【技术实现步骤摘要】
本专利技术实施例涉及储能电池温度管理，尤其涉及一种储能电池模组温度管理系统、方法及储能系统。
技术介绍
1、随着储能技术的不断发展和成本的不断下降，储能日益成为新型电力系统的核心环节之一。对于源侧，储能可以存储可再生电能，弥补可再生能源的间歇性，确保持续供电；对于网侧，储能可以平衡电网负载，提高电网稳定性，减少能源浪费，并降低能源供需不平衡对电网的影响；对于荷侧，储能在家庭智慧用电、绿色交通和电动汽车充电桩等领域具有广泛应用前景。
2、储能电池模组持续的充电或放电（简称充放电）会产生热量并向其他的电池模组传递，由于储能系统中电池排布紧密且环境相对封闭，电池热量更容易集聚导致温度逐渐上升至过热状态，触发热滥用，此时电池内部放热更大，从而导致热失控。此外，在低温工作时电池的容量和工作电压会明显降低，并能够导致锂枝晶产生及电池老化。因此，储能电池簇的温度管理对安全和寿命非常关键。现有的储能电池簇温度管理方案中，传感系统以电池管理系统（battery management system，bms）为主，电池管理系统集成了温度采样传感器、电流采样传感器以及电压采样传感器等元件，实时监测电池的状态并对异常状态采取预警保护措施，可以从源头避免电池热失控的问题，提高储能系统的安全性、可靠性；执行系统主要采用风冷或液冷技术，但风冷无法满足大规模储能电池温度管理需求，近年液冷技术逐渐成为储能电池温度管理的研究热点。与风冷技术相比，液冷技术能够实现更高的散热效率和更低的噪音水平，在噪声方面远远小于风冷系统，特别适用于高功率、高能量密度的储能
3、但是，上述储能电池簇温度管理方案存在如下不足：一.温度数据可靠性差：电池管理系统和能量管理系统均通过热电偶、红外探测器等传统的温度采集模块采集待控制电池模组的温度数据，不仅成本高，线路复杂，而且温度检测误差普遍超过±1.5℃，误差大，无法为储能电池簇温度的精确控制提供数据支撑；二. 无法有效改善电池模组温度一致性：储能电池簇中位于中间位置的电池pack，由于受到上下两边的热传导，温度要高于边缘侧电池pack的温度；同时，在采用并联管路的液冷方式时，受到重力影响，位于上边位置的电池模组的流速及降温效率要低于下边位置的流速及降温效率，而现有储能电池簇温度管理方案并无法解决上述不同位置电池簇之间的温差问题，无法有效改善电池模组温度一致性；三. 传统方式采用固定温度控制方式，液冷机组通过4种工作模式（关机、自循环、制冷、制热）实现温度管理：
4、1、当温度超过预设温度的阈值极限时，制冷压缩机或电加热（即制冷元件或制热元件）启动，进入制冷或制热模式，此时液冷机组工作在最大出力情况下；
5、2、经过制冷或制热元件的工作，电池温度反向达到预设温度的下限阈值时，制冷或制热元件延时停止工作，水泵继续工作，进入自循环模式；
6、3、当温度重新超过预设温度的阈值极限时，制冷压缩机或电加热（即制冷元件或制热元件）再次启动，重新进入制冷或制热模式；
7、4、如果温度始终没有超过预设温度的阈值极限时，保持初始关机状态。
8、采用该固定温度控制方式存在以下问题：
9、通过设置上下阈值来实现温度控制，如果设置阈值比较小，容易造成压缩机反复启停，能耗比较高，频繁的开关也会导致压缩机容易损坏；如果设置阈值比较大，容易导致电池温度出现大的波动，影响电池的寿命。
10、以上问题亟待解决。
技术实现思路
1、为解决相关技术问题，本专利技术提供一种储能电池模组温度管理系统、方法及储能系统，来解决以上
技术介绍
部分提到的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术实施例采用如下技术方案：
3、第一方面，本专利技术实施例提供了一种储能电池模组温度管理系统，该系统包括：
4、温度采集装置，用于通过测温光纤采集电池模组上预设温度检测点处的温度数据；
