[發明專利]一種儲能液冷系統及其應用方法

在審

• 申請號: 202210414817.8
• 申請日: 2022-04-20
• 公開（公告）號: CN114709518A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 朱麟源;李章溢
• 申請（專利權）人: 深圳市欣旺達綜合能源服務有限公司
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/627;H01M10/6568;H01M10/63;H01M10/633
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 謝斌

本發明涉及一種儲能液冷系統，包括液冷機組、正逆循環切換開關、外部循環管路和設置在功率器件上的冷卻組件；液冷機組通過正逆循環切換開關、外部循環管路與冷卻組件的內部循環管路連接，正逆循環切換開關具有三個切換位置，當液冷機組的回液口和出液口處溫差小于設定溫差時，控制正逆循環切換開關處于第一切換位置，冷卻液在液冷機組、外部循環管路和冷卻組件中進行正向循環；當液冷機組的回液口和出液口處溫差大于設定溫差時，先控制正逆循環切換開關處于第二切換位置，冷卻液先在液冷機組和外部循環管路之間進行短程循環，然后控制正逆循環切換開關處于第三切換位置，冷卻液在液冷機組、外部循環管路和冷卻組件中進行逆向循環。

技術領域

本發明涉及電池儲能系統技術領域，具體是關于一種可正逆循環的儲能液冷系統及其應用方法。

背景技術

近年來，隨著新能源行業的不斷發展，電池儲能系統也朝著更大功率、更高能量密度、更長循環壽命和更加安全等目標發展。若需要滿足上述的發展目標，電池儲能系統的充放電倍率不可避免的隨之增大。然而，隨著充放電倍率的增加，電池儲能系統的發熱功率也會成倍增長。如無法進行有效散熱，會導致電池儲能系統內的電力設備加速老化甚至出現異常失效的情況，同時電池溫度過高也會引起電池的電化學反應不穩定，輕則造成電池一致性降低、容量衰減，重則引發電池內短路造成起火燃燒，造成嚴重安全事故。

可見，電池儲能系統內的散熱情況就成了決定其穩定安全運行的重要因素。目前，電池儲能系統常用的散熱方式為風冷和液冷：

風冷系統一般通過安裝冷卻風扇強迫空氣對流加速進行熱交換，使用空調組件對環境進行整體降溫。但由于功率器件與空氣間的熱交換系數低，且環境長期處于較低的溫度，不僅容易出現溫度不一致的情況，還可能導致發生凝露的現象。同時，由于氣流因素制約，電池儲能系統內需要留有較大空間進行風道設計，因此降低了電池儲能系統的整體空間利用率。

液冷系統主要使用液冷機組對冷卻液進行降溫，通過液冷管路將冷卻液送至設備液冷板，通過液冷板與功率器件進行熱交換達到散熱的目的，冷卻效率較高。但隨著功率等級的上升，傳統液冷系統也遇到了瓶頸：液冷系統一般設置有一個進水口與一個回水口，進水口溫度較低，回水口溫度較高。這就導致進水口處熱交換效率高，回水口處熱交換效率較低，容易出現溫度不一致的情況，降低了電池儲能系統的一致性。如需降低溫差，則需要提升液冷機組功率增大流速，散熱系統消耗功率成倍增大且產生較多的能量浪費。同時，由于液冷板的流阻問題，目前液冷板的布置方式均為并聯，制約了功率器件在電池儲能系統中的排布方式，產生了一定的空間浪費。

發明內容

針對上述問題，本發明目的是提供一種可正逆循環的儲能液冷系統及其應用方法。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種儲能液冷系統，包括液冷機組、復合控制閥組和設置在功率器件上的至少一組冷卻組件；所述復合控制閥組包括：正逆循環切換閥，所述正逆循環切換閥上形成有兩個可獨立控制啟閉的通路，所述正逆循環切換閥的進口端通過出液管路與所述液冷機組連接；第一節流閥，所述第一節流閥的第一端通過第一回液管路與所述液冷機組連接，所述第一節流閥的第二端與所述正逆循環切換閥的第二通路出口端并聯匯合后通過第一冷卻管路與所述冷卻組件中內部循環管路的第一端連接；第二節流閥，所述第二節流閥的第一端通過第二回液管路與所述液冷機組連接，所述第二節流閥的第二端與所述正逆循環切換閥的第一通路出口端并聯匯合后通過第二冷卻管路與所述冷卻組件中內部循環管路的第二端連接。