一种用于集装箱储能电池的热管理方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于集装箱储能电池的热管理方法和系统，包括三条不同运行模式的热管理支路；所述方法包括以下步骤：获取环境温度数据，并根据所述环境温度数据打开其中一条热管理支路，同时关闭另外两条热管理支路。本发明专利技术解决现有的技术中储能电池制冷时产生的能耗大，节能效果差等问题。节能效果差等问题。节能效果差等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于集装箱储能电池的热管理方法和系统


[0001]本专利技术涉及电池热管理，具体是一种用于集装箱储能电池的热管理方法和系统。

技术介绍

[0002]目前，集装箱储能系统具有容量大，建设周期短，可靠性高以及环境适应性强等特点，是新能源的一个新的发展方向。由于集装箱储能系统中含有较多的电芯，在电芯充放电过程中，电芯中会产生大量的热量，这些热量会导致集装箱中电芯温度升高。由于集装箱内部电芯排列紧密，内部气流循环不畅，再加上不同电芯充放电程度不同，这会导致集装箱内电芯温度不均匀，最终影响集装箱内电芯的使用寿命，甚至出现热失控等现象。由于集装箱储能系统尺寸进一步扩大，电芯数量增多，电芯能量密度进一步提高，这导致电芯的散热量更多，依靠空气流动与储能电池进行热交换的自然冷却和风冷方式不能满足电芯的散热需求。目前已由风冷散热逐渐转为液冷散热方式，液冷散热系统中的换热介质是冷却液，冷却液具有热容量大，换热系数高以及冷却速度快等有点，应用在集装箱储能电池的热管理系统中可以有效降低电芯的最高温度，改善电芯间的温度差。
[0003]液冷散热方式需要通过管道内低温液体将电池包内的热量带出集装箱，再将与电池进行热交换之后的高温液体在集装箱外进行冷却，然后循环回集装箱中，周而复始对电池包进行降温。现有的热管技术由于不需要使用压缩机，就能将集装箱外的高温液体进行冷却降温，能在一定程度上降低能耗，但由于热管系统的需要室内外存在较大的温差，才能产生制冷效果，且室内外温差越小，制冷效果越差，节能效果越差。热管技术应用在低温天气占比较大的北方，节能效果较好，在我国南方较难推广，而制冷循环系统能够很好解决制冷效果差的问题，但却增加了能耗。