5、ems，用于获取包括但不限于：电池模组上预设温度检测点处的实时温度数据、运行状态信息，以及生成电池簇内部的热量分布层信息、温度变化趋势信息，并根据所述温度数据、热量分布层信息、温度变化趋势信息发送温度控制指令给液冷系统，以调节电池模组的温度至预设温度；
6、当电池簇中单个电池模组的温度不能调节至预设温度时，所述ems及时预警并切断该电池模组所在电池簇。
7、作为一种可选的实施方式，所述液冷系统用于接收所述ems发出的温度控制指令，执行电池簇整体温度调整动作和/或单个电池模组的局部温度调整动作，调节所述电池簇和电池模组的温度调节至预设温度；所述液冷系统可用于至少一个电池簇的温度调节，当多个并联电池簇共用一个所述液冷系统时，所述液冷系统执行多个电池簇温度调整动作和/或单个电池模组的局部温度调整动作。
8、作为一种可选的实施方式，所述ems基于所述实时温度数据、电池簇充/放电过程中的所述温度变化趋势信息，发送用于控制液冷系统产生变频动作的温度调节指令；所述液冷系统用于接收ems基于所述实时温度数据、温度变化趋势信息所发送的变频动作指令并执行电池簇整体温度调整动作，包括：调节水泵的转速以控制冷媒的流量和/或调整冷媒的出水温度。
9、作为一种可选的实施方式，所述ems基于所述温度数据、温度变化趋势信息、电池簇内部的热量分布层信息，发送局部模组温度调节指令给所述液冷系统；所述液冷系统用于接收基于所述温度数据、温度变化趋势信息、电池簇内部的热量分布层信息发送的局部模组温度调节指令，并执行针对电池模组的局部温度调整动作，包括：调节冷媒进入分支管路的流量。
10、作为一种可选的实施方式，所述液冷系统执行电池模组局部温度调整动作，调节冷媒进入分支管路的流量，具体包括：控制液冷分支管路上的电磁阀的工作压差或流经所述电磁阀的冷媒速度，完成对冷媒进入分支管路的流量调节。
11、第二方面，本专利技术实施例提供了储能电池模组温度管理方法，上述第一方面实施例任一项所述的提供储能电池模组温度管理系统，
12、其中，所述温度采集装置通过测温光纤采集电池簇中各电池模组上预设温度检测点处的实时温度数据；
13、其中，所述ems与所述温度采集装置通信，获取所述温度采集装置反馈的实时温度数据、电池簇的运行状态，生成电池簇内部的热量分布层信息、温度变化趋势信息，所述ems基于所述实时温度数据、温度变化趋势信息、热量分布层信息以及热交换量，发送温度调节指令至所述液冷系统，液冷系统执行电池簇整体温度调整动作和/或单个电池模组的局部温度调整动作，使所述电池模组的温度调节至预设温度。
14、作为一种可选的实施方式，所述ems基于所述实时温度数据、温度变化趋势信息、热量分布层信息以及热交换量，发送温度调节指令至所述液冷系统，液冷系统执行电池簇整本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种储能电池模组温度管理系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的储能电池模组温度管理系统，其特征在于，所述液冷系统用于接收所述EMS发出的温度控制指令，执行电池簇整体温度调整动作和/或单个电池模组的局部温度调整动作，调节所述电池簇和电池模组的温度调节至预设温度；所述液冷系统可用于至少一个电池簇的温度调节，当多个并联电池簇共用一个所述液冷系统时，所述液冷系统执行多个电池簇温度调整动作和/或单个电池模组的局部温度调整动作。
3.根据权利要求2所述的储能电池模组温度管理系统，其特征在于，所述EMS基于所述实时温度数据、电池簇充/放电过程中的所述温度变化趋势信息，发送用于控制液冷系统产生变频动作的温度调节指令；所述液冷系统用于接收EMS基于所述实时温度数据、温度变化趋势信息发送的变频动作指令并执行电池簇整体温度调整动作，包括：调节水泵的转速以控制冷媒的流量和/或调整冷媒的出水温度。
