[發明專利]一種儲能電池用熱管理控制系統及其控制方法

在審

• 申請號: 202310704133.6
• 申請日: 2023-06-14
• 公開（公告）號: CN116505141A
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 劉志坤;吳鎮;柯勝濤;溫世文;楊新星;詹燕麗
• 申請（專利權）人: 應雪汽車科技（常熟）有限公司;孚能科技（贛州）股份有限公司
• 主分類號: H01M10/633
• 分類號: H01M10/633;H01M10/635;H01M10/6567;H01M10/6564
• 代理公司: 北京衛智易創專利代理事務所(普通合伙) 16015
• 代理人: 朱春野

1.一種儲能電池用熱管理控制方法，其特征在于：根據儲能電池的運行狀態，主動對儲能系統運行期間所需的總能量進行計算，對電池在運行期間各個時間點的溫度進行預測，提前啟動和停止熱管理系統的進行，保證電池溫度的穩定。

2.如權利要求1所述一種儲能電池用熱管理控制方法，其特征在于：在管理系統運行過程中對運行的模式進行分析，采用最低能耗運行模式，用最少的耗電來滿足電池的溫控要求。

3.如權利要求2所述一種儲能電池用熱管理控制方法，其特征在于：

啟動熱管理系統前，采集室外溫度、電池溫度以及陽光強度數據，根據儲能電池的歷史運行情況和/或系統預設的運行狀態計算熱管理系統啟動的時機t0、熱管理系統運行時間t以及出水溫度Tw；

啟動熱管理系統后，根據獲得的參數計算熱管理系統在整個運行時間t內需要的總能量，進而計算出壓縮機、電子膨脹閥、冷凝風扇、水泵在整個運行時間t內的最優控制曲線，在滿足電池制冷/加熱的能量需求的同時，最大程度降低能耗。

4.如權利要求3所述一種儲能電池用熱管理控制方法，其特征在于：所述系統預設的運行狀態包括充放電速度和充放電深度，熱管理系統在整個運行時間t內需要的總能量包括總制冷量和總制熱量。

5.如權利要求3所述一種儲能電池用熱管理控制方法，其特征在于：在熱管理系統運行過程中，根據電池溫度以及熱管理系統的進出水溫度數據對控制參數進行修正，記錄修正數據產生時的各種環境參數和運行參數，通過軟件自學習，修正軟件內的控制參數，使后續運行時的參數更優，并減少修正。

6.如權利要求3所述一種儲能電池用熱管理控制方法，其特征在于：在熱管理系統運行過程中，實時尋找最優工作壓力算法，采用基于實時數據的預測模型進行最優壓力識別，結合當前系統處于的環境溫度，以及電池整體負荷情況，自動控制壓縮機和閥門開度實時匹配最優壓力，壓縮機控制目標為進出水溫，閥門開度使用PID算法匹配最優壓力。

7.如權利要求3所述一種儲能電池用熱管理控制方法，其特征在于：在熱管理系統運行過程中，水泵根據水溫溫升曲線實時控制水流量，具體地：

初始工作時，水泵轉速較小，保證充分換熱；

換熱穩定后，水泵轉速升高，快速穩定降低或升高電池溫度；

系統關閉后，水泵轉速緩慢有序下降，使得下次啟動前水溫各位置溫度均勻，從而快速進入高效穩定換熱階段。

8.如權利要求3所述一種儲能電池用熱管理控制方法，其特征在于：在熱管理系統運行過程中，冷凝風扇的控制方法如下：

a.排氣壓力≤A，則風機停止運行；

b.A＜排氣壓力＜B，則風機15％運行；

c.B≤排氣壓力＜C，則風機百分比與壓力呈線性關系；

d.C≤排氣壓力，則風機90％運行；

其中，排氣壓力為壓縮機的排氣壓力，A默認值為0Mpa，B默認值為1.0Mpa，C默認值1.5Mpa。

9.如權利要求3所述一種儲能電池用熱管理控制方法，其特征在于：冬季電池電量即將充/放結束時，提前停止熱管理系統，以系統充放電結束時電池溫度正好達到電池最高允許溫度Th為控制目標。

10.一種儲能電池用熱管理控制系統，其特征在于：包括熱管理控制模塊、電池溫度傳感器、室外溫度傳感器、陽光傳感器、電池出水溫度傳感器、電池進水溫度傳感器、壓縮機、電子膨脹閥、水泵和冷能風扇；

所述電池溫度傳感器、室外溫度傳感器、陽光傳感器、電池出水溫度傳感器、電池進水溫度傳感器等通過硬線或者LIN總線直接連接至熱管理控制模塊，并將信號直接傳輸至熱管理控制模塊；

所述壓縮機、電子膨脹閥、水泵、冷凝風扇等通過硬線或者LIN總線，直接連接至熱管理控制模塊，并接受熱管理控制模塊發來的控制信號進行相應的調節；

所述熱管理控制模塊負責采集各種傳感器的數據和儲能系統的運行數據。通過對數據進行分析，根據電池舒適性要求進行計算后做出決策，發出相關指令，控制熱管理系統的工作狀態。