[发明专利]一种模块化储能电池冷却系统及控制方法

说明书

一种模块化储能电池冷却系统及控制方法，冷却系统柜内部布置有：电柜；电柜的控制方式包括：远程控制和就地控制；其中，就地控制的控制逻辑包括：自动模式、强制制冷模式、强制加热模式、待机模式、停机模式、手动控制模式；待机模式下，电柜根据电池簇状态信号开启冷却系统进入自动模式；在自动模式下，电柜根据冷却水供水温度信号控制冷却系统进入制冷循环或加热循环，使得在冷却水供水温度设定范围内调节冷却水供水温度，实现冷却系统的制冷量等于电池簇发热量与制冷机组自发热量之和；本发明在高温环境下，根据电池运行状态对电池所需制冷量，调整冷却系统的制冷或加热，以确保系统处于恒温可控状态。

技术领域

本发明属于大功率电气设备冷却技术领域，尤其涉及一种模块化储能电池冷却系统及控制方法。

背景技术

为响应国家的“3060双碳目标”，储能行业将会迎来快速的发展需求，而市场对储能电池系统的要求也将越来越高。储能电池系统普遍存在电池容量和功率大，内部电池产热和温度分布不均匀，散热要求高等问题，而常规储能系统大多数采用风冷散热系统，存在功耗高，寿命短，温差大等不利于设备运行和保存等问题，相较于风冷的液冷储能系统，其高能量密度、低功耗、高效热管理带来的低温差、双层阻燃防爆设计的高安全性、标准模块化系统设计、智能云监控等系统设计方向和理念，势必将成为储能行业的标杆。

现有技术中，已投运的集中式储能电站均采用风冷型换热方式，存在电池换热不均、电芯温度波动及差异较大、冷却效率偏低的问题；此外，为了满足储能容量的发展需求，现有储能电站均以电池组的模块化设计为基础，从而实现扩建端口的预留；考虑电池簇的模块化设计需求，同时满足储能电池簇的操作和维护需求，冷却系统通常需要布置在被冷却器件的附近，且与被冷却器件进行综合模块化设计；再加上建设用地有限，因此，要求冷却系统的空间利用率高。冷却系统在储能电池簇中进行布置时，为了便于控制、维护以及管路的布置，冷却装置集中布置在电池簇的一端。根据电池簇设计方案，冷却装置的布置位置固定且外形尺寸受限于电池簇的尺寸；同时，冷却装置与电池簇液冷系统的接口需要靠近电池簇侧设计；另外，在集装箱内，同时布置电池簇、电池簇控制系统和冷却装置，这些设备均要以集装箱的内部尺寸为固定的封闭面限制；结合冷却装置自身运行需求，冷却装置的风机需要进风、出风，因此集装箱上需要预留必须的通风孔，布置时风机必须朝向通风孔。由于储能电站环境通常位置偏僻，且设备处于露天室外环境中。由于散热需要，如采用风机、冷却塔等，设备需要设置通风口，即使放置在集装箱内也无法做到同室内的密封防护条件。因此对设备的防风、防尘、防雷和防虫能力都有一定的要求。一方面系统在零部件选型时综合考虑了防护等级，一些重点零部件的IP防护等级根据使用环境确定。冷却装置必要的通风口处设置有网罩。另外，系统对设备的各个接口、开洞处进行了封堵，防止蚊虫等进入。

因此，需要根据储能电池模块化设计的需求，开发出一款配套的储能冷却系统，并通过控制联动，保证电池工作温度在合理范围内。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种模块化储能电池冷却系统及控制方法，实现多种控制逻辑，为电池簇提供在温度限制范围内的冷却水，实现冷却系统的恒温可控。

本发明采用如下的技术方案。

一种模块化储能电池冷却系统，冷却系统为分布式储能电池舱内的所有电池簇制冷，使用冷却水带走模块化储能电池的热量。

所述冷却系统采用柜内布置，冷却系统柜布置在电池簇的一端，冷却系统柜与电池簇液冷系统通过冷却供水管路和冷却回水管路连接；

冷却系统柜内部布置有：电柜；电柜，用于为冷却系统提供工作电源；还用于控制和保护水泵、加热器、压缩机、膨胀阀、风机，阀门；还用于根据温度仪表、压力仪表和流量仪表采集的运行数据，对冷却系统的运行状态进行监测；

电柜的控制方式包括：远程控制和就地控制；其中，就地控制的控制逻辑包括：自动模式、强制制冷模式、强制加热模式、待机模式、停机模式、手动控制模式；