用于充换电站热调节的控制方法及其控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于充换电站热调节的控制方法及其控制系统，其包括以下步骤，步骤1：启动充换电站的主循环系统和箱循环系统；步骤2：根据需求总指令值确定具体充换电站的压缩机冷热生产系统冷热值；步骤3：基于CAN网络采集BMS的电池参数，实现充换电站热调节控制。本发明专利技术把站内的环境温度管理和电池的热调节统一调控，根据不同室外的温度进行压缩机制热和辅热切换，避免了电力资源浪费；实现了热调节策略优化，提高了电池充电的精确管理水平，避免了充电的发热控制难题，提高了充电效率；简化了系统结构，有效避免了在制热模式和循环模式临界状态，制冷模式和循环模式临界状态时，压缩机工作的频繁启停切换。压缩机工作的频繁启停切换。压缩机工作的频繁启停切换。

【技术实现步骤摘要】
用于充换电站热调节的控制方法及其控制系统


[0001]本申请涉及充换电站运营领域，具体地涉及一种用于充换电站热调节的控制方法及其控制系统。

技术介绍

[0002]目前，很多换电车辆因为电池箱没有水冷系统，制约了车辆的使用性能，为适应复杂的气候环境，具有液冷连接器的换电车辆逐渐推广，需要频繁的换电，但是换电站内电池包的充电热调节系统并不完善，许多还是沿用原来的液冷机组的思路，把电池箱连接到液冷机组的管路系统中，热风或冷风直接散发到站内，或适当的引出站外，这直接影响站内的温度，独立安装的空调系统重新给室内制冷或散热，把液冷机组带来的室温负面温度影响通过热交换释放到站外，这样给充换电站的热调节带来能源浪费。
[0003]充电时电池箱热调节也会遇到问题，不同的电池箱起始充电电量不同的，温度也不同，统一管理时会遇到困难，没有适当的策略方法将使得充电时热调节越发困难，影响充电效率，如何统筹兼顾各电池箱热调节，成了亟待解决的问题。
[0004]进而，在寒冷的环境中，温度会在不同的区间变动，单独使用辅热耗能严重，根据不同室外的温度进行压缩机制热和辅热切换或综合使用，从而节能，也是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种用于充换电站热调节的控制方法及其控制系统，把站内的环境温度调节和电池的热调节统一调控，根据不同室外的温度进行压缩机制热和辅热切换，避免电力资源浪费；优化热调节策略，提高电池充电的精确测算，避免充电的发热控制难题，提高充电效率；简化系统结构，有效避免了在制热模式和循环模式临界状态，制冷模式和循环模式临界状态时，压缩机工作的频繁启停切换。
[0006]为实现上述目的，本专利技术所采用的解决方案为，提供一种用于充换电站热调节的控制方法，其包括以下步骤：
[0007]步骤1：启动充换电站的主循环系统和箱循环系统；
[0008]启动主循环系统D，所述主循环系统D依据所有充电电池箱的平均温度阈值来切换工作模式，所有充电电池箱的平均温度阈值的获取方法，如下：
[0009][0010]式中：T
ZP
表示所有充电电池箱的平均温度阈值；T
P1
表示第1个充电中的电池箱的平均温度；T
Pi
表示第i个充电中的电池箱的平均温度；T
Pn
表示第n个充电中的电池箱的平均温度；i表示充电中的电池箱编号；n表示充电中的电池箱个数；
[0011]在主循环系统D启动时，设置循环系统的总泵转速V
Z
，如下：
[0012]V
Z
＝(H1+
…
+H
j
+
…
+H
m
)
·
V；
[0013]式中：V
Z
表示循环系统的总泵转速；H1表示第1个箱外液流阀的状态；H
j
表示第j个
箱外液流阀的状态；H
m
表示第m个箱外液流阀的状态；V表示单个电池箱开启水泵时的需求转速；j表示循环系统的箱外液流阀编号；m表示循环系统的箱外液流阀个数；
[0014]启动箱循环系统X，并根据每个电池箱的具体参数状态，分别开启对应的箱循环模式；
[0015]步骤2：根据需求总指令值确定具体充换电站的压缩机冷热生产系统冷热值；
[0016]电池箱制热、制冷的需求总指令值M的获取方法，如下：
