储能系统、散热控制方法、设备及存储介质与流程

1.本技术涉及电池散热技术领域，特别是涉及一种储能系统、散热控制方法、设备及存储介质。


背景技术：

2.储能技术是智能电网的重要环节，是智能电网技术的支撑技术之一，众多的电芯组成电池模组，多个电池模组组成电池簇，多个电池簇组成电池堆，至少一个电池堆最终形成整个储能系统。储能系统的基础单位是电芯，储能系统内电芯的温差对系统寿命、soh、系统均衡影响比较大，为了减少系统电芯温差，延长系统使用时间，储能系统内部不同电芯的温差需要控制在合理范围。因此，通常采用液冷系统对储能系统上管路的各单元流量分布进行控制，进而控制住系统温差，但是，相关技术中，液冷系统的流量分布控制效果较差，进而导致系统寿命和稳定性较差。


技术实现要素：

3.本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，提出一种储能系统、散热控制方法、设备及存储介质，能提升储能系统中流量分布的均匀性，进而提升系统寿命和稳定性。
4.根据本技术第一方面的实施例，提出一种储能系统，所述储能系统包括：
5.电池簇，所述电池簇设置有多个且成至少一排设置；
6.一级散热管路，所述一级散热管路与所述电池簇的排数一一对应设置，所述一级散热管路包括一级送水管路、一级回水管路；
7.二级散热管路，所述二级散热管路设置有多个且一一对应设置在所述电池簇内；所述二级散热管路包括与所述一级送水管路连通的二级送水管路，以及与所述一级回水管路连通的二级回水管路；
8.三级散热管路，所述三级散热管路设置有多个且与所述电池簇内的多个电池模组一一对应设置，所述三级散热管路的进水口与对应的所述二级送水管路连通，所述三级散热管路的出水口与所述二级回水管路连通；
9.控制模块，所述控制模块用于均衡同一所述一级散热管路上的每一所述二级送水管路输出的冷却介质流量。
10.根据本技术第二方面的实施例，提出一种储能系统的散热控制方法，所述系统包括电池簇、一级散热管路、二级散热管路以及三级散热管路，所述电池簇设置有多个且成至少一排设置；所述一级散热管路与所述电池簇的排数一一对应设置，所述一级散热管路包括一级送水管路、一级回水管路；所述二级散热管路设置有多个且一一对应设置在所述电池簇内；所述二级散热管路包括与所述一级送水管路连通的二级送水管路，以及与所述一级回水管路连通的二级回水管路；所述三级散热管路设置有多个且与所述电池簇内的多个电池模组一一对应设置，所述三级散热管路的进水口与对应的所述二级送水管路连通，所
述三级散热管路的出水口与所述二级回水管路连通；
11.所述方法包括：
12.获取同一所述一级散热管路上的每一所述二级送水管路输出的冷却介质流量；
13.根据多个所述冷却介质流量的大小，均衡对应的多个所述二级送水管路输出的冷却介质流量。
14.根据本技术第三方面的实施例，提出一种电子设备，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行所述指令时实现如第二方面任一所述的储能系统的散热控制方法。
15.根据本技术第四方面的实施例，提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如应用于第二方面任一所述的储能系统的散热方法。
16.根据本技术上述实施例，至少具有如下有益效果：通过设计一级散热管路、二级散热管路以及三级散热管路，使得同一排的电池簇的冷却介质均汇聚在一级散热管路，并分别由二级散热管路以及三级散热管路分散至各个电池模组，进而可以通过控制模块实现对每个二级散热管路的冷却介质流量的自动控制，使得每一排的电池簇进入的冷却介质流量处于均衡状态，实现分排分级管理，提升储能系统中冷却介质分布的均匀性，进而提升系统寿命和稳定性。
17.本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
18.本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
19.图1为本技术实施例的储能系统的系统结构示意图；
20.图2为本技术实施例提供的储能系统的单个电池簇的管路设计示意图；
21.图3为本技术实施例提供的储能系统的冷水机组的示意图；
22.图4为本技术实施例提供的储能系统的散热控制方法的流程的示意图；
23.图5为本技术实施例提供的储能系统的散热控制方法的流量线性控制函数的示意图；
24.图6为本技术实施例提供的电子设备的硬件结构示意图。
25.附图标记：
26.电池簇100、电池模组110、
27.一级送水管路210、一级回水管路220、二级送水管路230、二级回水管路240、流量计250、电磁阀260、
