一种具有储液器的直冷电池热管理系统及其控制方法与流程

本发明实施例涉及电池热管理，尤其涉及一种具有储液器的直冷电池热管理系统及其控制方法。

背景技术：

1、随着新能源技术发展，集装箱式储能系统在新能源、光伏、电能站的应用增多，占地面积更小、安装运输更方便，受到新能源光伏行业青睐。而专用集装箱式储能系统的冷却系统，也越来越走向高性能、高稳定的技术行列。储能电池组若温度控制不好，就会造成电池温度不稳定，导致短路和损坏周边组件的风险增加。

2、目前，不少厂家在研究直冷电池热管理系统，即制冷剂直接进入电池冷板对电池进行冷却。但是目前的直冷电池热管理系统，由于气液两相的制冷剂在分配器内受机械结构、加工精度、重力等多种因素影响，很难保证制冷剂分配的均匀性，而制冷剂的分配均匀性直接影响各个电池包的温度均匀性。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种具有储液器的直冷电池热管理系统及其控制方法，以降低制冷剂均匀分配的难度，提高制冷剂分配的均匀性，实现各个电池包的温度均匀性。

2、根据本发明的一方面，提供了一种具有储液器的直冷电池热管理系统，包括：

3、压缩机、模式切换单元、换热器单元、节流阀、储液器、分配器和多个电池包；

4、所述压缩机的第一端口与所述模式切换单元相连，所述模式切换单元还分别与所述换热器单元的第一端口、每一电池包的第二端口以及所述压缩机的第二端口相连；

5、所述换热器单元的第二端口与所述节流阀的第一端口相连，所述节流阀的第二端口与所述储液器的连接管的第一端相连，所述连接管的第二端伸入所述储液器的内部；所述储液器的顶部设置有顶部端口，所述储液器的底部设置有底部端口；所述分配器包括汇总端口和多个分配端口，所述储液器的底部端口与所述分配器的汇总端口相连，所述分配器的分配端口与所述电池包的第一端口一一对应相连；其中，所述直冷电池热管理系统的工作模式包括制冷模式和制热模式，在所述制冷模式中，所述储液器用作气液分离器。

6、可选的，在所述制冷模式中，所述压缩机的第一端口输出高温高压的气态制冷剂，所述模式切换单元用于连通所述压缩机的第一端口与所述换热器单元的第一端口，以及连通所述压缩机的第二端口与所述电池包的第二端口；所述压缩机的第二端口输入低温低压的气态制冷剂；

7、在所述制热模式中，所述压缩机的第一端口输出高温高压的气态制冷剂，所述模式切换单元用于连通所述压缩机的第一端口与所述电池包的第二端口，以及连通所述压缩机的第二端口与所述换热器单元的第一端口；所述压缩机的第二端口输入低温低压的气态制冷剂；所述储液器用作高压储液器。

8、可选的，所述工作模式还包括除霜模式；

9、除霜开始前，所述直冷电池热管理系统的工作状态与所述制热模式相同；

10、除霜开始后，所述直冷电池热管理系统的工作状态与所述制冷模式相同；

11、在所述除霜模式中，所述储液器还用作缓冲储液器，以防止系统液态制冷剂进入压缩机的量超过预设量。

12、可选的，所述换热器单元包括：第一换热器和风机，所述第一换热器的第一端口与所述模式切换单元相连，所述第一换热器的第二端口与所述节流阀的第一端口相连。

13、可选的，所述换热器单元还包括：第二换热器，所述第二换热器位于所述第一换热器远离所述风机的一侧；

14、所述第一换热器的第二端口通过所述第二换热器与所述节流阀的第一端口相连。

15、可选的，所述换热器单元还包括第一电磁阀、第一单向阀和第二单向阀；

16、所述第一换热器的第二端口与所述第二换热器的第一端口均与所述第一电磁阀的第一端口相连；

17、所述第二换热器的第二端口与所述第一单向阀的输入端口以及所述第二单向阀的输入端口相连；所述第一单向阀的输出端口与所述第一换热器的第一端口以及所述模式切换单元相连；所述第二单向阀的输出端口与所述节流阀的第一端口相连；所述第一电磁阀的第二端口与所述节流阀的第一端口相连。

