1.本發(fā)明涉及儲能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種儲能用電池熱管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

2.目前儲能系統(tǒng)熱管理主流方案包括風冷和液冷，其中風冷方案較為多見，但當前裝機較多的儲能項目基本都為通信基站等帶電量、功率密度相對較小的項目。在未來大功率充放電場景或復雜工況下，風冷技術(shù)方案恐難解決電芯散熱問題，液冷技術(shù)是行業(yè)的發(fā)展趨勢。液冷不需要預(yù)留散熱通道，將大幅節(jié)約大型儲能項目的占地面積；另一方面，風冷系統(tǒng)通過冷卻空氣間接冷卻電芯，整個儲能系統(tǒng)將產(chǎn)生很大的自耗電，而液冷產(chǎn)品則能降低這部分額外的運行成本。

3.現(xiàn)有儲能液冷方案目前均為基于氫氟烴類制冷劑如hfc-r134a的常規(guī)制冷方案，一方面存在高能耗和環(huán)保的問題，另一方面儲能系統(tǒng)基本為交流電輸入，且對使用壽命提出了更高的要求，而現(xiàn)有常規(guī)液冷方案均系車用電池冷卻方案基礎(chǔ)上衍生而來，系統(tǒng)成本高昂的同時使用壽命、使用安全性都有所降低，因此提出一種新型的儲能用電池熱管理系統(tǒng)，在實現(xiàn)對儲能系統(tǒng)電池電芯溫度精確管理的同時，降低系統(tǒng)成本、提升系統(tǒng)cop，降低系統(tǒng)能耗，提升系統(tǒng)使用壽命。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

4.本發(fā)明的目的在于提供一種儲能用電池熱管理系統(tǒng)，具備保證儲能電池使用安全可靠，對儲能電池pack進行溫度控制，提高儲能電池壽命和確保儲能電池使用性能的優(yōu)點，解決了現(xiàn)有常規(guī)液冷方案能耗較高，系統(tǒng)成本高昂的同時使用壽命、使用安全性都有所降低的問題。

5.為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種儲能用電池熱管理系統(tǒng)，包括電子扇、低溫散熱器、交流水泵、壓縮機、水冷冷凝器、冷卻器、膨脹水箱和三通閥，所述電子扇與低溫散熱器之間相互配合工作，所述低溫散熱器的一端與交流水泵連通，所述交流水泵遠離低溫散熱器的一端連通有四通電子水閥，所述低溫散熱器的另一端與水冷冷凝器連通，所述水冷冷凝器的一端與四通電子水閥連通，所述水冷冷凝器的一端與壓縮機連通，所述壓縮機遠離水冷冷凝器的一端連通有氣液分離器，所述水冷冷凝器的一端連通有干燥儲液器，所述干燥儲液器遠離水冷冷凝器的一端連通有txv/exv，所述txv/exv遠離干燥儲液器的一端與冷卻器連通，所述氣液分離器的一端與冷卻器連通，所述冷卻器的一端連通有交流ptc，所述膨脹水箱的一端與交流ptc連通，所述膨脹水箱的另一端設(shè)置有兩個三通閥，且兩個三通閥之間連通。

6.優(yōu)選的，所述交流水泵的數(shù)量為兩個，且兩個交流水泵均與四通電子水閥連通，其中一個交流水泵遠離四通電子水閥的一端與三通閥的1號閥連通。

7.優(yōu)選的，所述四通電子水閥設(shè)置有四個入口，其中1號口和3號口分別與交流水泵連通，所述四通電子水閥的2號口與水冷冷凝器連通，所述四通電子水閥的4號口與冷卻器

連通。

8.優(yōu)選的，所述電池熱管理系統(tǒng)設(shè)置有溫壓傳感器，所述溫壓傳感器的數(shù)量為四個。

9.優(yōu)選的，所述溫壓傳感器的1號傳感器設(shè)置于壓縮機和水冷冷凝器之間。

10.優(yōu)選的，所述溫壓傳感器的2號傳感器設(shè)置于冷卻器和氣液分離器之間。

11.優(yōu)選的，所述溫壓傳感器的3號傳感器設(shè)置于三通閥的一號閥入口的上游。

12.優(yōu)選的，所述溫壓傳感器的4號傳感器設(shè)置于交流ptc出口的下游。

13.優(yōu)選的，所述電池熱管理系統(tǒng)的液體加注口和三通閥的2號閥之間設(shè)置有二通球閥。

14.與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

15.1、本發(fā)明提出的電池熱管理系統(tǒng)，具有保證儲能電池使用安全可靠，對儲能電池pack進行溫度控制，提高儲能電池壽命和確保儲能電池使用性能的優(yōu)點，解決了現(xiàn)有常規(guī)液冷方案能耗較高，系統(tǒng)成本高昂的同時使用壽命、使用安全性都有所降低的問題。

