一种集成式储能液冷热管理系统的制作方法

本发明涉及储能，尤其涉及一种集成式储能液冷热管理系统。

背景技术：

1、在电化学储能领域，锂电占比高达94.5％，因电池热特性，热管理成为电化学储能产业链中关键一环。在储能过程中，能量的转化和存储往往伴随着热量产生，锂电池热失控是引发储能系统安全事故的主要原因之一，如果储能系统散热不佳，导致热失控，进而导致电池短路、鼓包、明火，最终引起安全事故，凸显热管理是保证储能系统持续安全运行的关键。

2、储能系统主要由电池包、储能变流器、电池管理系统、能量管理系统、热管理及其他设备组成，理想情况下的热管理设计可以将储能系统内部的温度控制在锂电运行的最佳温度区间(15℃-35℃)，并保证电池包内部的温度均一性。另外储能变流器可以控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的变换，其在充放电过程中也会产生大量热量，引起储能系统温度升高，进而影响其性能和寿命。现有的储能液管理系统通常将电池包和储能变流器的换热装置独立设置，集成度较低，结构复杂，且这种冷却方式的能效比较低，且在对各种季节环境的适应能力差。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提出一种集成式储能液冷热管理系统，该集成式储能液冷热管理系统的结构紧凑，集成度较高，且对储能变流器采用无源冷却、电池包在不同的温度区间采用有源冷却和自然冷却交叉的冷却方案，分别实现两者不同的温度要求，提高了集成式储能液冷热管理系统的能效比。

2、为实现上述技术效果，本发明的技术方案如下：

3、本发明公开了一种集成式储能液冷热管理系统，包括工作换热器，所述工作换热器具有第一换热管和第二换热管；第一水泵、加热器和第一换热器，所述第一水泵、所述加热器、所述第一换热管和所述第一换热器构成电池换热回路，所述第一换热器用于与电池包换热；压缩机、冷凝器和膨胀阀，所述压缩机、所述冷凝器、所述膨胀阀及所述第二换热管构成冷媒回路；第二水泵、第二换热器、第一干冷器和第二干冷器，所述第一干冷器和所述第二干冷器并联设置，所述第二换热器用于与储能变流器换热，所述第二水泵、所述第二换热器与所述第一干冷器能够组成第一换热回路，所述第一水泵、所述第二干冷器及所述第一换热器能够组成第二换热回路；三通阀，所述三通阀的第一接口与第二干冷器相连，所述三通阀的第二接口与所述加热器相连，所述三通阀的第三接口与所述第一水泵相连，所述三通阀具有第一工作状态、第二工作状态和第三工作状态，在所述第一工作状态，所述第三接口与所述第一接口连通，在所述第二工作状态，所述第三接口与所述第二接口连通，在所述第三工作状态，所述第三接口与所述第一接口和所述第二接口均连通。

4、在一些实施例中，所述集成式储能液冷热管理系统还包括第一排气阀和第二排气阀，所述第一排气阀串联于所述第一接口与所述第二干冷器之间，所述第二排气阀串联于所述第二水泵和所述第二换热器之间。

5、在一些实施例中，所述集成式储能液冷热管理系统还包括第一止回阀，所述第一止回阀串联于所述第二干冷器和所述第一换热器之间，所述第一止回阀用于实现冷却液从所述第二干冷器到第一换热器的单向流通。

6、在一些实施例中，所述集成式储能液冷热管理系统还包括干燥过滤器和气液分离器，所述干燥过滤器设在所述冷凝器和所述膨胀阀之间，所述气液分离器位于所述第一换热管和所述压缩机之间。

7、在一些实施例中，所述集成式储能液冷热管理系统还包括膨胀罐和补液管路，所述补液管路和膨胀罐均与所述电池换热回路相连，且所述补液管路与所述电池换热回路的连接点位于所述第一水泵和所述第一换热器之间，所述膨胀罐与所述电池换热回路的连接点位于所述补液管路与所述电池换热回路的连接点与所述第一换热器之间，所述补液管路上还设有补液阀。

8、在一些实施例中，所述集成式储能液冷热管理系统还包括第一连通管，所述第一连通管的两端分别与所述第一换热回路的管路及所述第二换热回路的管路相连，所述第一连通管与所述第一换热回路的管路的连接点位于所述第一干冷器和所述第二换热器之间，所述第一连通管与所述第二换热回路的管路的连接点位于所述三通阀的第一接口与所述第二干冷器之间。

9、在一些具体的实施例中，所述第一连通管上设有第二止回阀。

10、在一些具体的实施例中，所述集成式储能液冷热管理系统还包括第二连通管，所述第二连通管与所述第一连通管平行设置；所述第二连通管的两端分别与所述第一换热回路的管路及所述第二换热回路的管路相连，所述第二连通管与所述第一换热回路的管路的连接点位于所述第一干冷器和所述第二水泵之间，所述第二连通管与所述第二换热回路的管路的连接点位于所述第二换热管与所述第二干冷器之间。

