【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及儲能，尤其涉及一種熱管理裝置及其儲能系統。
技術介紹
1、隨著儲能系統能量密度及功率密度的快速提升，同時為了便于儲能裝置的運輸及安裝，現有相關技術中出現了一種交直流一體式的儲能裝置，該一體式儲能裝置主要結構形式為集裝箱或戶外柜式，通常由直流側用于儲能的若干電池pack及交流側用于交直流功率變換的pcs等設備組成。電池pack及pcs等在充放電過程中會產生大量的熱量，為了帶走這些熱量并維持電池pack及pcs等設備合理的運行溫濕度區間，在儲能裝置中配備了相應的熱管理裝置。
2、通常的一體式儲能裝置熱管理方案如下：一種是直流側電池艙及交流側電氣設備艙(以下簡稱電氣艙，主要包含pcs等)采用風機直通風及空調冷卻的雙強迫風冷方案，空調兼具除濕功能，一般不再額外配置除濕機/除濕空調。但此方案主要通過風機及空調制冷，冷卻介質為空氣，存在散熱效率低、溫度控制均勻性差、能效比低、環境通用性較差、設備占地大、噪聲、容量密度低等突出問題；
3、一種是直流側電池艙采用液冷機組強迫液冷、交流側電氣艙仍采用風機及空調強迫風冷，通常需在電池艙除濕機/除濕空調進行艙內濕度控制。但此方案電氣艙仍存在上文所述風冷冷卻的缺陷；同時電池艙液冷機組及除濕機通常溫濕度控制邏輯簡單，一般為液冷機組根據供液溫度自動運行，存在溫控滯后、能耗較高、溫控效果差等問題；除濕機與液冷機組一般相互獨立控制，液冷機組供液溫度較低會導致艙內冷壁面易發生凝露，而除濕機一般按預設的固定除濕目標定值運行，且除濕機局部布置無法覆蓋艙內全部環境，艙內氣體循環不充
4、另一種是直流側電池艙及交流側電氣艙(主要是igbt、電感等發熱量較大器件)均采用液冷機組強迫液冷，通常需在電池艙配置除濕機進行艙內濕度控制，同時在電氣艙設置空調用于艙內其他器件及艙內溫濕度控制。此方案液冷機組配置形式主要有兩種，一為交直流側共用一臺單冷卻回路的液冷機組為電池和igbt等電力電子設備提供同一溫度的液體進行散熱冷卻，但通常電池與igbt等電力電子器件對冷卻水溫度的需求差異是很大的，其中電池需求的供液溫度約為20℃左右，而igbt等通常需求的供液溫度可達50℃左右，勢必會存在液冷機組制冷量配置裕度過大、能耗大的問題，且交流側電氣艙因供液溫度低易發生凝露，導致設備損壞發生故障；二為交直流側液冷機組獨立配置，共兩臺液冷機組，但額外增加一臺液冷機組也會有經濟性、占地、能耗的問題；同時在溫濕度控制策略及效果上仍存在上文所述的缺陷。
5、公開號為117790987a的中國專利“一種儲能熱管理系統及其控制方法”，通過自然冷源和壓縮制冷模塊，提供兩種不同的冷源，基于外部環境溫度和多個預設的運行模式，確定目標運行模式，為不同散熱需求的電池和電力電子設備提供散熱，然而在特定運行模式下，兩種溫度差異較大的冷卻液混合后進入電池液冷板/pcs液冷板分別對電池或pcs散熱，存在冷熱流體混合不充分，導致液冷板中冷卻液溫度分布雜亂無序，引起部分電池/igbt溫度過高，整機溫差較大，同時冷熱流體混合不均勻會導致冷卻液溫度檢測偏差較大，不利于機組制冷量與負載匹配，導致供液溫度較大的問題；電池側液路系統壓力與pcs側液路系統壓力不一致，直接混合會打破系統壓力平衡，導致系統壓力波動，引起壓力保護誤動，同時引起泵工作點偏離導致系統流量波動；壓縮制冷模塊需要在滿足電池散熱的同時，兼顧部分pcs散熱需求，勢必會導致壓縮機制冷模塊選配偏大；機組僅能對電芯及pcs等主要發熱器件進行散熱，無艙內環境溫濕度控制模塊，整體集成度不高，需要額外配置空調/除濕機等。
