热管理系统、储能装置及热管理方法与流程

本技术涉及储能，具体而言，涉及一种热管理系统、储能装置及热管理方法。

背景技术：

1、储能系统主要包括由储能集装箱和储能单元构成的储能装置，以基于储能装置实现储能系统中电能的存储、释放；同时，储能集装箱内还会设置与储能单元电连接的多个电器件，以保证储能单元充放电的安全性。

2、其中，为了保证储能单元包括的电池单体、多个电器件的工作温度，通常会设置热管理系统，实现对电池单体和各电器件的温度调控，以保证电池单体的充放电性能，以及充放电的安全性。

3、然而，储能系统在实际运行中存在一种典型的矛盾工况：在低温环境下，电池单体需要加热以提升其充放电性能和安全性；而电器件（如储能变流器）在大功率运行时则产生大量热量，需要降温。在此工况下，对于电器件所散发的热量，若直接通过散热器排散至环境中，无疑会造成热量浪费，同时，电池单体的加热需要额外消耗电能，显著增加了热管理系统的功耗。

技术实现思路

1、本技术的一个主要目的在于提供一种能够在电池单体需要加热且电器件需要降温的工况下，高效回收利用电器件余热以供给电池单体加热需求，提高热量有效利用，同时降低功耗的一种热管理系统、储能装置及热管理方法。

2、为实现上述申请目的，本技术采用如下技术方案：

3、根据本技术的一个方面，提供一种热管理系统，包括：第一温控管路，包括连接的第一驱动支路和第一制冷支路，且所述第一驱动支路用于串接在待冷却储能单元的冷却组件上；第二温控管路，包括连接的第二驱动支路和第二制冷支路，且所述第二驱动支路用于串接在发热功率器件的冷却组件上；第一换热器，包括第一换热支路和第二换热支路；第一温控支路，与所述第一换热支路串接，且与所述第一制冷支路并接后串接在所述第一驱动支路上；第二温控支路，与所述第二换热支路串接，且与所述第二驱动支路连接。

4、本公开实施方式中，可通过第一温控管路和第二温控管路分别实现对待冷却储能单元、发热功率器件的温度调控；同时，对于与第一驱动支路串接的第一温控支路，以及与第二驱动支路连接的第二温控支路，可通过第一换热器实现第一温控支路与第二温控支路中冷却液的热交换，以有效利用发热功率器件产生的热量，从而减少第一温控管路单独对待冷却储能单元进行加热的情况，以有效降低热管理系统的功耗；同时可通过第一换热器实现第一温控支路与第二温控支路中冷却液的有效隔离，从而保证第一温控管路和第二温控管路的独立性，以及对待冷却储能单元、发热功率器件进行散热的可靠性。

5、根据本技术的一实施方式，其中，所述第二温控支路包括第一温控管段和第二温控管段；所述第二驱动支路上串接有第一温控阀，所述第一温控阀为三通阀门，且连通在所述第二制冷支路的进口端；所述第一温控管段串接在所述第二换热支路的进口端和所述第一温控阀之间，所述第二温控管段串接在所述第二换热支路的出口端和所述第二制冷支路的出口端之间。

6、本技术实施方式中，可通过第二驱动支路上设置的第一温控阀，实现第二温控支路与第二制冷支路并接在第二驱动支路上，进而可通过对第一温控阀的开关控制，实现冷却液在第二驱动支路、第二温控支路、发热功率器件的循环流动，或者实现制冷剂在第二驱动支路、第二制冷支路、发热功率器件的循环流动，或者实现制冷剂在第二驱动支路、第二温控支路和第二制冷支路、发热功率器件的循环流动。

7、根据本技术的一实施方式，其中，所述第二驱动支路上还串接有第二温控阀，所述第二温控阀连通在所述第一温控阀与所述第二制冷支路的进口端之间，所述第二温控管段上串接有第三温控阀；所述第二温控阀和所述第三温控阀均为三通阀门，所述第二温控支路还包括第三温控管段，所述第三温控管段串接在所述第二温控阀与所述第三温控阀之间。

8、本技术实施方式中，可通过第三温控管段的设计，可使第二温控支路中的冷却液在与第一温控支路中的冷却液进行热交换后，仍可回流至第二驱动支路，并继续流经第二制冷支路进行散热降温，以避免第二温控支路中的冷却液在与第一温控支路中的冷却液进行热交换后温度仍然过高的情况。

9、根据本技术的一实施方式，其中，所述第一温控阀、所述第二温控阀和所述第三温控阀均为电动调节阀。

10、根据本技术的一实施方式，其中，所述第一温控支路包括第四温控管段和第五温控管段；所述第四温控管段上串接有控制阀，且串接在所述第一驱动支路和所述第一换热支路的进口端之间；所述第五温控管段上串接有加热器，且串接在所述第一换热支路的出口端和所述第一驱动支路之间。