18、可选的，在所述制冷模式中，若环境温度大于预设温度值，所述第一电磁阀处于断开状态；若环境温度小于或等于预设温度值，所述第一电磁阀处于导通状态；

19、在所述制热模式中，所述第一电磁阀处于导通状态。

20、可选的，多个电池包的第二端口通过公共连接管道与所述模式切换单元相连；所述储液器的顶部端口通过连接管道与所述公共连接管道连通；

21、和/或，所述储液器上还设置有液位检测结构。

22、可选的，所述模式切换单元包括四通阀，所述四通阀包括第一通口、第二通口、第三通口和第四通口；

23、所述压缩机的第一端口与所述第一通口连通；所述第二通口与所述换热器单元的第一端口连通；所述第三通口与所述压缩机的第二端口连通；所述第四通口与所述电池单元的第二端口连通；

24、在所述制冷模式中，所述第一通口与所述第二通口导通，所述第三通口与第四通口导通；

25、在所述制热模式中，所述第一通口与所述第四通口导通，所述第二通口与第三通口导通。

26、根据本发明的另一方面，提供了一种具有储液器的直冷电池热管理系统的控制方法，用于控制本发明任一实施例所述的具有储液器的直冷电池热管理系统，包括：

27、在制冷模式中，控制所述压缩机的第一端口输出高温高压的气态制冷剂，并控制所述模式切换单元连通所述压缩机的第一端口与所述换热器单元的第一端口，以及连通所述压缩机的第二端口与所述电池包的第二端口；其中，所述储液器用作气液分离器；

28、在所述制热模式中，控制所述压缩机的第一端口输出高温高压的气态制冷剂，并控制所述模式切换单元用于连通所述压缩机的第一端口与所述电池包的第二端口，以及连通所述压缩机的第二端口与所述换热器单元的第一端口；所述储液器用作高压储液器。

29、本发明实施例提供的技术方案，通过设置储液器，使得在制冷模式中节流阀输出的气液两相的制冷剂可以先进入储液器，储液器可以实现气液两相制冷剂中的气态制冷剂与液态制冷剂分离；气态制冷剂通过储液器的顶部端口输出；液态制冷剂通过底部端口输出，并流向分配器，再由分配器对液态制冷剂分配后分别流向各个电池包；此时分配器只需对液态制冷剂进行分配，降低了制冷剂均匀分配的难度，从而提高制冷剂分配的均匀性，实现各个电池包的温度均匀性。

30、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.一种具有储液器的直冷电池热管理系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的具有储液器的直冷电池热管理系统，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的具有储液器的直冷电池热管理系统，其特征在于，所述工作模式还包括除霜模式；

4.根据权利要求1所述的具有储液器的直冷电池热管理系统，其特征在于，所述换热器单元包括：第一换热器和风机，所述第一换热器的第一端口与所述模式切换单元相连，所述第一换热器的第二端口与所述节流阀的第一端口相连。

5.根据权利要求4所述的具有储液器的直冷电池热管理系统，其特征在于，所述换热器单元还包括：第二换热器，所述第二换热器位于所述第一换热器远离所述风机的一侧；

6.根据权利要求5所述的具有储液器的直冷电池热管理系统，其特征在于，所述换热器单元还包括第一电磁阀、第一单向阀和第二单向阀；

7.根据权利要求6所述的具有储液器的直冷电池热管理系统，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的具有储液器的直冷电池热管理系统，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的直冷电池热管理系统，其特征在于，所述模式切换单元包括四通阀，所述四通阀包括第一通口、第二通口、第三通口和第四通口；

10.一种具有储液器的直冷电池热管理系统的控制方法，其特征在于，用于控制权利要求1～9中任一所述的具有储液器的直冷电池热管理系统，包括：

技术总结
本发明公开了一种具有储液器的直冷电池热管理系统及其控制方法，其中系统包括：压缩机、模式切换单元、换热器单元、节流阀、储液器、分配器和多个电池包；压缩机的第一端口与模式切换单元相连，模式切换单元还分别与换热器单元的第一端口、每一电池包的第二端口以及压缩机的第二端口相连；换热器单元的第二端口与节流阀的第一端口相连，节流阀的第二端口与储液器的连接管相连；储液器的顶部设置有顶部端口，底部设置有底部端口；储液器的底部端口与分配器的汇总端口相连，分配器的分配端口与各电池包的第一端口对应相连；在制冷模式中，储液器用作气液分离器。降低了制冷剂均匀分配的难度，实现了各个电池包的温度均匀性。

技术研发人员：叶超,淮晓利,谢海军,董玉军,管新丁,付刚平,潘德双,付强平
受保护的技术使用者：无锡柯诺威新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16