一种基于过冷度控制的储能热管理系统技术方案

本实用新型专利技术涉及储能热管理技术领域提出一种基于过冷度控制的储能热管理系统，包括制冷回路，其包括压缩机、冷凝器、风机、主节流元件、辅节流元件、蒸发器以及经济器；冷却液回路，其包括所述蒸发器、水泵以及电池组热源；以及多个传感器，其布置在所述制冷回路以及所述冷却液回路上；其中所述储能热管理系统被配置为计算所述压缩机的输出档位，根据所述输出档位确定目标过冷度并且根据所述目标过冷度调节所述辅节流元件。本实用新型专利技术通过辅节流元件能够精细的控制系统的主路过冷度，对机组的能效输出有极大好处，同时也能尽量避免过大的过冷度影响主路冷媒的循环量，保证机组性能可靠运行。运行。运行。

【技术实现步骤摘要】
一种基于过冷度控制的储能热管理系统


[0001]本技术总的来说涉及储能热管理
具体而言，本技术涉及一种基于过冷度控制的储能热管理系统。

技术介绍

[0002]热管理对于电化学储能来说是刚需，其对储能系统的性能、寿命、安全性都有显著影响。其中液冷热管理系统的换热能力较强，电芯温差可以做到3℃以内，相对于风冷热管理系统可以显著提升储能系统的寿命。目前液冷热管理系统所需的制冷量通常在100kW及以下，这种小冷量的制冷循环采用的压缩机通常为涡旋压缩机，然而涡旋压缩机需要使用油循环，这会降低压缩机和液冷热管理系统的可靠性。并且涡旋压缩机的轴承通常为接触式球轴承，容易产生磨损，其寿命通常会是液冷热管理系统寿命的瓶颈。此外涡旋压缩机的体积和质量通常较大，不利于提升储能系统的能量密度，尤其随着储能系统功率密度的增加、制冷量需求显著增加，涡旋压缩机这方面的劣势会更加显著。