16.2、本發(fā)明可以實現(xiàn)對儲能系統(tǒng)電池電芯溫度的精確管理，并在此基礎(chǔ)上加入中、低溫工況下儲能電池的冷卻方案，在春秋季或環(huán)境溫度適度時可不啟動壓縮機制冷，降低電池熱管理系統(tǒng)的能耗。

17.3、本發(fā)明采用二次換熱系統(tǒng)架構(gòu)，冷卻系統(tǒng)模塊化，實現(xiàn)第三代環(huán)保制冷劑r290的替換和應(yīng)用：沖注量小，成本低廉，降低制冷劑成本；降低壓縮機工作負荷，提升其使用壽命；提升系統(tǒng)cop，降低系統(tǒng)運行能耗；系統(tǒng)模塊化，可實現(xiàn)冷卻模塊全焊接密封，無限趨于零泄漏。

18.4、本發(fā)明儲能電池同平臺電壓零部件的使用，提升系統(tǒng)使用壽命和安全性。

附圖說明

19.圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

20.圖2為本發(fā)明制冷工況系統(tǒng)運行框圖；

21.圖3為本發(fā)明制熱工況系統(tǒng)運行框圖；

22.圖4為本發(fā)明中低溫工況系統(tǒng)運行框圖。

23.圖中：1、電子扇；2、低溫散熱器；3、交流水泵；4、四通電子水閥；5、壓縮機；6、溫壓傳感器；7、水冷冷凝器；8、干燥儲液器；9、txv/exv；10、冷卻器；11、氣液分離器；12、膨脹水箱；13、三通閥；14、交流ptc；15、二通球閥。

具體實施方式

24.下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

25.請參閱圖1-4，一種儲能用電池熱管理系統(tǒng)，包括電子扇1、低溫散熱器2、交流水泵3、壓縮機5、水冷冷凝器7、冷卻器10、膨脹水箱12和三通閥13，電子扇1與低溫散熱器2之間相互配合工作，低溫散熱器2的一端與交流水泵3連通，交流水泵3遠離低溫散熱器2的一端連通有四通電子水閥4，低溫散熱器2的另一端與水冷冷凝器7連通，水冷冷凝器7的一端與

四通電子水閥4連通，水冷冷凝器7的一端與壓縮機5連通，壓縮機5遠離水冷冷凝器7的一端連通有氣液分離器11，水冷冷凝器7的一端連通有干燥儲液器8，干燥儲液器8遠離水冷冷凝器7的一端連通有txv/exv9，txv/exv9遠離干燥儲液器8的一端與冷卻器10連通，氣液分離器11的一端與冷卻器10連通，冷卻器10的一端連通有交流ptc14，膨脹水箱12的一端與交流ptc14連通，膨脹水箱12的另一端設(shè)置有兩個三通閥13，且兩個三通閥13之間連通，交流水泵3的數(shù)量為兩個，且兩個交流水泵3均與四通電子水閥4連通，其中一個交流水泵3遠離四通電子水閥4的一端與三通閥13的1號閥連通，四通電子水閥4設(shè)置有四個入口，其中1號口和3號口分別與交流水泵3連通，四通電子水閥4的2號口與水冷冷凝器7連通，四通電子水閥4的4號口與冷卻器10連通，電池熱管理系統(tǒng)設(shè)置有溫壓傳感器6，溫壓傳感器6的數(shù)量為四個，溫壓傳感器6的1號傳感器設(shè)置于壓縮機5和水冷冷凝器7之間，溫壓傳感器6的2號傳感器設(shè)置于冷卻器10和氣液分離器11之間，溫壓傳感器6的3號傳感器設(shè)置于三通閥13的一號閥入口的上游，溫壓傳感器6的4號傳感器設(shè)置于交流ptc14出口的下游，電池熱管理系統(tǒng)的液體加注口和三通閥13的2號閥之間設(shè)置有二通球閥15。

26.工作原理：

27.1、制冷工況，參閱圖2：

28.此時四通電子水閥4：1/4口接通，2/3口接通；二通球閥15關(guān)閉；壓縮機5開啟；交流水泵3-1開啟；交流水泵3-2開啟；交流ptc14關(guān)閉。