6、公開號為217182261u的中國專利“一種儲能系統聯合熱管理裝置”，包括第一循環系統、第二循環系統，兩套循環系統分別為變流器組及電池模組提供溫度控制，并可將變流器組發出的熱量通過熱交換器傳遞至第二循環系統上，輔助加熱所述電池模組。所述的第一循環系統、第二循環系統相互獨立，在外部環境溫度較低時，機組散熱能力裕量大，電池側仍需使用壓縮機制冷，無法充分利用自然冷源，存在能耗較高的問題；機組僅能對電芯及pcs等主要發熱器件進行散熱，無艙內環境溫濕度控制模塊，整體集成度不高，需要額外配置空調/除濕機等。
7、公開號為116487763a的中國專利“一種熱管理系統及液冷儲能裝置”，包括第一液體循環管路、第二液體循環管路、連接管組和閥門組，通過閥門變位置可切換不同的連接管組的聯通方式，實現不同的循環回路模式。通過開斷切換管路，混合兩套循環液路內冷卻液達到節能目的，存在冷熱流體混合不充分，導致液冷板中冷卻液溫度分布雜亂無序的情況，可能會引起部分電池/igbt溫度過高，整機溫差較大的情況，同時冷熱流體混合不均勻會導致冷卻液溫度檢測偏差較大，不利于機組制冷量與負載匹配，導致供液溫度波動較大的問題；電池側液路系統壓力與pcs側液路系統壓力不一致，直接混合會打破系統壓力平衡，導致系統壓力波動，容易引起壓力保護誤動，同時引起泵工作點偏離導致系統流量波動；機組僅能對電芯及pcs等主要發熱器件進行散熱，無艙內環境溫濕度控制模塊，整體集成度不高，需要額外配置空調/除濕機等。
8、公開號為117673557a的中國專利“一種集成式儲能液冷熱管理系統”，其包括第一水泵、加熱器、第一換熱器、壓縮機、冷凝器、膨脹閥、工作換熱器、第二水泵、第二換熱器、第一干冷器、第二干冷器和三通閥，工作換熱器具有第一換熱管和第二換熱管，第一水泵、加熱器、第一換熱管和第一換熱器構成電池換熱回路，壓縮機、冷凝器、膨脹閥和第二換熱管構成冷媒回路，第一干冷器和第二干冷器并聯設置，第二水泵、第二換熱器與第一干冷器能夠組成第一換熱回路，第一水泵、第二干冷器及第一換熱器能夠組成第二換熱回路。在環境溫度低系統需要加熱時，不能利用pcs等電力電子設備余熱，導致電池側升溫較慢，加熱能耗大的問題；機組僅能對電芯及pcs等主要發熱器件進行散熱，無艙內環境溫濕度控制模塊，整體集成度不高，需要額外配置空調/除濕機等。
技術實現思路
1、本專利技術解決現有技術中交、直流側冷卻液直接混合，熱交換不充分且易引起系統壓力及流量波動，穩定性較差的問題，提供一種熱管理裝置，包括：溫控艙單元，其包括：電池艙液冷溫控組件，包括：
2、電池艙內冷循環回路，其上串接有第一電動三通閥；
3、第一板式換熱器，其上設置有氟側進口、氟側出口；
4、氟系統外冷循環主回路，與所述氟側進口、所述氟側出口聯通；
5、電氣艙液冷溫控組件，包括：
6、電氣艙內冷循環回路，其上串接有第二電動三通閥；
7、自然外冷循環回路，其上串接有第一空氣冷卻器、進液電磁閥、出液電磁閥、第二空氣冷卻器，所述第一空氣冷卻器與所述第二空氣冷卻器水路并聯；自然冷源切換組件，包括：自然冷源切換管路，其上串接有第二電磁閥，所述自然冷源切換管路分別聯通電池艙內冷循環回路和自然外冷循環回路。
8、進一步地，熱管理裝置本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種熱管理裝置，其特征在于，包括溫控艙單元(300)，其包括：
