[实用新型]一种基于液冷集散控制的电池模块及储能系统

说明书

本实用新型一种基于液冷集散控制的电池模块及储能系统，通过多个标准电池储能模组箱，组成标准电池储能柜以及电池储能系统，采用两个液冷装置互补并集中为液冷主管道交换冷液，再通过PACK箱冷液管道及电控阀灵活受控选通电池模组PACK箱及为电池模组PACK箱交换冷液；并采用液冷板条在标准电池储能模组箱中的电池串联组串包两侧贴装，根据电池单体运行产生热量的中心区域，设计与安装高效热交换区域的液冷板条面积尺寸，缩短了热量传导距离，实现冷暖双向热能快速交换，实现电池串联组串包实时在线维护，减少对系统运行影响的短板效应，克服了现有技术的缺陷与不足；在保障热交换功效与安全的同时，提高了液冷系统的利用率，降低了热管理本身的能耗。

技术领域

本实用新型属于电池储能技术领域，具体涉及一种基于液冷集散控制的电池模块及储能系统。

背景技术

新型电力系统中大规模新能源电力的应用，需要储能系统作为灵活调度资源，参与新能源电力互补和电力系统运行的安全稳定控制。目前应用的大规模电池储能系统，普遍存在电池本身的运行安全隐患问题，其主要问题之一，是电池本身的不一致性和温度特性的影响，使得电池储能系统的安全性受到挑战。因而需要有效提升电池温度一致性控制能力，保证电池储能系统中电池模组满足运行过程中温度一致性范围的要求，提升电池储能系统的安全性。

电池储能系统的温度控制，需要达到电池簇的每一个电池包温度一致性控制在允许的范围之内，任何一颗电池单体或一个电池包超出允许的温度一致性范围时，整个电池簇停止运行，影响系统的整体效率，产生储能系统的短板效应。

现有技术在电池储能系统研究与应用中，进行了相应的创新与实践，提出了不少技术方案，采用液冷技术与系统解决电池储能系统的温度调控就是技术路线之一。如：国家知识产权局公布的(CN114050352A)专利《一种箱式电源非接触式液冷系统及控制方法》，根据其方案的权利要求书、说明书及说明书附图的内容可知，该方案采用液冷板非接触方式安装在每一个电池包的上方，由电池包进行非接触热交换，再通过液冷板及连接的制冷装置进行调温，完成电池包的温度调节。其方案的缺陷十分明显，主要问题是：

1)液冷板放在电池包上方，电池包与液冷板进行非接触以辐射方式传导的热能交换。并且电池包的多个串联的电池单体是紧排列的结构，其电池包上部与液冷板之间距离有限，以及电池标准箱内部热辐射的热能交换空间受到了极大的限制，会造成整体热交换不一致，而且整体热交换效率不高的缺陷。

2)由于电池包的每个电池单体的温度传感器，通常安装在电池上端极耳连接部位，因此，液冷板放在电池包上方，液冷板的温度直接辐射到温度传感器上，将影响传感器采样的相应精度和时效性，从而影响温度控制系统的有效控制。

3)储能液冷装置的组成，其电机、水泵、控制元件等机电部件比较多，使其运行的可靠性、安全性、在线可维护性，都远远低于电池包本身。现有技术方案中，每个电池包一一对应安装一个液冷板，每一个电池标准箱安装一个制冷装置，大大增加了制冷装置的安装数量，任意一个制冷装置产生相应设备故障时，将影响整个电池簇的正常运行，增加了储能系统整体短板效应的概率。

为了克服现有技术方案的缺陷与不足，本实用新型将采用液冷板条在电池包两侧贴装和制冷装置双机温控热交换，以及电池包液冷板条进出液独立阀控，实现灵活、快速、高效、节能的冷暖双向热能快速交换，科学、系统的统筹设计，以高效的系统架构与部件连接关系，构成系统整体高效热控制的液冷集散控制的电池模块及储能系统，具有高效运行、低成本运维及全寿命投资减少的优势，提电池储能系统的可靠性安全性。

发明内容