一种新能源电池簇的联动温度控制系统

    技术2024-11-05  10


    本发明涉及新能源电池,特别是涉及一种新能源电池簇的联动温度控制系统。


    背景技术:

    1、新型电力系统中大规模新能源电力的应用,需要储能系统作为灵活调度资源,参与新能源电力互补和电力系统运行的安全稳定控制。目前应用的大规模电池储能系统,普遍存在电池本身的运行安全隐患问题,其主要问题之一,是电池本身的不一致性和温度特性的影响,使得电池储能系统的安全性受到挑战。因而需要有效提升电池温度一致性控制能力,保证电池储能系统中电池模组满足运行过程中温度一致性范围的要求,提升电池储能系统的安全性。

    2、电池储能系统的温度控制,需要达到电池簇的每一个电池包温度一致性控制在允许的范围之内,任何一颗电池单体或一个电池包超出允许的温度一致性范围时,整个电池簇停止运行,影响系统的整体效率,产生储能系统的短板效应。

    3、公开号为cn114050352a的中国发明专利公开了一种箱式电源非接触式液冷系统及控制方法,该箱式电源非接触式液冷系统通过温度传感器检测电池组的温度,并将电池组的温度信息传递给制冷装置,制冷装置根据该电池组的温度信息调节冷却液流入循环管道中的流量,进而降低对应的电池组的温度。

    4、上述箱式电源非接触式液冷系统为保持电池簇中的电池的温度均控制在允许的范围之内,通常需要分别设置合适的冷却液温度和流量,但是如果出现多个电池之间存在较大的温度差异时,容易造成部分电池的水冷散热的换热量不足,部分电池的水冷散热的换热量过剩,从而降低了液冷系统的利用率,增加了管理控制系统本身的能耗。


    技术实现思路

    1、基于此,有必要针对目前的电池簇温度控制系统所存在的出现多个电池之间存在较大的温度差异时,容易造成部分电池的水冷散热的换热量不足,部分电池的水冷散热的换热量过剩,降低了液冷系统的利用率,增加了管理控制系统本身的能耗的问题,提供一种新能源电池簇的联动温度控制系统。

    2、上述目的通过下述技术方案实现:

    3、一种新能源电池簇的联动温度控制系统,用以控制电池簇的温度,所述电池簇包括n个电池,每个所述电池上均设置有供冷却液流通的第一流路和第二流路;所述新能源电池簇的联动温度控制系统获取模块、冷却模块和执行模块,所述获取模块用以获取n个所述电池的温度参数;所述冷却模块包括n个冷却单元,所述冷却单元和所述电池一一对应,所述冷却单元用于向所述第一流路和/或所述第二流路中通入冷却液以降低所述电池的温度;所述执行模块用以执行以下步骤:

    4、步骤s100,获取第i个电池的温度参数,i=1、2至n;

    5、步骤s200,判断所述第i个电池的温度参数是否大于第一预设值;

    6、步骤s300,若是,判断的差值是否大于第二预设值;

    7、步骤s400,若是,所述第i个电池对应的冷却单元执行第一冷却循环,所述第一冷却循环为所述第i个电池对应的冷却单元内的冷却液同时流过所述第i个电池上的第一流路和第二流路;

    8、步骤s500,若否,判断n个所述电池中是否有超过一个的电池的温度参数均大于第一预设值;

    9、步骤s600,若是,判断所述第i个电池是否为被支援电池或支援电池;

    10、步骤s610,若所述第i个电池为被支援电池,所述第i个电池对应的冷却单元内的冷却液流过所述第i个电池对应的第一流路,所述第i个电池对应的第二流路接收来自一个支援电池上的第一流路的冷却液;

    11、步骤s620,若所述第i个电池为支援电池,所述第i个电池对应的冷却单元内的冷却液流过所述第i个电池上的第一流路后流入一个所述被支援电池上的第二流路中。

    12、进一步地,在步骤s600之后,还包括:

    13、步骤s601,将所有的温度参数大于第一预设值的电池按照温度参数从大到小的顺序排序,并将其中温度参数最大的电池标记为预备电池,判断所述预备电池的温度参数减去的差值是否大于第三预设值;

    14、步骤s602,若是,将所述预备电池标记为被支援电池。

    15、进一步地,在步骤s602之后,还包括:

    16、步骤s603,获取除所述预备电池之外的所有的温度参数大于第一预设值的电池的第一流路出口的冷却液的温度参数,m为除所述预备电池之外的所有的温度参数大于第一预设值的电池的个数,并分别计算的差值;

    17、步骤s604,获取除所述预备电池之外的所有的温度参数大于第一预设值的电池与所述被支援电池之间的距离;

    18、步骤s605,根据关系式计算匹配度得分,所述关系式为,其中,为除所述预备电池之外的所有的温度参数大于第一预设值的电池的第一流路进口的冷却液的温度参数;e为n个所述电池的总长度;a、b均为权重,且a+b=1;

    19、步骤s606,将匹配度得分按照从大到小的顺序排序,并将其中匹配度得分最大的电池标记为支援电池。

    20、进一步地,a的数值和的差值大小正相关。

    21、进一步地,在步骤s606之后,还包括:

    22、步骤s607,将已经匹配出的被支援电池和支援电池以及被支援电池和支援电池之间的所有的温度参数大于第一预设值的电池排除后,重复执行步骤s601至步骤s606,直至无对应的被支援电池和支援电池选出。

    23、进一步地,所述新能源电池簇的联动温度控制系统包括公共支路,所述公共支路分别和所述第一流路、所述第二流路连通,所述公共支路包含的管路的数量为多个,当一个管路无对应的被支援电池和支援电池选出时,将已经匹配出的被支援电池和支援电池排除后,在下一个管路上重复执行步骤s601至步骤s607,直至无对应的被支援电池和支援电池选出。

    24、进一步地,所述电池能够允许的最大的局部温差为,所述冷却单元内冷却液的温度和负相关。

    25、进一步地,所述冷却单元内冷却液的最大流速和正相关。

    26、进一步地,所述新能源电池簇的联动温度控制系统还包括报警模块,当所述第i个电池的温度参数大于第四预设值时,所述报警模块报警。

    27、进一步地,所述新能源电池簇的联动温度控制系统还包括制冷模块,所述制冷模块包括n个制冷单元,所述制冷单元和所述冷却单元一一对应,所述制冷单元用以降低所述冷却单元内冷却液的温度。

    28、本发明的有益效果是:

    29、本发明提供的一种新能源电池簇的联动温度控制系统用以控制电池簇的温度,并根据电池的温度参数调节电池对应的冷却单元执行不同冷却循环,并使得多个电池之间的液冷循环产生联动,进而将冷量过剩的电池的冷却液通入到冷量不足的电池中,从而提高了液冷系统的利用率,降低了电池簇的温度波动。

    30、进一步的,通过设置a的数值和的差值大小正相关,即的差值越大,a的数值越大,当的差值越大时,说明被支援电池自身温度越高,越需要冷量支援,通过提高a的数值,提高冷量所占的权重,从而使得被支援电池能够被快速降温,避免产生储能系统的短板效应。

    31、进一步的,通过设置冷却单元内冷却液的温度和负相关,冷却单元内冷却液的最大流速和正相关,当电池的温度升高时,冷却液的覆盖面积和散热速率通常会随之增加,从而导致冷却液温度升高,但是,如果冷却液温度升高得过快、温差过大,就有可能导致电池中各个部分之间产生较大的温差,进而引发局部过热等安全风险,在这种情况下,适当调整液冷系统的设计参数,控制冷却液的流量以及流速等因素,可以更好地平衡冷却液温度和电池温度之间的关系,在提高散热效率的同时确保电池的安全性。