29.制冷劑側(cè)冷媒：

30.壓縮機5

→

溫壓傳感器6-1

→

水冷冷凝器7

→

干燥儲液器8

→

txv/wxv9

→

冷卻器10

→

溫壓傳感器6-2

→

氣液分離器11

→

壓縮機5。

31.電池pack水側(cè)冷卻劑：

32.電池pack熱水(20-30℃)出

→

weg in

→

溫壓傳感器6-3

→

三通閥13-1

→

交流水泵3-1

→

四通電子水閥4

→

冷卻器10

→

交流ptc14

→

溫壓傳感器6-4

→

weg out

→

電池pack冷水(10-15℃)進。

33.此制冷劑側(cè)冷媒與水側(cè)冷卻劑在冷卻器10中進行熱交換，冷媒將電池pack中的熱水進行降溫冷卻后輸送到電池pack中，對電池電芯進行降溫；

34.低溫散熱器水側(cè)冷卻劑：

35.交流水泵3-2

→

四通電子水閥4

→

水冷冷凝器7

→

低溫散熱器2

→

電子扇1

→

交流水泵3-2。

36.此水側(cè)冷卻劑與制冷劑高壓側(cè)冷媒在水冷冷凝器7中進行熱交換，將水冷冷凝器7中的熱水輸送到低溫散熱器2中，低溫散熱器2通過電子扇1與空氣進行熱交換，經(jīng)過低溫散熱器2溫度降低后的冷卻液再次回到水冷冷凝器7中與高壓側(cè)制冷劑熱交換，如此往復循環(huán)，給水冷冷凝器7降溫。

37.2、制熱工況，參閱圖3：

38.此時四通電子水閥4：1/4口接通，2/3口接通；二通球閥15關(guān)閉；壓縮機5關(guān)閉；交流水泵3-1開啟；交流水泵3-2關(guān)閉；交流ptc14開啟。

39.水側(cè)冷卻劑：

40.電池pack冷水(-30-0℃)出

→

weg in

→

溫壓傳感器6-3

→

三通閥13-1

→

交流水泵3-1

→

四通電子水閥4

→

冷卻器10

→

交流ptc14

→

溫壓傳感器6-4

→

weg out

→

電池pack熱水

(15-60℃)進。

41.此水側(cè)冷卻劑經(jīng)過交流ptc14加熱后輸送到電池pack中，對電池電芯進行加熱。

42.3、中低溫散熱工況，參閱圖4：

43.環(huán)境溫度低于20℃，此時四通電子水閥4：1/2口接通，3/4口接通；二通球閥15關(guān)閉；壓縮機5關(guān)閉；交流水泵3-1開啟；交流水泵3-2開啟(可選關(guān)閉)；交流ptc14關(guān)閉。

44.水側(cè)冷卻劑：

45.電池pack水(20-35℃)出

→

weg in

→

溫壓傳感器6-3

→

三通閥13-1

→

交流水泵3-1

→

四通電子水閥4

→

水冷冷凝器7

→

低溫散熱器2

→

電子扇1

→

交流水泵3-2

→

四通電子水閥4

→

冷卻器10

→

交流ptc14

→

溫壓傳感器6-4

→

weg out

→

電池pack冷水(15-20℃)進。

46.此水側(cè)冷卻劑將電池pack中的熱量帶出，在低溫散熱器2中通過電子扇1與中、低溫環(huán)境下的空氣進行熱交換，溫度降低后的冷卻劑回到電池pack中對電池電芯進行降溫。

47.綜上，該電池熱管理系統(tǒng)具有保證儲能電池使用安全可靠，對儲能電池pack進行溫度控制，提高儲能電池壽命和確保儲能電池使用性能的優(yōu)點，解決了現(xiàn)有常規(guī)液冷方案能耗較高，系統(tǒng)成本高昂的同時使用壽命、使用安全性都有所降低的問題。

48.該電池熱管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)對儲能系統(tǒng)電池電芯溫度的精確管理，并在此基礎(chǔ)上加入中、低溫工況下儲能電池的冷卻方案，在春秋季或環(huán)境溫度適度時可不啟動壓縮機5制冷，降低電池熱管理系統(tǒng)的能耗。

49.該電池熱管理系統(tǒng)采用二次換熱系統(tǒng)架構(gòu)，冷卻系統(tǒng)模塊化，實現(xiàn)第三代環(huán)保制冷劑r290的替換和應(yīng)用：沖注量小，成本低廉，降低制冷劑成本；降低壓縮機5工作負荷，提升其使用壽命；提升系統(tǒng)cop，降低系統(tǒng)運行能耗；系統(tǒng)模塊化，可實現(xiàn)冷卻模塊全焊接密封，無限趨于零泄漏；電池熱管理系統(tǒng)中儲能電池同平臺電壓零部件的使用，提升系統(tǒng)使用壽命和安全性。

