[发明专利]一种调频用锂离子电池液冷式热管控方法及储能系统

说明书

本发明公开了一种调频用锂离子电池液冷式热管控方法及储能系统，涉及锂离子电池储能系统领域，所述方法用于管控调频用锂离子电池储能系统，其通过调频曲线和电池物性，预估电池发热曲线曲线来计算出冷却需求，确定调频期间内制冷功率及泵功率。通过调整制冷功率及泵功率比例，获取最低功耗方案。所述调频用锂离子电池储能系统包括包括控制单元、储能锂电池单元、第一电动阀门、换热器、储液罐、循环水泵、制冷单元和第二电动阀门，本发明可以使储能系统在高倍率下电池控制合理的温度范围，并保证电池的一致性。同时根据调频工况，预先调节循环水泵和制冷系统，有效提升系统能量效率。

技术领域

本发明涉及锂离子电池储能系统领域，具体涉及一种调频用锂离子电池液冷式热管控方法及储能系统。

背景技术

随着锂离子电池及其集成技术的不断发展，应用锂离子电池储能电站参与发电控制系统调频逐渐成为了一种可行方案。锂离子电池储能机组与传统的发电机组相比具有响应速度快，启停时间短等优势，将在配电网系统及智能电网的调频控制中发挥重要作用。

锂离子电池在充放电过程中会产生一定热量，从而导致电池温度上升，而温度升高会影响电池的很多工作特性参数，如内阻、充放电效率和电池寿命等。电池热效应问题也会影响到储能系统整体性能和循环寿命，因此，做好热管理对储能系统的性能和使用寿命十分重要。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供一种调频用锂离子电池液冷式热管控方法，以实现储能系统内的锂离子电池工作在一个合理的温度范围内的同时，整个储能系统的能耗在最低水平。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种调频用锂离子电池液冷式热管控方法，所述方法用于管控调频用锂离子电池储能系统，所述调频用锂离子电池储能系统包括控制单元、储能锂电池单元、第一电动阀门、换热器、储液罐、循环水泵、制冷单元和第二电动阀门，所述储能锂电池单元、所述第一电动阀门和所述换热器通过冷却循环管道相互连接，所述换热器、所述循环水泵和所述储液罐通过热循环管道相互连接，所述第二电动阀门连接在所述冷却循环管道上，所述制冷单元用于冷却所述冷却循环管道；所述控制单元用于获取储能锂电池单元的温度和电压数据并根据所述方法运行所述循环水泵；

所述方法包括以下步骤：

步骤1：接收设定时间区间内的调频任务工况曲线；

步骤2：根据所述储能锂电池单元当前的荷电状态及接收到的调频任务工况曲线，评估出设定时间区间内的储能锂电池单元内锂离子电池的发热曲线，然后根据锂离子电池已知的物性，逆推出维持锂离子电池的温度在设定范围内所需的散热边界参数；

步骤3：根据散热边界参数形成的曲线计算出冷却需求，从而确定设定时间区间内的制冷功率和泵功率；

步骤4：在保证冷却需求的前提下，调整制冷功率及泵功率的比例以确定功耗方案，并在调频任务到达时，通过控制第一电动阀门和第二电动阀门通过流量的大小，依照功耗方案运行循环水泵和制冷单元。

如上所述的调频用锂离子电池液冷式热管控方法，进一步地，所述冷却需求包括冷却液的进口温度和流量，所述散热边界参数包括散热面热流密度。

如上所述的调频用锂离子电池液冷式热管控方法，进一步地，所述储能锂电池单元包括液冷板和锂离子电池单元，所述锂离子电池单元包括若干层叠设置的锂离子电池，所述液冷板贴合覆盖在所述锂离子电池的侧表面。

如上所述的调频用锂离子电池液冷式热管控方法，进一步地，所述第二电动阀门连接在所述第一电动阀门与所述换热器之间的管道上，所述制冷单元用于冷却所述第一电动阀门与所述第二电动阀门之间的管道。

如上所述的调频用锂离子电池液冷式热管控方法，进一步地，所述制冷单元为冷水机或空调。