热管理系统及其控制方法与流程

本技术涉及温度控制，尤其是涉及一种热管理系统及其控制方法。

背景技术：

1、储能系统包括储能电池和逆变器，储能电池和逆变器在工作过程中都避免不了发热，为保证储能系统的正常运行就需要对储能系统进行温度控制，使储能电池和逆变器保持在正常的工作温度范围内，在实际工作中，逆变器相对储能电池可以耐受更高的温度。

2、发明人在实现本技术的过程中，发现现有技术至少存在以下问题：现有技术多采用风冷的温控方式，但随着储能电站能量密度的提升，原有的风冷技术大大增加了电池热失控的风险。虽然，目前已有液冷温控的方案在逐渐应用，但其主要用于动力电池的温控，而对于逆变器则依旧采用风冷温控方式。风冷温控方式不仅设备体积大、噪音大，且随着储能电站能量密度的提升，风冷的温控方式已无法保证逆变器的安全稳定运行，若与电池同样采用制冷剂为逆变器进行降温则又存在能源消耗过大的问题。同时，现有技术还存在温控方式单一，不能根据实际需要和环境状态对温控方式进行适时调整的问题，造成热管理系统能源消耗过大，成本过高。

技术实现思路

1、基于此，本技术提供一种热管理系统及其控制方法，以改善现有技术中存在的热管理系统无法保证设备安全稳定运行及能源消耗过大的问题。

2、为达到上述目的，本技术实施例的技术方案是这样实现的：

3、一方面，本技术实施例提供一种热管理系统，包括第一载冷剂回路、第二载冷剂回路、制冷剂回路、第一控制阀、第一换向阀和第二换向阀；

4、所述第一载冷剂回路包括串接的第一换热模块和第一干冷器；

5、所述第二载冷剂回路包括串接的第二换热模块和第二干冷器；

6、所述制冷剂回路包括串接的板式冷凝器和板式蒸发器；

7、所述第一控制阀用于使所述第一换热模块的出口和所述第一干冷器的入口导通，或者使所述第一换热模块的出口和所述第一换向阀导通；

8、所述第一换向阀和所述第二换向阀联合使用以改变所述板式冷凝器和所述板式蒸发器中的载冷剂的流向；所述第一换向阀和所述第二换向阀用于使所述第一换热模块的出口和所述板式冷凝器的载冷剂通道导通、使所述第二干冷器的出口和所述板式蒸发器的载冷剂通道导通；或者所述第一换向阀和所述第二换向阀用于使所述第一换热模块的出口和所述板式蒸发器的载冷剂通道导通、使所述第二干冷器的出口和所述板式冷凝器的载冷剂通道导通。

9、在其中一个实施例中，所述第一换热模块用于通过载冷剂与第一设备进行热交换，所述第一载冷剂回路包括通过管路依次串接的所述第一换热模块、第一过滤器、第一循环泵和所述第一干冷器。

10、在其中一个实施例中，所述第二换热模块用于通过载冷剂与第二设备进行热交换，所述第二载冷剂回路包括通过管路依次串接的所述第二换热模块、第二过滤器、第二循环泵和所述第二干冷器。

11、在其中一个实施例中，所述第二载冷剂回路还包括连接于所述第二干冷器的出口和所述第二换热模块的入口之间的加热器。

12、在其中一个实施例中，所述第一控制阀包括阀门进口、第一出口和第二出口，所述阀门进口和所述第一换热模块的出口连接，所述第一出口和所述第一干冷器的入口连接，所述第二出口和所述第一换向阀连接。

13、在其中一个实施例中，所述第一换向阀包括第一接口、第二接口、第三接口和第四接口；所述第一接口和所述第二出口连接，所述第二接口和所述板式蒸发器的载冷剂通道连接，所述第三接口和所述板式冷凝器的载冷剂通道连接，所述第四接口和所述第二换热模块的入口连接。

14、在其中一个实施例中，所述第二换向阀包括第一导通口、第二导通口、第三导通口和第四导通口；所述第一导通口和所述第二干冷器的出口连接，所述第二导通口和所述板式冷凝器的载冷剂通道连接，所述第三导通口和所述板式蒸发器的载冷剂通道连接，所述第四导通口和所述第一换热模块的入口连接。