11、本技术实施方式中，可通过第四温控管段上设置的控制阀，实现第一制冷支路与第一温控支路之间的切换，即在控制阀处于导通状态时，冷却液可沿第一驱动支路、第一温控支路、待冷却储能单元的冷却组件循环流动，且在冷却液流经第一温控支路时，基于第一换热器实现与第二温控支路的热交换；在控制阀处于断开状态时，冷却液可沿第一驱动支路、第一制冷支路、待冷却储能单元的冷却组件循环流动，且在冷却液流经第一制冷支路时，实现对冷却液的散热降温。

12、根据本技术的一实施方式，其中，所述第一制冷支路包括第二换热器和制冷管段；所述第二换热器包括第一换热管段和第二换热管段，所述第一换热管段与所述制冷管段串接，所述第二换热管段与所述第一温控支路并接在所述第一驱动支路上。

13、本技术实施方式中，可通过制冷管段对流经的制冷剂进行降温处理，且降温后的制冷剂在流经第一换热管段时，可吸收流经第二换热管段中冷却液的热量，实现与第二换热管段中冷却液的热交换。

14、根据本技术的另一方面，提供一种储能装置，包括待冷却储能单元、发热功率器件和上述一方面所述的热管理系统；多个所述待冷却储能单元的冷却组件均串接在第一驱动支路上，所述发热功率器件的冷却组件串接在第二驱动支路上。

15、根据本技术的又一方面，提供一种热管理方法，所述方法应用于上述另一方面所述的储能装置，所述待冷却储能单元包括多个电池单体，所述方法包括：

16、当确定所述电池单体需要进行加热时，获取冷却液在发热功率器件的冷却组件上出口端的第一温度，以及在待冷却储能单元的冷却组件上出口端的第二温度；当所述第一温度大于所述第二温度时，控制第一温控支路与第一驱动支路连通，以及控制第二温控支路与第二驱动支路连通，以进行所述第一温控支路与所述第二温控支路的热交换。

17、本技术实施方式中，对于与第一驱动支路串接的第一温控支路，以及与第二驱动支路串接的第二温控支路，可通过第一换热器实现第一温控支路与第二温控支路中冷却液的热交换，以有效利用发热功率器件产生的热量，从而减少第一温控管路单独对待冷却储能单元进行加热的情况，以有效降低热管理系统的功耗。

18、根据本技术的一实施方式，其中，所述热管理系统包括第一温控阀、第二温控阀和第三温控阀；

19、控制第二温控支路与第二驱动支路连通，包括：

20、获取冷却液在所述发热功率器件的冷却组件上进口端的第三温度；当所述第三温度小于等于第一参考温度时，控制所述第一温控阀导通与第一温控管段的连接，且断开与所述第二温控阀的连接，以及控制所述第三温控阀导通与第二制冷支路的出口端的连接，且断开与所述第二温控阀的连接；当所述第三温度大于所述第一参考温度时，控制所述第一温控阀导通与所述第一温控管段的连接，且断开与所述第二温控阀的连接，以及控制所述第三温控阀导通与所述第二制冷支路的出口端的连接，且导通与所述第二温控阀的连接，以及控制所述第二温控阀导通与所述第二制冷支路的进口端的连接。

21、根据本技术的一实施方式，其中，所述方法还包括：

22、当所述第一温度小于等于所述第二温度时，控制所述第一温控阀导通与所述第一温控管段的连接，以及控制所述第三温控阀导通与所述第二制冷支路的出口端的连接，且断开与所述第二温控阀的连接。

23、根据本技术的一实施方式，其中，获取冷却液在发热功率器件的冷却组件上出口端的第一温度，以及在待冷却储能单元的冷却组件上出口端的第二温度之前，还包括：

24、获取当前环境温度，且当所述当前环境温度大于等于第二参考温度且小于第三参考温度时，控制所述第一温控阀导通与所述第一温控管段的连接，以及控制所述第三温控阀导通与所述第二制冷支路的出口端的连接，且断开与所述第二温控阀的连接。

25、根据本技术的一实施方式，其中，获取冷却液在发热功率器件的冷却组件上出口端的第一温度，以及在待冷却储能单元的冷却组件上出口端的第二温度之前，还包括：

26、获取当前环境温度，且当所述当前环境温度小于第二参考温度时，确定所述电池单体需要进行加热。

27、根据本技术的一实施方式，其中，获取冷却液在发热功率器件的冷却组件上出口端的第一温度，以及在待冷却储能单元的冷却组件上出口端的第二温度之前，还包括：

28、获取多个所述电池单体在当前时刻的最低温度，且当所述最低温度小于第四参考温度时，确定所述电池单体需要进行加热。

29、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。