[發(fā)明專利]針對多熱源直流儲能裝置的集成式熱管理系統(tǒng)及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110386942.8
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN112976999B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于遠(yuǎn)彬;蔣俊宇;閔海濤;曹起銘;黃世佩;羅春麒
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: B60H1/00
• 分類號: B60H1/00;B60L58/26;B60L58/27;H01M10/663
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 杜森垚

本發(fā)明公開了一種針對多熱源直流儲能裝置的熱管理系統(tǒng)及控制方法，包括第一熱管理回路、第二熱管理回路、空調(diào)回路、四通閥，第二熱管理回路與空調(diào)回路共用板式換熱器，通過四通閥控制第一熱管理回路在大循環(huán)與自循環(huán)間切換，并通過板式換熱實現(xiàn)第一、第二熱管理回路與空調(diào)回路間的熱量交換；用一套集成式水冷回路實現(xiàn)直流儲能裝置上儲能電池和DC轉(zhuǎn)換模塊熱管理回路的互聯(lián)互通，同時安裝空調(diào)系統(tǒng)提高制冷功率。再通過直流儲能裝置控制器依據(jù)各模塊的溫度情況，統(tǒng)籌控制各熱管理回路狀態(tài)切換及部件啟停，從而簡化熱管理回路零部件，并可為各部件提供適宜溫度以提高系統(tǒng)效率，適應(yīng)不同工況。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及直流儲能裝置熱管理系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是涉及一種針對多熱源直流儲能裝置的集成式熱管理系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

直流儲能裝置主要應(yīng)用于充電樁、移動發(fā)電設(shè)備等，該裝置常包括儲能電池，以及用于直流電壓轉(zhuǎn)換的大功率高壓模塊，如DCDC、DCAC等。各模塊在工作時均為一個獨(dú)立熱源，會產(chǎn)生大量的熱，且每個模塊適宜的工作溫度各不相同，其溫度對直流儲能裝置工作效率、元器件使用壽命，甚至系統(tǒng)安全性都有顯著影響。因此為使得直流儲能裝置在不同溫度下均可正常高效工作，必須針對各熱源的生熱情況進(jìn)行相應(yīng)熱管理。

目前，儲能裝置的熱管理多采用通風(fēng)冷卻或水冷方式，這種散熱方式難以滿足各模塊在高溫環(huán)境下大功率工作時的散熱需求，限制了儲能裝置充放電功率的進(jìn)一步提高。現(xiàn)有儲能裝置各模塊的熱管理回路相互獨(dú)立，需安裝多個熱交換器及散熱器，使得熱管理零部件過多，系統(tǒng)復(fù)雜，增加了整車成本。同時直流儲能裝置多安裝在有限的封閉空間內(nèi)，零部件過多會導(dǎo)致布置困難，且在靜止的封閉環(huán)境內(nèi)使用散熱器無法獲得迎風(fēng)散熱。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決上述問題提供了一種針對多熱源直流儲能裝置的集成式熱管理系統(tǒng)，用一套集成式水冷回路實現(xiàn)直流儲能裝置中儲能電池和DC轉(zhuǎn)換模塊熱管理回路的互聯(lián)互通，同時安裝空調(diào)系統(tǒng)提高制冷功率，再通過采集各模塊溫度，統(tǒng)籌控制熱管理回路模式切換及部件啟停，從而簡化熱管理回路零部件，并可為各模塊提供適宜溫度以提高系統(tǒng)效率，適應(yīng)不同工況。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

作為本發(fā)明的第一方面，提供一種針對多熱源直流儲能裝置的集成式熱管理系統(tǒng)，包括第一熱管理回路、第二熱管理回路、空調(diào)回路、四通閥，第二熱管理回路與空調(diào)回路共用的板式換熱器；通過四通閥控制第一熱管理回路在大循環(huán)與自循環(huán)間切換，當(dāng)?shù)谝粺峁芾砘芈反笱h(huán)時與第二熱管理回路聯(lián)通，自循環(huán)時與第二熱管理回路斷開；并通過板式換熱器實現(xiàn)空調(diào)回路和第一熱管理回路、第二熱管理回路間的熱量交換；

所述第一熱管理回路用于直流儲能系統(tǒng)中DC轉(zhuǎn)換模塊的冷卻，每個DC轉(zhuǎn)換模塊均為一個熱源，在工作時會產(chǎn)生大量的熱；所述第一熱管理回路中包括第一水泵、第一水溫傳感器、DC轉(zhuǎn)換模塊、四通閥；第一水泵、第一水溫傳感器、DC轉(zhuǎn)換模塊依次連接；若存在多個所述DC轉(zhuǎn)換模塊，則將各DC轉(zhuǎn)換模塊一端與第一水溫傳感器連接，DC轉(zhuǎn)換模塊另一端與所述四通閥第一接口連接；并在每個DC轉(zhuǎn)換模塊入口和第一水溫傳感器間串聯(lián)安裝一個調(diào)節(jié)流經(jīng)該DC轉(zhuǎn)換模塊冷卻液流量的流量控制閥；第一水泵連接所述四通閥的第二接口；第一水溫傳感器用于采集DC轉(zhuǎn)換模塊入口冷卻液溫度；

所述第二熱管理回路包括儲能電池、板式換熱器、第二三通閥、第二水泵、水暖加熱器、第二水溫傳感器；儲能電池與板式換熱器連接，板式換熱器一端與所述四通閥的第四接口連接，板式換熱器另一端與第二三通閥的入口相連接，第二三通閥的兩個出口分別與四通閥和第二水泵相連接，第二水泵、水暖加熱器、第二水溫傳感器依次連接，第二水溫傳感器連接儲能電池，第二水溫傳感器用于采集儲能電池入口冷卻液溫度；水暖加熱器用于為電池提供熱量；通過調(diào)節(jié)第二三通閥兩個出口的開度比例實現(xiàn)第一熱管理回路和第二熱管理回路冷卻液流量的分配；