【技术实现步骤摘要】
吸收式制冷的新型储能电池集装箱热管理系统及管理方法
[0001]本专利技术属于电气元件温度控制
，具体涉及一种吸收式制冷的新型储能电池集装箱热管理系统及管理方法
。
技术介绍
[0002]随着储能技术的日益发展，储能设备得到了越来越广泛的推广及应用
。
集装箱储能系统主要由储能电池集装箱机房
、
电池组及控制系统
、
辅助设备等组成
。
将电池簇等关键设备集成在集装箱内可以避免外界环境对储能系统的影响，具有可移动
、
可自由装配电容量的储能设备等优势
。
然而，随着通过增加电池组容量来提升储能电池集装箱的蓄电能力的，导致大量电池簇在充
、
放电过程中释放大量的热量
。
为保证电池组高效
、
安全
、
稳定运行，亟须将电池组所产生的热量移走，以确保储能电池在正常温度下运行，避免电池温度过高，影响电池寿命
。
同时，现有集装箱的散热能力较弱，从而造成了系统温度不均，增加安装维护及使用成本
。
因此储能电池集装箱的热管理系统的安全
、
适用性至关重要
。
[0003]集装箱储能系统的热管理系统，主要有风冷
、
液冷
、
相变材料冷却等
。
现有储能电池的热管理系统仍然存在一些不足
。
[0004]风冷技术因其制造成本低>、
结构简单等优点，是目前储能电池集装箱中最常见的热管理温控方式
。
现有技术如
CN202211691438
的名为一种风冷储能柜，利用空调器对储能电池柜中的电池簇进行风冷冷却
。
但这种风冷方式受限于使用环境温度以及电池生热率，当使用环境温度升高或是电池高倍率放电时，空气的传热系数较低，无法满足短时间内降低电池温度的要求
。
[0005]现有技术中，如申请号为
CN202220618308
的名为储能电池的风冷散热系统，通过采用主风道与若干支管风道对储能电池进行冷却
。
但是空调的进出风方式的变化无法兼顾散热效率与不同电池模组间的温度均衡，也使得越靠近空调送风口的电池组温度越低，越靠近风道出风口的电池组件温度越高，储能系统连续充放电时的热量不能及时排出，电池温升可达到
50K。
一般为了保证储能系统结束后有充足的降温时间，降温时间较长最佳可超过
8h
，这也使得储能电池工作效率低下
。
[0006]在能耗方面，现有技术中也存在能耗较大的问题
。
对储能集装箱采用安装多台工业
/
家用分体式空调，用于储能集装箱中的电池进行温度控制
。
这类空调设备能效较低，不仅消耗电量大，约占储能电池集装蓄电量的
15%
左右，从而使得储能电站输出电量大大降低
。
除此之外，单台分体式空调难以维持集装箱电池正常运行温度，需要设置多台分体式空调，设备故障率增加，运营维护成本提升，并且占据集装箱位置，减少了储能电池储存容量
。
[0007]相变材料冷却主要是通过相变潜热能吸收电池充放电时产生的热量，达到减少电池组内各电池间温差的目的
。
现有技术如申请号为
CN202111213531
的名为一种基于太阳能的储能电池充电与热管理的系统装置以及应用，主要是通过相变材料的热管理降低局部过热风险以及存储多余热量
。
相变材料本身的导热系数影响其吸放热效率进而达到冷却和预热的效果，相变材料用量越大，能吸收或者放出的潜热量越大，但同时会增加电池包整体质
量从而降低能量密度
。
[0008]相比于以上两种冷却方式，液体冷却拥有更高的对流传热系数，这种方式也是最能满足高热负荷下的电池热管理要求
。
目前，现有技术中有很多专利采用液冷的方式冷却储能电池，如申请号
CN2020213308740
的名为一种电池储能的热安全管理系统
、
控制方法及其应用，则对运行温度异常的电池及时进行浸没冷却处理，冷却液持续注入并从溢流口流出进入循环冷却系统，提高了冷却效率
。
但这种液冷系统会导致电池模块设计更为复杂，增加了电池组额外的能耗
、
整体负重以及制造和维护成本都会增加
。
[0009]目前液体冷却系统虽然在电池储能的热安全管理方面已经有所应用，但冷却液受热后主要靠散热管与外界空气热交换散热，这种散热方式效率低下，根本无法满足高密度电池簇储能系统对于温度控制的需要
。
此外，现有技术中鲜有针对储能电池中的余热回收进行利用，从而驱动制冷系统对储能电池进行冷却的技术
。
因此，设计简单
、
高效
、
节能
、
安全的储能电池集装箱的热管理系统是未来储能系统发展的关键环节
。
技术实现思路
[0010]本专利技术首先要解决的技术问题是：提供一种吸收式制冷的新型储能电池集装箱热管理系统，解决目前电池储能系统液体冷却散热效率低下，余热无法回收并用于电池冷却的技术问题
。
[0011]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：吸收式制冷的新型储能电池集装箱热管理系统，包括溶液泵
、
溶液热交换器Ⅰ、
发生器
、
节流阀Ⅰ、
吸收器
、
冷凝器
、
节流阀Ⅱ、
蒸发器
、
分流器
、
混合器
、
风机
、