技术实现思路

[0004]为解决上述现有技术的缺陷，本专利技术提供一种用于集装箱储能电池的热管理方法和系统，本专利技术解决现有的技术中储能电池制冷时产生的能耗大，节能效果差等问题。
[0005]为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种用于集装箱储能电池的热管理方法，包括三条不同运行模式的热管理支路；
[0006]所述方法包括以下步骤：
[0007]获取环境温度数据，并根据所述环境温度数据打开其中一条热管理支路，同时关闭另外两条热管理支路。
[0008]进一步地，三条不同运行模式的热管理支路包括：
[0009]第一条热管理支路是液冷散热器制冷支路，利用ATS散热系统进行降温；
[0010]第二条热管理支路是节能热管制冷支路，利用液冷蒸发器和第二冷媒回路进行热交换；
[0011]第三条热管理支路是压缩机制冷支路，利用液冷蒸发器和第三冷媒回路进行热交换。
[0012]进一步地，根据所述环境温度数据打开其中一条降温支路，同时关闭另外两条热管理支路包括以下子步骤：
[0013]所述环境温度数据小于等于第一温度时，打开所述第一条热管理支路，同时关闭所述第二条热管理支路和所述第三条热管理支路。
[0014]进一步地，根据所述环境温度数据打开其中一条降温支路，同时关闭另外两条热管理支路包括以下子步骤：
[0015]所述环境温度数据大于第一温度且小于第二温度时，打开所述第二条热管理支路，同时关闭所述第一条热管理支路和所述第三条热管理支路。
[0016]进一步地，根据所述环境温度数据打开其中一条降温支路，同时关闭另外两条热管理支路包括以下子步骤：
[0017]所述环境温度数据大于等于第二温度时，打开所述第三条热管理支路，同时关闭所述第一条热管理支路和所述第二条热管理支路。
[0018]进一步地，所述第一温度为5℃，所述第二温度为15℃。
[0019]一种用于集装箱储能电池的热管理系统，包括
[0020]水泵，用于将集装箱储能电池包中电芯热交换后的液体泵入其中一条热管理支路；
[0021]温度传感器，用于检测环境的温度；
[0022]第一电子三通阀，设于三条不同运行模式的热管理支路的入口处，并连接至所述水泵；
[0023]第二电子三通阀，设于三条不同运行模式的热管理支路的出口处，并连接至所述集装箱储能电池包；
[0024]控制主机，用于根据所述环境温度数据控制所述第一电子三通阀和所述第二电子三通阀的开闭以打开其中一条热管理支路，同时关闭另外两条热管理支路。
[0025]进一步地，所述第一条热管理支路包括ATS散热系统和风扇，所述ATS散热系统的入口连接至所述第一电子三通阀的第一出口，所述ATS散热系统的出口连接至所述第二电子三通阀的第一入口；
[0026]所述第二条热管理支路包括液冷蒸发器，所述液冷蒸发器的入口连接至所述第一电子三通阀的第二出口，所述液冷蒸发器的出口连接至所述第二电子三通阀的第二入口；同时，所述第二条热管理支路配合有第二冷媒回路，所述第二冷媒回路包括依次顺序连接的氟泵、电子膨胀阀、所述液冷蒸发器、第三电子三通阀、冷凝器、第四电子三通阀、氟泵，所述第四电子三通阀与所述氟泵并联连接；
[0027]所述第三条热管理支路与所述第二条热管理支路重合；同时，所述第三条热管理支路配合有第三冷媒回路，所述第三冷媒回路包括依次顺序连接的氟泵、电子膨胀阀、所述液冷蒸发器、第三电子三通阀、压缩机、冷凝器、第四电子三通阀、氟泵，所述第四电子三通阀与所述氟泵并联连接。
[0028]综上所述，本专利技术取得了以下技术效果：
[0029]1、本专利技术采用液冷散热方式对集装箱储能电池内部进行散热，能够使散热更均匀，储能电池内部温差更小；
[0030]2、本专利技术根据集装箱外界环境温度的不同，设置了三种模式，液冷散热器模式、节
能热管模式以及压缩机制冷模式，在秋冬室外环境温度较低时采用液冷散热器模式或节能热管模式，在夏季外部环境温度较高时采用压缩机制冷模式，可使该散热形式更加节能环保；
[0031]3、本专利技术采用的节能热管模式以及压缩机制冷模式两种模式，都是通过冷媒将储能集装箱电芯中的热量带走，再利用液冷换热器将热量交换出去，整个过程受外界环境干扰的程度较小，更可靠；
[0032]4、本专利技术主要包含储能电池组以及集装箱外冷却设备，可针对集装箱外部环境温度的不同，采取不同的制冷循环策略已到达提高节能效果的目的。
附图说明
[0033]图1是本专利技术实施例提供的集装箱储能电池外部的冷却设备原理图。
具体实施方式
[0034]以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。
[0035]本具体实施例仅仅是对本专利技术的解释，其并不是对本专利技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本专利技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。
[0036]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于集装箱储能电池的热管理方法，其特征在于：包括三条不同运行模式的热管理支路；所述方法包括以下步骤：获取环境温度数据，并根据所述环境温度数据打开其中一条热管理支路，同时关闭另外两条热管理支路。2.根据权利要求1所述的一种用于集装箱储能电池的热管理方法，其特征在于：三条不同运行模式的热管理支路包括：第一条热管理支路是液冷散热器制冷支路，利用ATS散热系统进行降温；第二条热管理支路是节能热管制冷支路，利用液冷蒸发器和第二冷媒回路进行热交换；第三条热管理支路是压缩机制冷支路，利用液冷蒸发器和第三冷媒回路进行热交换。3.根据权利要求2所述的一种用于集装箱储能电池的热管理方法，其特征在于：根据所述环境温度数据打开其中一条降温支路，同时关闭另外两条热管理支路包括以下子步骤：所述环境温度数据小于等于第一温度时，打开所述第一条热管理支路，同时关闭所述第二条热管理支路和所述第三条热管理支路。4.根据权利要求3所述的一种用于集装箱储能电池的热管理方法，其特征在于：根据所述环境温度数据打开其中一条降温支路，同时关闭另外两条热管理支路包括以下子步骤：所述环境温度数据大于第一温度且小于第二温度时，打开所述第二条热管理支路，同时关闭所述第一条热管理支路和所述第三条热管理支路。5.根据权利要求4所述的一种用于集装箱储能电池的热管理方法，其特征在于：根据所述环境温度数据打开其中一条降温支路，同时关闭另外两条热管理支路包括以下子步骤：所述环境温度数据大于等于第二温度时，打开所述第三条热管理支路，同时关闭所述第一条热管理支路和所述第二条热管理支路。6.根据权利要求5所述的一种用于集装箱储能电池的热管理方法，其特征在于：所述第一温度为5℃，所述第二温度为15℃。7.一种用于集装箱储能电池的热管理系统，其特征在于：包括水泵(2)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：马长年，李紫娟，周禛，吴寿辉，孔潇，刘印，
申请(专利权)人：江苏佰睿安新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：