2.如權利要求1所述的熱管理裝置，其特征在于，還包括電池艙單元(100)，其包括：電池簇組件；電池艙溫控除濕組件；電池艙液冷管路組件；所述電池簇組件包括多個堆疊的電池PACK(101a)，以及設置在所述電池PACK上的進液口(101a-1)以及出液口(101a-2)；所述電池艙溫控除濕組件包括電池艙蒸發器(103a)，其上設置有第一制冷劑進口(103a-1)及第一制冷劑出口(103a-2)；所述電池艙液冷管路組件包括第一供液主管路(104a)和第一回液主管路(104d)，所述第一供液主管路(104a)與所述進液口(101a-1)聯通，所述第一回液主管路(104d)與所述出液口(101a-2)聯通；所述電池艙單元(100)還包括電池艙風道組件，其包括設置在電池艙單元內測壁面上的送風風道(102a)、回風風道(102b)，設置在所述送風風道(102a)上的主送風口(102a-1)及多個支送風口(102a-2)，設置在所述回風風道(102b)上的主回風口(102b-1)及多個支回風口(102b-2)，所述電
3.如權利要求2所述的熱管理裝置，其特征在于，所述電池艙內冷循環回路(301a)，其上還串接有第一循環泵(301a-1)、第一加熱器(301a-3)、第一供液溫度傳感器(301a-5)、電池艙內冷循環回路供液口(301a-11)、電池艙內冷循環回路回液口(301a-12)，所述電池艙內冷循環回路供液口(301a-11)與電池艙液冷管路組件的第一供液主管路(104a)聯通，所述電池艙內冷循環回路回液口(301a-12)與電池艙液冷管路組件的第一回液主管路(104d)聯通；所述氟系統外冷循環主回路(301b)，其上串接有氣液分離器(301b-1)、壓縮機(301b-2)、冷凝器(301b-3)、第一電磁閥(301b-4)、第一干燥過濾器(301b-5)；所述第一板式換熱器(301f)，其上還設置有水側進口(301f-1)、水側出口(301f-2)，所述電池艙內冷循環回路(301a)與所述水側進口(301f-1)、所述水側出口(301f-2)聯通。
4.如權利要求1或2所述的熱管理裝置，其特征在于，還包括電氣艙單元(200)，其包括：PCS組件；電氣艙溫控除濕組件；電氣艙液冷管路組件；所述PCS組件包括多個堆疊的PCS模塊(201a)，以及設置在所述PCS模塊(201a)上的PCS進液口(201a-1)及PCS出液口(201a-2)；所述電氣艙溫控除濕組件包括：電氣艙蒸發器(202a)，其上設置有第二制冷劑進口(202a-1)及第二制冷劑出口(202a-2)；所述電氣艙液冷管路組件包括第二供液主管路(203a)和第二回液主管路(203d)，所述第二供液主管路(203a)與所述PCS進液口(201a-1)聯通，所述第二回液主管路(203d)與所述PCS出液口(201a-2)聯通；電氣艙內冷循環回路(302a)，其上還串接有第二循環泵(302a-1)、第二加熱器(302a-3)、第二供液溫度傳感器(302a-5)、電氣艙內冷循環回路供液口(302a-11)、電氣艙內冷循環回路回液口(302a-12)，所述電氣艙內冷循環回路供液口(302a-11)與第二供液主管路(203a)聯通，電氣艙內冷循環回路回液口(302a-12)與所述第二回液主管路(203d)聯通；所述電池艙液冷溫控組件還包括：氟系統外冷循環第一次回路(301c)，其上串接有第二干燥過濾器(301c-1)；氟系統外冷循環第一支路回路(301d)，其上串接第一電子膨脹閥(301d-1)、第一止回閥(301d-2)；氟系統外冷循環第二支路回路(301e)，其上串接第二電子膨脹閥(301e-1)、第二止回閥(301e-2)，所述氟系統外冷循環第一次回路(301c)、所述氟系統外冷循環第一支回路(301d)、所述氟系統外冷循環第二支回路(301e)并聯在所述氟系統外冷循環主回路(301b)上，所述氟系統外冷循環第一支路回...
