布组成多个温控堆叠,各温控堆叠以顶部出风口为中心对称分布。在本技术中,储能系统的集成度高,能量密度大,温控效率高。

27、结合第一方面第二十三种可能的实施方式,在第二十四种可能的实施方式中,储能系统还包括引流装置(例如,通风管道),引流装置可布设于顶部出风口处。这里,引流装置可用于提高储能系统的散热能力,结构简单,适用性强。

28、结合第一方面、第一方面第一种至第十六种可能的实施方式中的任一种,在第二十五种可能的实施方式中,储能系统还包括侧壁出风口。这里,储能系统中的各个温控系统和电池包可集成为温控模组,储能系统中的温控模组可堆叠分布组成多个温控堆叠,各温控堆叠基于侧壁出风口均匀分布。在本技术中,储能系统的集成度高,能量密度大,温控效率高。

29、结合第一方面第二十五种可能的实施方式,在第二十六种可能的实施方式中,储能系统还包括引流装置(例如,通风管道),引流装置可布设于侧壁出风口处。这里,引流装置可用于引导空气流通至侧壁出风口,以提高储能系统的散热能力,结构简单,适用性强。

30、结合第一方面、第一方面第一种至第十六种可能的实施方式中的任一种,在第二十七种可能的实施方式中,储能系统还可包括至少一个直流-直流转换器、变流器、变压器和用电电网。电池包可与温控系统相连,温控系统可与直流-直流转换器相连,直流-直流转换器可通过变流器和变压器与用电电网相连。这里,多个电池包可以集成为一个电池簇,一个dc-dc转换器可以对应一个电池簇进行电流转换,一个dc-dc转换器也可以对应多个电池簇进行电流转换。在本技术中,储能系统的温控系统可使得温控介质流经冷板与电芯换热,从而升高或者降低电芯温度,结构简单,便于集成,温控成本低,系统安全性高,适用性强。

31、结合第一方面第二十七种可能的实施方式,在第二十八种可能的实施方式中,储能系统还包括发电装置和逆变器。发电装置通过逆变器与变压器和变流器相连。电池包可用于为用电电网供电或者通过发电装置充电。在本技术中,储能系统的温控系统可使得温控介质流经冷板与电芯换热,从而升高或者降低电芯温度,结构简单,便于集成,温控成本低,系统安全性高,适用性强。


技术特征:

1.一种储能系统,其特征在于,所述储能系统中包括至少一个电池包以及温控系统,所述电池包包括冷板和电芯,所述冷板与所述电芯接触,所述温控系统包括控制单元、压缩机、换热器、分液器和第一控制阀;

2.根据权利要求1所述的储能系统,其特征在于,所述温控系统包括过热器,所述电池包的冷板的出口通过所述过热器连接所述分液器,所述过热器将从所述电池包流出的温控介质加热至过热状态。

3.根据1或2所述的储能系统,所述温控系统还包括第二控制阀,所述第二控制阀连接在所述电池包的冷板的出口和所述过热器之间;

4.根据权利要求1-3任一项所述的储能系统,其特征在于,所述储能系统包括多个电池包,所述温控系统包括多个第一控制阀,其中,一个所述电池包的冷板的入口连接一个第一控制阀或通过一个过热器连接一个第一控制阀,所述一个电池包的冷板的出口通过一个过热器连接所述压缩机的入口;

5.根据权利要求4所述的储能系统,其特征在于,所述温控系统中包括集总控制阀,所述集总控制阀的一端连接所述换热器,所述集总控制阀的另一端通过各电池包对应的第一控制阀连接所述各电池包;

6.根据权利要求1-5任一项所述的储能系统,其特征在于,所述温控系统还包括四通阀,所述换热器的一端通过所述第一控制阀连接所述电池包的冷板的入口,所述换热器的另一端连接所述四通阀的第一端,所述四通阀的第二端连接所述电池包的冷板的出口,所述四通阀的第三端连接所述压缩机的出口,所述四通阀的第四端连接所述压缩机的入口或通过分液器连接所述压缩机的入口;

7.根据权利要求6所述的储能系统,其特征在于,所述控制单元还用于在所述电池包的电芯温度小于或等于第二温度阈值时,控制所述四通阀导通所述压缩机的出口与所述电池包的冷板的出口的连接,导通所述换热器与所述压缩机的出口的连接,并控制所述压缩机动作以通过所述压缩机加热所述温控介质,以控制所述温控介质流入所述电池包中的冷板,其中,所述第二温度阈值小于所述第一温度阈值。

8.根据权利要求7所述的储能系统,其特征在于,所述温控系统还包括回热器,所述回热器与所述换热器相邻布置,所述回热器连接在所述四通阀的第二端和所述电池包的冷板的出口之间;

9.根据权利要求7或8所述的储能系统,其特征在于,所述换热器用于在外界环境的温度大于外界环境温度阈值时开启。

10.根据权利要求7或8所述的储能系统,其特征在于,所述温控系统还包括第二加热装置,所述第二加热装置连接在所述四通阀的第二端和所述电池包的冷板的出口之间;

11.根据权利要求7或8所述的储能系统,其特征在于,集总控制阀为双向膨胀阀,所述温控系统还包括至少一个第一止回阀,一个第一止回阀的一端连接所述集总控制阀,所述一个第一止回阀的另一端连接一个电池包的冷板的入口;

12.根据权利要求2所述的储能系统,其特征在于,所述储能系统还包括介质流通管道,所述介质流通管道包括一对管道主线端口和至少一对管道支线端口,一个电池包的冷板的入口连接一个第一控制阀或通过一个过热器连接一个第一控制阀,所述一个电池包的冷板的出口通过一个过热器连接所述压缩机的入口;

13.根据权利要求2所述的储能系统,其特征在于,所述储能系统包括多个介质流通管道;

14.根据权利要求1-4任一项所述的储能系统,其特征在于,所述储能系统包括顶部出风口,所述储能系统中的各个温控系统和所述电池包集成为温控模组,所述储能系统中的温控模组堆叠分布组成多个温控堆叠,各温控堆叠以所述顶部出风口为中心对称分布。

15.根据权利要求1-4任一项所述的储能系统,其特征在于,所述储能系统还包括侧壁出风口,所述储能系统中的各个温控系统和所述电池包集成为温控模组,所述储能系统中的温控模组堆叠分布组成多个温控堆叠,各温控堆叠基于所述侧壁出风口均匀分布。


技术总结
本申请提供了一种储能系统,该储能系统包括至少一个电池包以及温控系统,电池包包括冷板和电芯,冷板与电芯接触传递热能,该温控系统包括控制单元、压缩机、换热器和至少一个第一控制阀;控制单元用于在电池包的电芯温度大于或等于第一温度阈值时,控制压缩机动作以通过压缩机压缩温控介质得到流向换热器的温控介质,并控制第一控制阀开度以控制温控介质流入电池包中的冷板与电芯换热,以降低电芯温度。采用本申请,可通过控制温控介质的温度,利用温控介质流经冷板与电芯传递热量,缩小了储能系统的体积,降低了温控成本,提高了系统的安全性。

技术研发人员:蒙浩,布拉克·维克塔尔,陈君
受保护的技术使用者:华为数字能源技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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