一种电化学储能热管理系统及其控制方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115395139A(43)申请公布日2022.11.25(21)申请号202211169950.8H01M10/659(2014.01)(22)申请日2022.09.25H01M10/6556(2014.01)H01M10/6563(2014.01)(71)申请人青岛理工大学H01M10/6566(2014.01)地址266520山东省青岛市经济技术开发H01M10/48(2006.01)区嘉陵江东路777号G05D23/22(2006.01)(72)发明人王炎闫涵超张西龙刘尊民柳江尹浩邹旭东(74)专利代理机构北京信宇创知识产权代理事务所(普通合伙)16121专利代理师汪学品(51)Int.Cl.H01M10/613(2014.01)H01M10/633(2014.01)H01M10/617(2014.01)H01M10/663(2014.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种电化学储能热管理系统及其控制方法(57)摘要本发明提供一种电化学储能热管理系统及其控制方法，包括储能电池系统、相变均温系统、空调送风系统；所述储能电池系统，用于电网侧‑用户侧电能存储、供给，包括两个相互独立的电池阵列群；所述相变均温系统，包括相变材料，通过材料自身固液相变吸收储能电池系统产热；所述空调送风系统，包括空调机组、温度传感器、风道、轴流抽风风扇、主控模块。通过送回风气流循环实现电池降温，通过加设相变材料提高系统和模组层级电池表面均温性，并通过主控模块控制空调压缩机转速实现电化学储能系统自动温控。此外，该系统通过主控模块控制空调制冷功率，并结合相变材料温均增效功能，在确保电池系统均温冷却效果的前提下，降低电化学储能空调能耗。CN115395139ACN115395139A权利要求书1/1页1.一种电化学储能热管理系统，其特征在于，包括储能电池系统、相变均温系统、空调送风系统；所述储能电池系统，用于电网侧‑用户侧电量削峰填谷，包括两个相互布置独立的电池阵列；所述空调送风系统，包括空调机组、热电偶、风道、轴流抽风风扇、主控模块，通过送风气流组织带走电池产热，所述主控模块用来控制空调制冷量和轴流抽风风扇的打开关闭，并调节空调压缩机转速变化。所述相变均温系统，包括相变材料，通过相变材料自身固态‑液态转变吸收储能电池系统产生的热量，增强系统模组电池表面均温性能。2.根据权利要求1所述的一种电化学储能热管理系统，其特征在于，所述的每个电池阵列包括36个电池群簇、电池架和电池汇流排。3.根据权利要求2所述的一种电化学储能热管理系统，其特征在于，所述的每个电池群簇包括13个电池模组。4.根据权利要求3所述的一种电化学储能热管理系统，其特征在于，所述的每个电池模组包括6个单体电池。5.根据权利要求1所述的一种电化学储能热管理系统，其特征在于，所述相变材料为膨胀石墨与石蜡制备成的复合相变材料，相变温度触发T1为40‑60℃左右，完全液态化温度T2为60‑80℃，液态相变材料蒸发温度T3为80‑160℃；相变材料平行错位布置在储能电池系统表面，强化空气的扰动，增强换热，控制电池表面温度均匀性，抑制延缓电池热失控进程。6.根据权利要求1所述的一种电化学储能热管理系统，其特征在于，所述风道安置在储能电池系统的上方，设置有风道进口与风道出口，在风道静压箱下壁面设有多个扰流翅片，扰流翅片的高度随着送风距离变化。通过扰流翅片高度变化，实现送风速度随送风距离的增加加速功效，改善送风末端换热性能。7.根据权利要求6所述的一种电化学储能热管理系统，其特征在于，扰流板高度随送风距离增加而增加，其中：距离进风口近的扰流板高度最小，距离风口越远的扰流板高度越大，更利于加速送风口末端送风速率。8.根据权利要求1所述的一种电化学储能热管理系统，其特征在于，所述轴流抽风风扇为多个，均匀布置在储能电池系统电池架下方，有利于将冷气引入电池集群内腔，避免气流无效流动。9.根据权利要求8所述的一种电化学储能热管理系统，轴流抽风风扇布置在电池架下方，通过气流引导，改善送风量垂直分布不均引起电池温度差异特性。10.一种电化学储能热管理系统的控制方法，其特征在于，确定空调处于制冷状态，通过收集储能电池表面的温度T，当温度T小于相变材料的相变温度触发T1时，压缩机处于待机状态，轴流抽风风扇处于关闭状态；当温度大于T1小于完全液态化温度T2时，压缩机处于f1功率状态工作，转速为低档，并打开轴流抽风风扇，转速低档，此时风扇耗电量为F1；当温度大于T2小于液态相变材料蒸发温度T3时，压缩机处于f2功率状态工作，转速为中档，并打开轴流抽风风扇，转速中档，此时风扇耗电量为F1；当温度大于T3时，压缩机处于f3功率状态工作，转速为高档，