    32、进一步的,通过设置公共支路包含的管路的数量为多个,且当一个管路无对应的被支援电池和支援电池选出时,将已经匹配出的被支援电池和支援电池排除后,在下一个管路上重复执行步骤s601至步骤s607,直至无对应的被支援电池和支援电池选出,从而提高新能源电池簇的联动温度控制系统的适用性。

    33、进一步的,通过设置新能源电池簇的联动温度控制系统还包括报警模块,当第i个电池的温度参数大于第四预设值时,报警模块报警,以便于人员检修,减小损失。


    技术特征:

    1.一种新能源电池簇的联动温度控制系统,其特征在于,用以控制电池簇的温度,所述电池簇包括n个电池,每个所述电池上均设置有供冷却液流通的第一流路和第二流路;所述新能源电池簇的联动温度控制系统获取模块、冷却模块和执行模块,所述获取模块用以获取n个所述电池的温度参数;所述冷却模块包括n个冷却单元,所述冷却单元和所述电池一一对应,所述冷却单元用于向所述第一流路和/或所述第二流路中通入冷却液以降低所述电池的温度;所述执行模块用以执行以下步骤:

    2.根据权利要求1所述的新能源电池簇的联动温度控制系统,其特征在于,在步骤s600之后,还包括:

    3.根据权利要求2所述的新能源电池簇的联动温度控制系统,其特征在于,在步骤s602之后,还包括:

    4.根据权利要求3所述的新能源电池簇的联动温度控制系统,其特征在于,a的数值和的差值大小正相关。

    5.根据权利要求3所述的新能源电池簇的联动温度控制系统,其特征在于,在步骤s606之后,还包括:

    6.根据权利要求5述的新能源电池簇的联动温度控制系统,其特征在于,所述新能源电池簇的联动温度控制系统包括公共支路,所述公共支路分别和所述第一流路、所述第二流路连通,所述公共支路包含的管路的数量为多个,当一个管路无对应的被支援电池和支援电池选出时,将已经匹配出的被支援电池和支援电池排除后,在下一个管路上重复执行步骤s601至步骤s607,直至无对应的被支援电池和支援电池选出。

    7.根据权利要求1所述的新能源电池簇的联动温度控制系统,其特征在于,所述电池能够允许的最大的局部温差为,所述冷却单元内冷却液的温度和负相关。

    8.根据权利要求7所述的新能源电池簇的联动温度控制系统,其特征在于,所述冷却单元内冷却液的最大流速和正相关。

    9.根据权利要求1所述的新能源电池簇的联动温度控制系统,其特征在于,所述新能源电池簇的联动温度控制系统还包括报警模块,当所述第i个电池的温度参数大于第四预设值时,所述报警模块报警。

    10.根据权利要求1所述的新能源电池簇的联动温度控制系统,其特征在于,所述新能源电池簇的联动温度控制系统还包括制冷模块,所述制冷模块包括n个制冷单元,所述制冷单元和所述冷却单元一一对应,所述制冷单元用以降低所述冷却单元内冷却液的温度。


    技术总结
    本发明涉及新能源电池技术领域,具体涉及一种新能源电池簇的联动温度控制系统,新能源电池簇的联动温度控制系统用以控制电池簇的温度,电池簇包括N个电池,每个电池上均设置有供冷却液流通的第一流路和第二流路,新能源电池簇的联动温度控制系统包括冷却模块和执行模块,冷却模块包括N个冷却单元,冷却单元和电池一一对应,冷却单元用以降低电池的温度,执行模块用以根据电池的温度参数调节电池对应的冷却单元执行不同的冷却循环,并使得多个电池之间的液冷循环产生联动,进而将冷量过剩的电池的冷却液通入到冷量不足的电池中,从而提高了液冷系统的利用率,降低了电池簇的温度波动。

    技术研发人员:郭永亮,陈俊彩,汪朝阳,刘潇,宋薇,韦俊红
    受保护的技术使用者:河南工学院
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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