[0017]M＝Q1+
…
+Q
k
+
…
+Q
P
,k∈(1,2,
…
,P)；
[0018]式中：M表示电池箱制热、制冷的需求总指令值；Q1表示第1个电池箱需求的冷热模式指令值；Q
k
表示第k个电池箱需求的冷热模式指令值；Q
p
表示第p个电池箱需求的冷热模式指令值；k表示电池箱编号；P表示电池箱需求的冷热模式指令值总个数；
[0019]当M﹤0，M＝0，M﹥0时，分别对应压缩机功率需求为制冷，停止，制热工作模式；
[0020]通过对制冷工作模式进行分析，得到冷热生产系统C的压缩机制冷功率需求，如下：
[0021][0022]式中：P
需冷
表示冷热生产系统C的压缩机制冷功率需求；P
A冷
表示室内温度调节交换系统A的制冷需求；P
B冷
表示站内电池箱温度调节交换系统B制冷需求；K
冷
表示站内电池箱温度调节交换系统B能量损失补偿系数，K
冷
大于1；P
箱冷
表示单箱电池的制冷需求功率；ΔT
冷
表示制冷时进、出水口温度在时间t
标
内的差值；C表示冷却液的单位质量的比热容值；ρ表示冷却液密度；V表示流量计值L0在时间t
标
内测得的冷却液体积；t
标
表示一个标准时间；
[0023]通过对制热工作模式进行分析，得到冷热生产系统C的压缩机制热功率需求，如下：
[0024][0025]式中：P
需热
表示冷热生产系统C的压缩机制热功率需求；P
B热
表示站内电池箱温度调节交换系统B制热需求；P
RB
表示开启辅助制热功能，P
RB
大于0；K
热
表示站内电池箱温度调节交换系统B能量损失补偿系数，K
热
大于1；P
X热
表示所有电池箱的制热需求功率总和；ΔT
热
表示制热时进、出水口温度在时间t
标
内的差值；
[0026]步骤3：基于CAN网络采集BMS的电池参数，实现充换电站热调节控制；
[0027]获取步骤1中的所有充电电池箱的平均温度阈值T
ZP
，根据所述充电电池箱的平均温度阈值T
ZP
大小启动压缩机的工作模式，并根据每个电池箱的具体参数状态，分别开启对应的箱循环模式；获取步骤2中电池箱制热、制冷模式的需求总指令值M，进而计算出冷热生产系统C的压缩机制冷、制热功率需求P
需冷
和P
需热
，调整压缩机功率，实现充换电站热调节控制。
[0028]可优选的是，所述步骤1中的主循环系统D由制热工作模式D1，纯循环工作模式D2和制冷工作模式D3三种工作状态组成；
[0029]所述制热工作模式D1具体为：当充电电池箱的平均温度阈值T
ZP
≤18℃，且时长为一个标准时间t
标
，启动热工作模式D1；压缩机制热、电加热根据需求功率打开或关闭；总泵按箱外液流阀H的打开数量，开启总泵合适转速，当T4≥60℃，且时长为一个标准时间t
标
时，则开启纯循环工作模式D2；
[0030]所述纯循环工作模式D2具体为：当18℃&本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于充换电站热调节的控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：步骤1：启动充换电站的主循环系统和箱循环系统；启动主循环系统D，所述主循环系统D依据所有充电电池箱的平均温度阈值来切换工作模式，所有充电电池箱的平均温度阈值的获取方法，如下：式中：T
ZP
表示所有充电电池箱的平均温度阈值；T
P1
表示第1个充电中的电池箱的平均温度；T
Pi
表示第i个充电中的电池箱的平均温度；T
Pn
表示第n个充电中的电池箱的平均温度；i表示充电中的电池箱编号；n表示充电中的电池箱个数；在主循环系统D启动时，设置循环系统的总泵转速V
Z
，如下：V
Z
＝(H1+
…
+H
j
+
…
+H
m
)
·
V；式中：V
Z
表示循环系统的总泵转速；H1表示第1个箱外液流阀的状态；H
j
表示第j个箱外液流阀的状态；H
m
表示第m个箱外液流阀的状态；V表示单个电池箱开启水泵时的需求转速；j表示循环系统的箱外液流阀编号；m表示循环系统的箱外液流阀个数；启动箱循环系统X，并根据每个电池箱的具体参数状态，分别开启对应的箱循环模式；步骤2：根据需求总指令值确定具体充换电站的压缩机冷热生产系统冷热值；电池箱制热、制冷的需求总指令值M的获取方法，如下：M＝Q1+