溶液热交换器Ⅱ；所述溶液热交换器Ⅰ包括溶液热交换器Ⅰ冷边进口，溶液热交换器Ⅰ冷边出口，溶液热交换器Ⅰ热边进口，溶液热交换器Ⅰ热边出口；所述发生器包括发生器溶液进料口，发生器溶液出料口端，发生器热源进口，发生器热源出口，发生器气体出口；所述吸收器包括吸收器溶液进料口，吸收器溶液出口端，吸收器冷端进口端，吸收器冷端出口端，吸收器气体进口端；所述冷凝器包括冷凝器冷边进口，冷凝器冷边出口，冷凝器热边进口，冷凝器热边出口；所述蒸发器包括蒸发器器冷边进口，蒸发器冷边出口，蒸发器热边进口，蒸发器热边出口；所述溶液热交换器Ⅱ包括溶液热交换器Ⅱ冷边进口，溶液热交换器Ⅱ冷边出口，溶液热交换器Ⅱ热边进口，溶液热交换器Ⅱ热边出口；溶液热交换器Ⅰ冷边进口经溶液泵与吸收器溶液出口端相连；溶液热交换器Ⅰ冷边出口与发生器溶液进料口相连，溶液热交换器Ⅰ热边进口与发生器溶液出料口端相连，溶液热交换器Ⅰ热边出口经节流阀Ⅰ与吸收器溶液进料口相连；吸收器冷端出口端与冷凝器热边进口相连，吸收器冷端进口端与风机相连，吸收器气体进口端与蒸发器冷边出口相连；发生器热源本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
吸收式制冷的新型储能电池集装箱热管理系统，其特征在于，包括溶液泵（1）
、
溶液热交换器Ⅰ（2）
、
发生器（3）
、
节流阀Ⅰ（4）
、
吸收器（5）
、
冷凝器（7）
、
节流阀Ⅱ（8）
、
蒸发器（9）
、
分流器（
10
）
、
混合器（
11
）
、
风机（
12
）
、
溶液热交换器Ⅱ（
13
）；所述溶液热交换器Ⅰ（2）包括溶液热交换器Ⅰ冷边进口（
2a
），溶液热交换器Ⅰ冷边出口（
2b
），溶液热交换器Ⅰ热边进口（
2c
），溶液热交换器Ⅰ热边出口（
2d
）；所述发生器（3）包括发生器溶液进料口（
3a
），发生器溶液出料口端（
3b
），发生器热源进口（
3c
），发生器热源出口（
3d
），发生器气体出口（
3e
）；所述吸收器（5）包括吸收器溶液进料口（
5a
），吸收器溶液出口端（
5b
），吸收器冷端进口端（
5c
），吸收器冷端出口端（
5d
），吸收器气体进口端（
5e
）；所述冷凝器（7）包括冷凝器冷边进口（
7a
），冷凝器冷边出口（
7b
），冷凝器热边进口（
7c
），冷凝器热边出口（
7d
）；所述蒸发器（9）包括蒸发器器冷边进口（
9a
），蒸发器冷边出口（
9b
），蒸发器热边进口（
9c
），蒸发器热边出口（
9d
）；所述溶液热交换器Ⅱ（
13
）包括溶液热交换器Ⅱ冷边进口（
13a
），溶液热交换器Ⅱ冷边出口（
13b
），溶液热交换器Ⅱ热边进口（
13c
），溶液热交换器Ⅱ热边出口（
13d
）；溶液热交换器Ⅰ冷边进口（
2a
）经溶液泵（1）与吸收器溶液出口端（
5b
）相连；溶液热交换器Ⅰ冷边出口（
2b
）与发生器溶液进料口（
3a
）相连，溶液热交换器Ⅰ热边进口（
2c
）与发生器溶液出料口端（
3b
）相连，溶液热交换器Ⅰ热边出口（
2d
）经节流阀Ⅰ（4）与吸收器溶液进料口（
5a
）相连；吸收器冷端出口端（
5d
）与冷凝器热边进口（
7c
）相连，吸收器冷端进口端（
5c
）与风机（
12
）相连，吸收器气体进口端（
5e
）与蒸发器冷边出口（
9b
）相连；发生器热源进口（
3c
）与储能电池柜水冷系统的出口相连，发生器气体出口（
3e
）与冷凝器冷边进口（
7a
）相连，发生器热源出口（
3d
）与溶液热交换器Ⅱ热边进口（
13c
）相连；冷凝器冷边出口（
7b
）经节流阀Ⅱ（8）与蒸发器器冷边进口（
9a
）相连，蒸发器热边出口（
9d
）经分离器（
10
）分别连接储能电池柜水冷系统的入口
、
溶液热交换器Ⅱ冷边进口（
13a
），蒸发器热边进口（
9c
）经混合气（
11
）分别连接溶液热交换器Ⅱ冷边出口（
13b
）
、
溶液热交换器Ⅱ热边出口（
13d
）
。2.
根据权利要求1所述的吸收式制冷的新型储能电池集装箱热管理系统，其特征在于，所述分流器（
10
）和溶液交换器Ⅱ（
13
）之间连接有气液换热器（6），所述气液换热器（6）包括气液换热器冷边进口（
6a
），气液换热器冷边出口（
6b
），气液换热器热边进口（
6c
），气液换热器热边出口（
6d
），其中气液换热器冷边进口（
6a
）连接到分流器（
10
）的第二分流出口（
10c
），气液换热器冷边出口（
6b
）连接溶液热交换器Ⅱ冷边进口（
13a
），气液换热器热边进口（
6c
）连接风机（
12
），气液换热器热边出口...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨辉，蒋彬，彭浩，上官震，马杰，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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