15、在其中一个实施例中，所述制冷剂回路包括首尾依次连接的压缩机、所述板式冷凝器、第三过滤器、膨胀阀和所述板式蒸发器。

16、在其中一个实施例中，所述热管理系统还包括旁通管路，所述旁通管路的两端分别连接于所述第一换热模块的入口和出口。

17、另一方面，本技术实施例提供一种热管理系统的控制方法，用于热管理系统，所述热管理系统包括第一载冷剂回路、第二载冷剂回路、制冷剂回路、第一控制阀、第一换向阀和第二换向阀；

18、所述第一换热模块用于通过载冷剂与第一设备进行热交换，所述第一载冷剂回路包括串接的第一换热模块和第一干冷器；

19、所述第二换热模块用于通过载冷剂与第二设备进行热交换，所述第二载冷剂回路包括串接的第二换热模块、第二干冷器和加热器；

20、所述制冷剂回路包括串接的压缩机、板式冷凝器和板式蒸发器；

21、所述热管理系统的控制方法包括第一降温控制模式、第二降温控制模式、第一升温控制模式和第二升温控制模式；

22、所述第一降温控制模式包括：控制所述压缩机关闭，控制所述加热器关闭，控制所述第一干冷器的风机开启，控制所述第一控制阀使所述第一换热模块的出口和所述第一干冷器的入口导通，控制所述第一换向阀和所述第二换向阀使所述第二干冷器的出口和所述板式冷凝器的载冷剂通道导通；

23、所述第二降温控制模式包括：若所述第一设备有降温需求时，控制所述压缩机开启，控制所述加热器关闭，控制所述第一控制阀使所述第一换热模块的出口和所述第一换向阀导通；控制所述第一换向阀和所述第二换向阀使所述第一换热模块的出口和所述板式蒸发器的载冷剂通道导通、使所述第二干冷器的出口和所述板式冷凝器的载冷剂通道导通；

24、若仅所述第二设备有降温需求时，控制所述压缩机关闭，控制所述加热器关闭，控制所述第一控制阀使所述第一换热模块的出口和所述第一换向阀导通；控制所述第一换向阀和所述第二换向阀使所述第一换热模块的出口和所述板式蒸发器的载冷剂通道导通、使所述第二干冷器的出口和所述板式冷凝器的载冷剂通道导通；

25、所述第一升温控制模式包括：控制所述第二干冷器的风机关闭，控制所述加热器开启，控制所述第一换向阀和所述第二换向阀使所述第二干冷器的出口和所述板式蒸发器的载冷剂通道导通；

26、所述第二升温控制模式包括：控制所述压缩机开启，控制所述第一干冷器的风机关闭，控制所述第一控制阀使所述第一换热模块的出口和所述第一换向阀导通；控制所述第一换向阀和所述第二换向阀使所述第一换热模块的出口和所述板式冷凝器的载冷剂通道导通、使所述第二干冷器的出口和所述板式蒸发器的载冷剂通道导通。

27、在其中一个实施例中，当环境温度不小于-30℃，且不大于25℃时，若所述第一设备有降温需求，则执行所述第一降温控制模式；若所述第一设备有升温需求，则执行所述第二升温控制模式；若所述第二设备有升温需求，则执行所述第一升温控制模式；若所述第一设备和所述第二设备均有升温需求，则同时执行所述第一升温控制模式和所述第二升温控制模式，或者，先执行所述第一升温控制模式，再执行所述第二升温控制模式；

28、当环境温度大于25℃，且不大于55℃时，若所述第一设备和/或所述第二设备有降温需求时，则执行所述第二降温控制模式。

29、本技术至少具有以下有益效果：本技术实施例提供的热管理系统，其第一载冷剂回路包括第一干冷器，第二载冷剂回路包括第二干冷器，在一定条件下，通过第一控制阀的切换可选择制冷剂或干冷器为第一换热模块降温，而第二换热模块则一直采用干冷器的散热方式，充分利用了自然资源，避免能源消耗过大，从而使成本降低。对于制冷剂回路，通过两个换向阀(第一换向阀和第二换向阀)的调节，采用第二干冷器与板式冷凝器或板式蒸发器进行热交换，减少了制冷剂回路中风机的使用，减小了系统的体积和噪音，同时充分利用了自然资源及第二载冷剂回路侧回收的热量，有效减少了能源消耗。本技术实施例提供的热管理系统的控制方法能够充分利用热管理系统的各个组件，针对不同的使用状况适时调节不同的控制模式，使系统达到最佳运行状态，有效降低了能源的消耗。