…
+Q
k
+
…
+Q
P
,k∈(1,2,
…
,P)；式中：M表示电池箱制热、制冷的需求总指令值；Q1表示第1个电池箱需求的冷热模式指令值；Q
k
表示第k个电池箱需求的冷热模式指令值；Q
p
表示第p个电池箱需求的冷热模式指令值；k表示电池箱编号；P表示电池箱需求的冷热模式指令值总个数；当M﹤0，M＝0，M﹥0时，分别对应压缩机功率需求为制冷，停止，或者制热工作模式；通过对制冷工作模式进行分析，得到冷热生产系统C的压缩机制冷功率需求，如下：式中：P
需冷
表示冷热生产系统C的压缩机制冷功率需求；P
A冷
表示室内温度调节交换系统A的制冷需求；P
B冷
表示站内电池箱温度调节交换系统B制冷需求；K
冷
表示站内电池箱温度调节交换系统B能量损失补偿系数，K
冷
大于1；P
箱冷
表示单箱电池的制冷需求功率；ΔT
冷
表示制冷时进、出水口温度在时间t
标
内的差值；C表示冷却液的单位质量的比热容值；ρ表示冷却液密度；V表示流量计值L0在时间t
标
内测得的冷却液体积；t
标
表示一个标准时间；通过对制热工作模式进行分析，得到冷热生产系统C的压缩机制热功率需求，如下：式中：P
需热
表示冷热生产系统C的压缩机制热功率需求；P
B热
表示站内电池箱温度调节交换系统B制热需求；P
RB
表示开启辅助制热功能，P
RB
大于0；K
热
表示站内电池箱温度调节交换系统B能量损失补偿系数，K
热
大于1；P
X热
表示所有电池箱的制热需求功率总和；ΔT
热
表示制
热时进、出水口温度在时间t
标
内的差值；步骤3：基于CAN网络采集BMS的电池参数，实现充换电站热调节控制；获取步骤1中的所有充电电池箱的平均温度阈值T
ZP
，根据所述充电电池箱的平均温度阈值T
ZP
大小启动压缩机的工作模式，并根据每个电池箱的具体参数状态，分别开启对应的箱循环模式；获取步骤2中电池箱制热、制冷模式的需求总指令值M，进而计算出冷热生产系统C的压缩机制冷、制热功率需求P
需冷
和P
需热
，调整压缩机功率，实现充换电站热调节控制。2.根据权利要求1所述的用于充换电站热调节的控制方法，其特征在于，所述步骤1中的主循环系统D由制热工作模式D1，纯循环工作模式D2和制冷工作模式D3三种工作状态组成；所述制热工作模式D1具体为：当充电电池箱的平均温度阈值T
ZP
≤18℃，且时长为一个标准时间t
标
，启动热工作模式D1；压缩机制热、电加热根据需求功率打开或关闭；总泵按箱外液流阀H的打开数量，开启总泵合适转速，当T4≥60℃，且时长为一个标准时间t
标
时，则开启纯循环工作模式D2；所述纯循环工作模式D2具体为：当18℃<T
ZP
<23℃，且时长为一个标准时间t
标
，开启纯循环工作模式D2；压缩机关闭，辅助电加热停，制冷剂控制阀F关，总泵按箱外液流阀H的打开数量，开启总泵合适转速；所述制冷工作模式D3具体为：T
ZP
≥23℃，且T4≥10℃，且时长为一个标准时间t
标
，启动制冷工作模式D3；根据需求功率开启压缩机制冷；总泵根据阀打开数量开启合适转速，继续地，当7℃<T4<10℃，且时长为一个标准时间t
标
，进入下一判断步骤，当T4≤7℃，且时长为一个标准时间t
标
，则开启纯循环工作模式D2。3.根据权利要求1所述的用于充换电站热调节的控制方法，其特征在于，所述步骤1中的箱循环系统X由制热模式X1、制冷模式X2和内循环模式X3三种工作状态组成；所述制热模式X1具体为：当T
min
≤17℃，且T
max
≤28℃,且TP≤T4+5℃,且时长为t
标
，启动制热模式X1：功率指令...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳建学，李珂，郝战铎，于国鼎，李许鹏，刘正豪，杨昌富，袁国友，刘建鹏，
申请(专利权)人：上海优续新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：