4.根据权利要求2所述的储能电池模组温度管理系统，其特征在于，所述EMS基于所述温度数据、温度变化趋势信息、电池簇内部的热量分布层信息，发送局部模组温度调节指
5.根据权利要求4所述的储能电池模组温度管理系统，其特征在于，所述液冷系统执行电池模组局部温度调整动作，调节冷媒进入分支管路的流量，具体包括：控制液冷分支管路上的电磁阀的工作压差或流经所述电磁阀的冷媒速度，完成对冷媒进入分支管路的流量调节。
6.一种储能电池模组温度管理方法，其特征在于，提供储能电池模组温度管理系统，
7.根据权利要求6所述的储能电池模组温度管理方法，其特征在于，所述EMS基于所述实时温度数据、温度变化趋势信息、热量分布层信息以及热交换量，发送温度调节指令至所述液冷系统，液冷系统执行电池簇整体温度调整动作和/或单个电池模组的局部温度调整动作，包括：
8.根据权利要求7所述的储能电池模组温度管理方法，其特征在于，当所述液冷系统基于所述EMS的指令执行单个电池模组的局部温度调整动作时，所述EMS根据温度数据、温度变化趋势信息、热量分布层信息发送温度调节指令给液冷系统，所述液冷系统基于所述EMS的温度调节指令，执行针对电池模组的局部温度调整动作；当所述液冷系统执行所述温度调节指令后，任一电池模组的实时温度超出预设温度时，所述EMS及时产生预警并切断该电池模组所在的电池簇。
9.根据权利要求8所述的储能电池模组温度管理方法，其特征在于，所述EMS基于电池簇生命周期内的热管理仿真模型，自动控制液冷系统实现电池簇的变频降温和/或电池模组的局部调温；所述热管理仿真模型基于实时温度数据、温度变化趋势信息、热量分布层信息以及热交换量不断的自适应学习，建立热管理仿真模型的最优模型，
10.一种储能系统，其特征在于，该系统包括储能电池模组和权利要求1至5任一项所述的储能电池模组温度管理系统。
...【技术特征摘要】
1.一种储能电池模组温度管理系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的储能电池模组温度管理系统，其特征在于，所述液冷系统用于接收所述ems发出的温度控制指令，执行电池簇整体温度调整动作和/或单个电池模组的局部温度调整动作，调节所述电池簇和电池模组的温度调节至预设温度；所述液冷系统可用于至少一个电池簇的温度调节，当多个并联电池簇共用一个所述液冷系统时，所述液冷系统执行多个电池簇温度调整动作和/或单个电池模组的局部温度调整动作。
3.根据权利要求2所述的储能电池模组温度管理系统，其特征在于，所述ems基于所述实时温度数据、电池簇充/放电过程中的所述温度变化趋势信息，发送用于控制液冷系统产生变频动作的温度调节指令；所述液冷系统用于接收ems基于所述实时温度数据、温度变化趋势信息发送的变频动作指令并执行电池簇整体温度调整动作，包括：调节水泵的转速以控制冷媒的流量和/或调整冷媒的出水温度。
4.根据权利要求2所述的储能电池模组温度管理系统，其特征在于，所述ems基于所述温度数据、温度变化趋势信息、电池簇内部的热量分布层信息，发送局部模组温度调节指令给所述液冷系统；所述液冷系统用于接收基于所述温度数据、温度变化趋势信息、电池簇内部的热量分布层信息的局部模组温度调节指令，并执行针对电池模组的局部温度调整动作，包括：调节冷媒进入分支管路的流量。
5.根据权利要求4所述的储能电池模组温度管理系统，其特征在于，所述液冷系统执行电池模组局部温度调整动作，调节冷媒进入分支管路的流量，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李永军，夏俊臣，董梦迪，吴煜，
申请(专利权)人：江苏为恒智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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