【技術特征摘要】
1.一種熱管理裝置，其特征在于，包括溫控艙單元(300)，其包括：
2.如權利要求1所述的熱管理裝置，其特征在于，還包括電池艙單元(100)，其包括：電池簇組件；電池艙溫控除濕組件；電池艙液冷管路組件；所述電池簇組件包括多個堆疊的電池pack(101a)，以及設置在所述電池pack上的進液口(101a-1)以及出液口(101a-2)；所述電池艙溫控除濕組件包括電池艙蒸發器(103a)，其上設置有第一制冷劑進口(103a-1)及第一制冷劑出口(103a-2)；所述電池艙液冷管路組件包括第一供液主管路(104a)和第一回液主管路(104d)，所述第一供液主管路(104a)與所述進液口(101a-1)聯通，所述第一回液主管路(104d)與所述出液口(101a-2)聯通；所述電池艙單元(100)還包括電池艙風道組件，其包括設置在電池艙單元內測壁面上的送風風道(102a)、回風風道(102b)，設置在所述送風風道(102a)上的主送風口(102a-1)及多個支送風口(102a-2)，設置在所述回風風道(102b)上的主回風口(102b-1)及多個支回風口(102b-2)，所述電池艙溫控除濕組件還包括第一送風口(103c)和第一回風口(103d)，所述第一送風口(103c)與所述主送風口(102a-1)聯通，所述第一回風口(103d)與所述主回風口(102b-1)聯通；所述電池艙液冷管路組件還包括：與所述第一供液主管路(104a)連接的多條第一供液次管路(104b)，與所述第一供液次管路(104b)連接的多條第一供液支管路(104c)；與所述第一回液主管路(104d)連接的多條第一回液次管路(104e)，與所述第一回液次管路(104e)連接的多條第一回液支管路(104f)；設置在所述第一回液次管路(104e)頂端的第一排氣閥(104g)。
3.如權利要求2所述的熱管理裝置，其特征在于，所述電池艙內冷循環回路(301a)，其上還串接有第一循環泵(301a-1)、第一加熱器(301a-3)、第一供液溫度傳感器(301a-5)、電池艙內冷循環回路供液口(301a-11)、電池艙內冷循環回路回液口(301a-12)，所述電池艙內冷循環回路供液口(301a-11)與電池艙液冷管路組件的第一供液主管路(104a)聯通，所述電池艙內冷循環回路回液口(301a-12)與電池艙液冷管路組件的第一回液主管路(104d)聯通；所述氟系統外冷循環主回路(301b)，其上串接有氣液分離器(301b-1)、壓縮機(301b-2)、冷凝器(301b-3)、第一電磁閥(301b-4)、第一干燥過濾器(301b-5)；所述第一板式換熱器(301f)，其上還設置有水側進口(301f-1)、水側出口(301f-2)，所述電池艙內冷循環回路(301a)與所述水側進口(301f-1)、所述水側出口(301f-2)聯通。
4.如權利要求1或2所述的熱管理裝置，其特征在于，還包括電氣艙單元(200)，其包括：pcs組件；電氣艙溫控除濕組件；電氣艙液冷管路組件；所述pcs組件包括多個堆疊的pcs模塊(201a)，以及設置在所述pcs模塊(201a)上的pcs進液口(201a-1)及pcs出液口(201a-2)；所述電氣艙溫控除濕組件包括：電氣艙蒸發器(202a)，其上設置有第二制冷劑進口(202a-1)及第二制冷劑出口(202a-2)；所述電氣艙液冷管路組件包括第二供液主管路(203a)和第二回液主管路(203d)，所述第二供液主管路(203a)與所述pcs進液口(201a-1)聯通，所述第二回液主管路(203d)與所述pcs出液口(201a-2)聯通；電氣艙內冷循環回路(302a)，其上還串接有第二循環泵(302a-1)、第二加熱器(302a-3)、第二供液溫度傳感器(302a-5)、電氣艙內冷循環回路供液口(302a-11)、電氣艙內冷循環回路回液口(302a-12)，所述電氣艙內冷循環回路供液口(302a-11)與第二供液主管路(203a)聯通，電氣艙內冷循環回路回液口(302a-12)與所述第二回液主管路(203d)聯通；所述電池艙液冷溫控組件還包括：氟系統外冷循環第一次回路(301c)，其上串接有第二干燥過濾器(301c-1)；氟系統外冷循環第一支路回路(301d)，其上串接第一電子膨脹閥(301d-1)、第一止回閥(301d-2)；氟系統外冷循環第二支路回路(301e)，其上串接第二電子膨脹閥(301e-1)、第二止回閥(301e-2)，所述氟系統外冷循環第一次回路(301c)、所述氟系統外冷循環第一支回路(301d)、所述氟系統外冷循環第二支回路(301e)并聯在所述氟系統外冷循環主回路(301b)上，所述氟系統外冷循環第一支路回路(301d)與所述第一制冷劑進口(103a-1)及第一制冷劑出口(103a-2)聯通；所述氟系統外冷循環第二支路回路(301e)與所述第二制冷劑進口(202a-1)及第二制冷劑出口(202a-2)聯通；所述電氣艙液冷管路組件還包括：與所述第二供液主管路(203a)連接的多條第二供液次管路(203b)，與所述第二供液次管路(...
【專利技術屬性】
技術研發人員：邵昌，董增平，王碩，王凱，廉東方，連建陽，丁勇，
申請(專利權)人：思源清能電氣電子有限公司，
類型：發明
國別省市：
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