28.冷水机组300、介质送水口310、介质回水口320、
29.消防系统400、
30.系统配电柜500。
具体实施方式
31.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
32.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本技术实施例的目的，不是旨在限制本技术。
33.此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本公开的各方面。
34.附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
35.附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
36.储能技术是智能电网的重要环节，是智能电网技术的支撑技术之一，众多的电芯组成电池模组，多个电池模组组成电池簇，多个电池簇组成电池堆，至少一个电池堆最终形成整个储能系统。储能系统的基础单位是电芯，储能系统内电芯的温差对系统寿命、soh、系统均衡影响比较大，为了减少系统电芯温差，延长系统使用时间，储能系统内部不同电芯的温差需要控制在合理范围。虽然可以采用风冷进行散热，但是风冷散热由于气流的不稳定性，容易导致系统存在较大的温差，影响系统的使用寿命；且风冷式散热对流换热的效率相对较低，不满足高能量密度、高倍率的系统散热要求；风冷系统中模组风机转速变化存在阶梯性波动，从而导致系统噪声高、系统自耗电高等缺点。因此，通常采用液冷系统对储能系统上管路的各单元流量分布进行控制，进而控制住系统温差，但是，相关技术中，液冷系统的流量分布控制效果较差，进而导致系统寿命和稳定性较差。基于此，本技术的实施例，提出储能系统、散热控制方法、设备及存储介质，能提升储能系统中流量分布的均匀性，进而提升系统寿命和稳定性。
37.根据本技术实施例，提出的一种储能系统，参照图1至图3所示，储能系统包括：
38.电池簇100，电池簇100设置有多个且成至少一排设置；
39.一级散热管路，一级散热管路与电池簇100的排数一一对应设置，一级散热管路包括一级送水管路210、一级回水管路220；
40.二级散热管路，二级散热管路设置有多个且一一对应设置在电池簇100内；二级散热管路包括与一级送水管路210连通的二级送水管路230，以及与一级回水管路220连通的二级回水管路240；
41.三级散热管路，三级散热管路设置有多个且与电池簇100内的多个电池模组110一一对应设置，三级散热管路的进水口与对应的二级送水管路230连通，三级散热管路的出水
口与二级回水管路240连通；
42.控制模块，控制模块用于均衡同一一级散热管路上的每一二级送水管路230输出的冷却介质流量。
43.因此，通过设计一级散热管路、二级散热管路以及三级散热管路，使得同一排的电池簇100的冷却介质均汇聚在一级散热管路，并分别由二级散热管路以及三级散热管路分散至各个电池模组110，进而可以通过控制模块实现对每个二级散热管路的冷却介质流量的自动控制，使得每一排的电池簇100进入的冷却介质流量处于均衡状态，实现分排分级管理，提升储能系统中冷却介质分布的均匀性，进而提升系统寿命和稳定性。
44.需说明的是，当设置有多排电池簇100时，对应会设置多个一级散热管路、二级散热管路以及三级散热管路。冷却介质从一级送水管路210进入口，分别经二级送水管路230进入到每一个电池簇100，然后冷却介质经二级送水管路230分流分别流至连通的每一三级散热管路，然后经每一个三级散热管路与对应的电池模组110进行换热，换热后的冷却介质从三级散热管路出去经二级回水管路240汇聚到一级回水管路220输出。此时，冷却介质做到单进单出。
45.需说明的是，冷却介质采用体积比为50％水+50％乙二醇，能够有效的在低温环境下起到防冻作用。
46.需说明的是，三级散热管路为设置在电池模组110底部的液冷板通道。对此，本技术实施例不做限制。
47.需说明的是，当每一电池簇100的进口流量差异能够控制在一定范围内时，系统电池簇100之间温差能够较好的降低，从而能够把整个系统电芯温差控制在允许范围内；此时，即可认为同一一级散热管路上的各二级散热管路进口的的冷却介质流量处于均衡状态。
48.需说明的是，可以在每个二级散热管路的二级送水管路230的进水口(即与一级送水管路210相接处)设置电磁阀260以进行流量控制，同时设计流量计250进行进水口的流量统计，控制模块和流量计250、电磁阀260通信连接以实现远程自动控制，流量计250可以周期反馈流量的变化，也可以在流量产生变化时通知控制模块以进行控制。