技术实现思路

[0003]为至少部分解决现有技术中的上述问题，本技术的第一方面提出一种储能热管理系统，其中高速气浮离心压缩机取代涡旋压缩机来实现储能液冷系统的制冷循环。
[0004]所述离心压缩机由于使用气浮轴承，不需要使用油润滑，因此省去了回油管路，提升了压缩机与系统的可靠性。并且气浮轴承在工作时转轴不与轴承接触，而是靠气膜悬浮电机转子，相比于传统的接触式球轴承可以将轴承寿命提高至少1倍。此外在相同冷量下，基于高速永磁同步电机的离心压缩机的尺寸与重量会比传统的涡旋压缩机小40％左右，可以减小液冷热管理系统的体积，换而言之，同样尺寸的集装箱内可以布置更多的电池，有助于提升储能系统能量密度。随着储能系统制冷功率需求的增加，高速离心压缩机这方面的优势会更加显著。
[0005]在本技术的第二方面提出一种使用上述离心压缩机的基于过冷度控制的储能热管理系统
[0006]制冷回路，其包括压缩机、冷凝器、风机、主节流元件、辅节流元件、蒸发器以及经济器；
[0007]冷却液回路，其包括所述蒸发器、水泵以及电池组热源；以及
[0008]多个传感器，其布置在所述制冷回路以及所述冷却液回路上；
[0009]其中所述储能热管理系统被配置为计算所述压缩机的输出档位，根据所述输出档位确定目标过冷度并且根据所述目标过冷度调节所述辅节流元件。
[0010]在本技术一个实施例中规定，计算压缩机的输出档位包括：
[0011]将制冷温度表示为A、实际温度表示为B，制冷温差系数表示为C；
[0012]计算储能热管理系统的输出D，表示为下式：D＝(B
‑
A)/C*100％；
[0013]将额定输出表示为E；以及
[0014]根据储能热管理系统的输出D占额定输出E的比例确定压缩机的输出档位。
[0015]在本技术一个实施例中规定，在所述蒸发器的冷媒路的入口处设置主路温度传感器以及主路压力传感器，并且根据主路温度传感器以及主路压力传感器的测量值计算主路过冷度DUC_M，表示为下式：
[0016]DUC_M＝T_evaporate(15)
‑
T_14
[0017]其中T_evaporate(15)表示由主路压力传感器的测量值确定的饱和温度、T_14表示由主路温度传感器确定的主路温度。
[0018]在本技术一个实施例中规定，当所述输出D＞100％E时，将目标过冷度设置为11K，使所述辅节流元件以3P/40S的速度向目标过冷度进行调节，其中所述辅节流元件的最大开度为350P。
[0019]在本技术一个实施例中规定，当所述输出D为80％
‑
100％E时，将目标过冷度设置为10K，使所述辅节流元件以3P/40S的速度向目标过冷度进行调节，其中所述辅节流元件的最大开度为300P。
[0020]在本技术一个实施例中规定，当所述输出D为50％
‑
80％E时，将目标过冷度设置8K，使所述辅节流元件以2P/40S的速度向目标过冷度进行调节，其中所述辅节流元件的最大开度为250P。
[0021]在本技术一个实施例中规定，当所述输出D为30％
‑
50％E时，将目标过冷度设置为7K，使所述辅节流元件以2P/40S的速度向目标过冷度进行调节，其中所述辅节流元件的最大开度为200P。
[0022]在本技术一个实施例中规定，当所述输出D＜30％E时，将目标过冷度设置为6K，使所述辅节流元件以2P/40S的速度向目标过冷度进行调节，其中所述辅节流元件的最大开度为150P。
[0023]在本技术一个实施例中规定，所述的基于过冷度控制的储能热管理系统还包括：
[0024]确定吸气过热度DSH S，其中q当DSH S≥8K时将目标过冷度减1K以作为新的目标过冷度。
[0025]在本技术一个实施例中规定，在所述制冷回路中，所述压缩机的出口与所述冷凝器的入口连接；
[0026]所述冷凝器的出口与所述经济器的主路入口连接，所述冷凝器处设置风机；以及
[0027]所述经济器的主路出口与所述主节流元件的入口连接，所述主节流元件的出口与所述蒸发器的冷媒路的入口连接，并且所述蒸发器的冷媒路的出口与所述压缩机的入口连接。
[0028]在本技术一个实施例中规定，在所述制冷回路中，所述辅节流元件的入口与所述主节流元件的入口处的连接管路连接，所述辅节流元件的出口与所述经济器的辅路入口连接，所述经济器的辅路出口与所述压缩机的补气入口连接。
[0029]在本技术一个实施例中规定，在所述冷却液回路中，所述水泵的出口与所述蒸发器的冷却液侧入口连接，所述蒸发器的冷却液侧出口与所述电池组热源的入口连接，所述电池组热源的出口与所述水泵的入口连接。
[0030]本技术的第二方面至少具有如下有益效果：本技术通过辅节流元件能够
精细的控制系统的主路过冷度，对机组的能效输出有极大好处，同时也能尽量避免过大的过冷度影响主路冷媒的循环量，保证机组性能可靠运行。
附图说明
[0031]为进一步阐明本技术的各实施例中具有的及其它的优点和特征，将参考附图来呈现本技术的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本技术的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。
[0032]图1示出了本技术一个实施例中一个储能热管理系统的框架示意图。
[0033]图2示出了本技术一个实施例中一个用于储能热管理系统的过冷度控制方法的流程示意图。
具体实施方式
[0034]应当指出，各附图中的各组件可能为了图解说明而被夸大地示出，而不一定是比例正确的。在各附图中，给相同或功能相同的组件配备了相同的附图标记。
[0035]在本技术中，除非特别指出，“布置在
…
上”、“布置在
…...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于过冷度控制的储能热管理系统，其特征在于，包括：制冷回路，其包括压缩机、冷凝器、风机、主节流元件、辅节流元件、蒸发器以及经济器；冷却液回路，其包括所述蒸发器、水泵以及电池组热源；以及多个传感器，其布置在所述制冷回路以及所述冷却液回路上；其中所述储能热管理系统被配置为计算所述压缩机的输出档位，根据所述输出档位确定目标过冷度并且根据所述目标过冷度调节所述辅节流元件。2.根据权利要求1所述的基于过冷度控制的储能热管理系统，其特征在于，计算压缩机的输出档位包括：将制冷温度表示为A、实际温度表示为B，制冷温差系数表示为C；计算储能热管理系统的输出D，表示为下式：D＝(B
‑
A)/C*100％；将额定输出表示为E；以及根据储能热管理系统的输出D占额定输出E的比例确定压缩机的输出档位。3.根据权利要求2所述的基于过冷度控制的储能热管理系统，其特征在于，在所述蒸发器的冷媒路的入口处设置主路温度传感器以及主路压力传感器，并且根据主路温度传感器以及主路压力传感器的测量值计算主路过冷度DUC_M，表示为下式：DUC_M＝T_evaporate(15)
‑
T_14其中T_evaporate(15)表示由主路压力传感器的测量值确定的饱和温度、T_14表示由主路温度传感器确定的主路温度。4.根据权利要求3所述的基于过冷度控制的储能热管理系统，其特征在于，当所述输出D＞100％E时，将目标过冷度设置为11K，使所述辅节流元件以3P/40S的速度向目标过冷度进行调节，其中所述辅节流元件的最大开度为350P；当所述输出D为80％
‑
100％E时，将目标过冷度设置为10K，使所述辅节流元件以3P/40S的速度向目标过冷度进行调节，其中所述辅节流元件的最大开度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋云建，刘学松，舒涛，冯福金，
申请(专利权)人：华涧新能源科技上海有限公司，
类型：新型
国别省市：