50.需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個

……”

限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

51.盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。技術(shù)特征：

1.一種儲能用電池熱管理系統(tǒng)，包括電子扇(1)、低溫散熱器(2)、交流水泵(3)、壓縮機(5)、水冷冷凝器(7)、冷卻器(10)、膨脹水箱(12)和三通閥(13)，其特征在于：所述電子扇(1)與低溫散熱器(2)之間相互配合工作，所述低溫散熱器(2)的一端與交流水泵(3)連通，所述交流水泵(3)遠離低溫散熱器(2)的一端連通有四通電子水閥(4)，所述低溫散熱器(2)的另一端與水冷冷凝器(7)連通，所述水冷冷凝器(7)的一端與四通電子水閥(4)連通，所述水冷冷凝器(7)的一端與壓縮機(5)連通，所述壓縮機(5)遠離水冷冷凝器(7)的一端連通有氣液分離器(11)，所述水冷冷凝器(7)的一端連通有干燥儲液器(8)，所述干燥儲液器(8)遠離水冷冷凝器(7)的一端連通有txv/exv(9)，所述txv/exv(9)遠離干燥儲液器(8)的一端與冷卻器(10)連通，所述氣液分離器(11)的一端與冷卻器(10)連通，所述冷卻器(10)的一端連通有交流ptc(14)，所述膨脹水箱(12)的一端與交流ptc(14)連通，所述膨脹水箱(12)的另一端設(shè)置有兩個三通閥(13)，且兩個三通閥(13)之間連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種儲能用電池熱管理系統(tǒng)，其特征在于：所述交流水泵(3)的數(shù)量為兩個，且兩個交流水泵(3)均與四通電子水閥(4)連通，其中一個交流水泵(3)遠離四通電子水閥(4)的一端與三通閥(13)的1號閥連通。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種儲能用電池熱管理系統(tǒng)，其特征在于：所述四通電子水閥(4)設(shè)置有四個入口，其中1號口和3號口分別與交流水泵(3)連通，所述四通電子水閥(4)的2號口與水冷冷凝器(7)連通，所述四通電子水閥(4)的4號口與冷卻器(10)連通。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種儲能用電池熱管理系統(tǒng)，其特征在于：所述電池熱管理系統(tǒng)設(shè)置有溫壓傳感器(6)，所述溫壓傳感器(6)的數(shù)量為四個。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種儲能用電池熱管理系統(tǒng)，其特征在于：所述溫壓傳感器(6)的1號傳感器設(shè)置于壓縮機(5)和水冷冷凝器(7)之間。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種儲能用電池熱管理系統(tǒng)，其特征在于：所述溫壓傳感器(6)的2號傳感器設(shè)置于冷卻器(10)和氣液分離器(11)之間。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種儲能用電池熱管理系統(tǒng)，其特征在于：所述溫壓傳感器(6)的3號傳感器設(shè)置于三通閥(13)的一號閥入口的上游。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種儲能用電池熱管理系統(tǒng)，其特征在于：所述溫壓傳感器(6)的4號傳感器設(shè)置于交流ptc(14)出口的下游。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種儲能用電池熱管理系統(tǒng)，其特征在于：所述電池熱管理系統(tǒng)的液體加注口和三通閥(13)的2號閥之間設(shè)置有二通球閥(15)。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明涉及儲能電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其為一種儲能用電池熱管理系統(tǒng)，包括電子扇、低溫散熱器、交流水泵、壓縮機、水冷冷凝器、冷卻器、膨脹水箱和三通閥，所述電子扇與低溫散熱器之間相互配合工作，所述低溫散熱器的一端與交流水泵連通，所述交流水泵遠離低溫散熱器的一端連通有四通電子水閥，所述低溫散熱器的另一端與水冷冷凝器連通，所述水冷冷凝器的一端與四通電子水閥連通。本發(fā)明提出的電池熱管理系統(tǒng)，具有保證儲能電池使用安全可靠，對儲能電池PACK進行溫度控制，提高儲能電池壽命和確保儲能電池使用性能的優(yōu)點，解決了現(xiàn)有常規(guī)液冷方案能耗較高，系統(tǒng)成本高昂的同時使用壽命、使用安全性都有所降低的問題。全性都有所降低的問題。全性都有所降低的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：劉志坤 熊雙元 華特強

受保護的技術(shù)使用者：應(yīng)雪汽車科技（常熟）有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2022.04.22

技術(shù)公布日：2022/6/28