49.需说明的是，本技术实施例对每个一级散热管路对应的二级散热管路数量不做限制。优选的，对于本技术的实施例，一级散热管路中可对应1～4个二级散热管路。
50.可理解的是，参照图2所示，每一二级送水管路230的进水口或每一二级回水管路240的出水口设置有流量计250以及电磁阀260，控制模块用于：
51.响应于每一流量计250统计的冷却介质流量；
52.实时计算同一一级送水管路210上多个二级送水管路230中输出的最大的冷却介质流量与最小的冷却介质流量之间的流量差异；
53.根据流量差异，持续调整最小的冷却介质流量对应的电磁阀260，直至同一一级送水管路210上的多个二级送水管路230输出的冷却介质流量处于均衡状态。
54.需说明的是，流量计250和电磁阀260可以分开设置，一个位于进水口，一个位于出水口，也可以共同设置在进水口或出水口，以统计进水口以及控制进水口的冷却介质流量。对此，本技术的实施例不做限制。以流量计250和电磁阀260均设置在二级送水管路230上为例，根据流量差异，持续调整最小的冷却介质流量对应二级送水管路230的电磁阀260，可以
使得同一一级送水管路210上的各分支上的二级送水管路230分流到的冷却介质流露调整。
55.需说明的是，当流量计250统计到的冷却介质的流量产生变化时，需要重新计算一次流量差异。持续调整通过控制模块发送pwm信号进行持续控制。
56.需说明的，图2所示的箭头表示冷却介质的走向。
57.可理解的是，参照图1和图3所示的实施例，电池簇100设置有两排，储能系统还包括：水冷机组，水冷机组设置有两组进出接口，每组进出接口对应连通一个一级散热管路。
58.示例性的，参照图3所示的实施例，冷水机组300设置两个进出接口，每个进出接口包括介质送水口310以及介质回水口320，介质回水口320和一级回水管路220连通，介质送水口310和一级送水管路210连通，进而实现冷却介质的单进单出。
59.示例性的，参照图1所示的实施例，系统设置在集装箱中，集装箱中还集成有消防系统400以及系统配电柜500等关键设备。
60.根据本技术实施例，还提出的一种储能系统的散热控制方法，散热控制方法应用上述储能系统，参照图4所示，散热控制方法包括：
61.步骤s100、获取同一一级散热管路上的每一二级送水管路230输出的冷却介质流量。
62.步骤s200、根据多个冷却介质流量的大小，均衡对应的多个二级送水管路230输出的冷却介质流量。
63.可理解的是，步骤s200、根据多个冷却介质流量的大小，均衡对应的多个二级送水管路230输出的冷却介质流量，包括：实时获取每一流量计250统计的冷却介质流量；计算同一一级送水管路210上多个二级送水管路230中输出的最大的冷却介质流量与最小的冷却介质流量之间的流量差异；根据流量差异，持续调整最小的冷却介质流量对应的电磁阀260，直至同一一级送水管路210上的多个二级送水管路230输出的冷却介质流量处于均衡状态。
64.可理解的是，计算同一一级送水管路210上多个二级送水管路230中输出的最大的冷却介质流量与最小的冷却介质流量之间的流量差异，包括：将同一一级送水管路210上多个二级送水管路230中输出的最大的冷却介质流量与最小的冷却介质流量相减，得到的实时的冷却介质流量差值；将冷却介质流量差值与最大的冷却介质流量相除，得到流量差异。
65.示例性的，流量差异＝(最大进口流量-最小进口流量)/最大进口流量*100％。通过百分比表示流量差异，可以获得冷却介质流量变化相对趋势，进而提升调整的准确性。
66.可理解的是，根据流量差异，持续调整最小的冷却介质流量对应的二级送水管路230的电磁阀260，包括：将流量差异与预设的比值区间进行比较，确定待调的流量线性控制函数；流量线性控制函数用于表征流量差异的变化趋势；根据流量线性控制函数，持续增大最小的冷却介质流量对应的电磁阀260，以均衡同一一级送水管路210上多个二级送水管路230中输出的冷却介质流量。
67.示例性的，参照图5所示的实施例，当流量差异在0～20时，选取第一段的线性函数f1以判断调整后的冷却介质流量是否与该段的线性函数匹配。控制时，通过控制模块实时发出pwm控制信号指令给电磁阀260进行控制。需说明的是，在调整过程中，当在调整的电磁阀260不是最小的冷却流量介质，则会重新确定最小的冷却介质流量的电磁阀260进行调整。由于是持续调整，并非一步到位，因此，调整过程中，温差变化是缓慢变化的，进而可以
提升系统的稳定性。
68.参照图5所示的实施例，比值区间设置有三个，每个比值区间均对应一个流量线性控制函数，三个流量线性控制函数依次连接且对应的斜率递增。