11、在一些更具体的实施例中，所述第二连通管上设有控制阀。

12、在一些实施例中，所述的集成式储能液冷热管理系统还包括第一冷凝风机、第二冷凝风机和第三冷凝风机，所述第一冷凝风机对应所述冷凝器设置，所述第二冷凝风机对应所述第一干冷器设置，所述第三冷凝风机对应所述第二干冷器设置。

13、本发明的集成式储能液冷热管理系统的有益效果：将冷却电池包的电池换热回路与第二换热回路，以及冷却储能变流器的第一换热回路叠加的同一个系统内，使得该集成式储能液冷热管理系统的结构紧凑，集成度较高。且能够根据温度环境工况的不同，对储能变流器采用无源冷却，对电池包采用有源冷却、自然冷却以及有源和自然混合冷却的方案，实现两者不同的温度要求，提高了集成式储能液冷热管理系统的能效比。

14、本发明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，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种集成式储能液冷热管理系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的集成式储能液冷热管理系统，其特征在于，还包括第一排气阀(13)和第二排气阀(14)，所述第一排气阀(13)串联于所述第一接口(121)与所述第二干冷器(11)之间，所述第二排气阀(14)串联于所述第二水泵(8)和所述第二换热器(9)之间。

3.根据权利要求1所述的集成式储能液冷热管理系统，其特征在于，还包括第一止回阀(15)，所述第一止回阀(15)串联于所述第二干冷器(11)和所述第一换热器(3)之间，所述第一止回阀(15)用于实现冷却液从所述第二干冷器(11)到所述第一换热器(3)的单向流通。

4.根据权利要求1所述的集成式储能液冷热管理系统，其特征在于，还包括干燥过滤器(16)和气液分离器(17)，所述干燥过滤器(16)设在所述冷凝器(5)和所述膨胀阀(6)之间，所述气液分离器(17)位于所述第一换热管(71)和所述压缩机(4)之间。

5.根据权利要求1所述的集成式储能液冷热管理系统，其特征在于，还包括膨胀罐(18)和补液管路(19)，所述补液管路(19)和所述膨胀罐(18)均与所述电池换热回路相连，且所述补液管路(19)与所述电池换热回路的连接点位于所述第一水泵(1)和所述第一换热器(3)之间，所述膨胀罐(18)与所述电池换热回路的连接点位于所述补液管路(19)与所述电池换热回路的连接点与所述第一换热器(3)之间，所述补液管路(19)上还设有补液阀(20)。

6.根据权利要求1所述的集成式储能液冷热管理系统，其特征在于，还包括第一连通管(21)，所述第一连通管(21)的两端分别与所述第一换热回路的管路及所述第二换热回路的管路相连，所述第一连通管(21)与所述第一换热回路的管路的连接点位于所述第一干冷器(10)和所述第二换热器(9)之间，所述第一连通管(21)与所述第二换热回路的管路的连接点位于所述三通阀(12)的第一接口(121)与所述第二干冷器(11)之间。

7.根据权利要求6所述的集成式储能液冷热管理系统，其特征在于，所述第一连通管(21)上设有第二止回阀(22)。

8.根据权利要求6所述的集成式储能液冷热管理系统，其特征在于，还包括第二连通管(23)，所述第二连通管(23)与所述第一连通管(21)平行设置；所述第二连通管(23)的两端分别与所述第一换热回路的管路及所述第二换热回路的管路相连，所述第二连通管(23)与所述第一换热回路的管路的连接点位于所述第一干冷器(10)和所述第二水泵(8)之间，所述第二连通管(23)与所述第二换热回路的管路的连接点位于所述第二换热管(72)与所述第二干冷器(11)之间。

9.根据权利要求8所述的集成式储能液冷热管理系统，其特征在于，所述第二连通管(23)上设有控制阀(24)。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的集成式储能液冷热管理系统，其特征在于，还包括第一冷凝风机(25)、第二冷凝风机(26)和第三冷凝风机(27)，所述第一冷凝风机(25)对应所述冷凝器(5)设置，所述第二冷凝风机(26)对应所述第一干冷器(10)设置，所述第三冷凝风机(27)对应所述第二干冷器(11)设置。

技术总结
本发明公开了一种集成式储能液冷热管理系统，其包括第一水泵、加热器、第一换热器、压缩机、冷凝器、膨胀阀、工作换热器、第二水泵、第二换热器、第一干冷器、第二干冷器和三通阀，工作换热器具有第一换热管和第二换热管，第一水泵、加热器、第一换热管和第一换热器构成电池换热回路，压缩机、冷凝器、膨胀阀和第二换热管构成冷媒回路，第一干冷器和第二干冷器并联设置，第二水泵、第二换热器与第一干冷器能够组成第一换热回路，第一水泵、第二干冷器及第一换热器能够组成第二换热回路。该系统的结构紧凑，集成度较高，且对储能变流器采用无源冷却、电池包在不同的温度区间采用有源冷却和自然冷却交叉的冷却方案，提高了能效比。

技术研发人员：白飞亚,吴文强,范天宇
受保护的技术使用者：上海松芝海酷新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11