69.示例性的，参照图5所示的实施例，三个比值区间分别为[0,20],[20,40]以及[40,100]。且随着流量差异ε的变化，对应流量线性控制函数的斜率是递增的。ε＝0时，所有电池簇进口流量相等，电池阀开闭程度无需变化；ε＝ε1时，最小电池簇进口流量位置电池阀增大，变化程度20％；ε＝ε2时，最小电池簇进口流量位置电池阀增大，变化程度40％；ε＝ε3时，最小电池簇进口流量位置电池阀增大，变化程度100％。
[0070]
定义不同电池簇进口流量分布差异ε1、ε2、ε3，当流量分布差异大时，最小流量电池簇对应电池阀的开闭程度变化也相应增大，以均衡各个电池簇进口流量均匀性的分布。
[0071]
需说明的是，本技术实施例对每个流量线性控制函数的斜率以及具体表达方不做限制。本领域技术人员可以基于本技术的实施例，通过实验得到流量线性控制函数的具体表达式。
[0072]
可理解的是，本技术还提供一种电子设备，包括至少一个处理器，以及与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器执行指令时实现如上述任一所述的储能系统的散热控制方法。
[0073]
下面结合图6对计算机设备的硬件结构进行详细说明。该电子设备包括：处理器610、存储器620、输入/输出接口630、通信接口640和总线650。
[0074]
处理器610，可以采用通用的cpu(central processin unit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本公开实施例所提供的技术方案；
[0075]
存储器620，可以采用rom(read only memory，只读存储器)、静态存储设备、动态存储设备或者ram(random access memory，随机存取存储器)等形式实现。存储器620可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器620中，并由处理器610来调用执行本公开实施例的模型的训练方法或者执行本公开实施例的情感消息生成方法；
[0076]
输入/输出接口630，用于实现信息输入及输出；
[0077]
通信接口640，用于实现本设备与其他设备的通信交互，可以通过有线方式(例如usb、网线等)实现通信，也可以通过无线方式(例如移动网络、wifi、蓝牙等)实现通信；和总线650，在设备的各个组件(例如处理器610、存储器620、输入/输出接口630和通信接口640)之间传输信息；
[0078]
其中，处理器610、存储器620、输入/输出接口630和通信接口640通过总线650实现彼此之间在设备内部的通信连接。
[0079]
本发明实施例还提供一种存储介质，该存储介质是计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令用于使计算机执行本公开实施例的模型的训练方法或者执行本公开实施例的情感消息生成方法。
[0080]
存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施
方式中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
[0081]
可理解的是，本发明还提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于执行上述散热控制的方法。
[0082]
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于ram、rom、eeprom、闪存或其他存储器技术、cd-rom、数字多功能盘(dvd)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
[0083]
本发明实施例描述的实施例是为了更加清楚的说明本技术实施例的技术方案，并不构成对于本技术实施例提供的技术方案的限定，本领域技术人员可知，随着技术的演变和新应用场景的出现，本技术实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。
[0084]
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、设备中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。
[0085]
本发明的说明书中术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0086]
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本发明权利要求所限定的范围内。