一种液冷光储充系统及其热管理方法与流程

本发明涉及光储系统，尤其是涉及一种液冷光储充系统及其热管理方法。

背景技术：

1、随着电动汽车的快速发展，使用大功率的直流充电设备配合储能电池和光伏系统对电网进行直流扩容，打造光储充一体系统，提高充电功率和降低电网配电容量要求已经成为一种趋势。为了维持光储充系统的稳定运行，不对电网造成干扰，确保用户每辆车都能够正常的充电，光储充系统需要配置合理的充电功率、储能电量和光伏系统，同时因为系统内包含众多的部件，对于加温或者散热的要求更高。其持续、稳定的工作离不开热管理的配合。而随着液冷技术的发展，其散热效率高、低耗能、高性能等特征被越来越多的运用到光储充系统的热管理中，能够有效降低电能损失，提高收益。

2、而现有的光储充系统主要包含电池系统、储能变流器pcs、dc-dc、光伏、液冷机等电气设备，目前只有电池系统是采用液冷的热管理方式，pcs、dc-dc等功率型电气件仍是采用风冷的方案，通过内部风机进行加热或散热措施，且都是分开控制，存在能耗高、性能低且噪音高的缺点。同时光储系统的热管理有液冷，也有单独的风冷管理，没有形成一个完整的热管理整体，对于整体的场站能耗也较大。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：提供一种液冷光储充系统及其热管理方法，有效较低整体能耗，提高水冷利用率。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、一种液冷光储充系统，包括电池柜、电气设备柜、液冷机、第一三通阀、第二三通阀、液冷管路和ems控制子系统；

4、所述液冷机包括出水口和回水口；

5、所述出水口、所述第一三通阀、所述电池柜、所述电气设备柜、所述第二三通阀和所述回水口依次通过所述液冷管路连通形成制冷循环回路；

6、所述出水口、所述第一三通阀、所述电气设备柜、所述电池柜、所述第二三通阀和所述回水口依次通过所述液冷管路连通形成制热循环回路；

7、所述第一三通阀、所述第二三通阀和所述液冷机均与所述ems控制子系统控制连接，所述液冷机为冷热一体机。

8、为了解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案为：

9、一种液冷光储充系统的热管理方法，采用上述的一种液冷光储充系统，包括步骤：

10、s0、定义第一三通阀与液冷机出水口连接的阀口为a、与电气设备柜连接的阀口为b以及与电池柜连接的阀口为c，定义第二三通阀与所述液冷机回水口连接的阀口为a、与所述电气设备柜连接的阀口为b以及与所述电池柜连接的阀口为c；

11、s1、判断系统工作模式，若系统的工作模式为制冷模式，则进入步骤s2，若系统的工作模式为制热模式，则进入步骤s3；

12、s2、ems控制子系统控制所述第一三通阀的a、c开启、b阀口关闭，控制所第二三通阀的a、b阀口开启、c阀口关闭，然后启动所述液冷机将冷却后的冷却水从所述出水口送出并通过液冷管路先后经所述第一三通阀的a、c阀口先流入所述电池柜内进行一次换热，对电芯降温，一次换热后的冷却水再通过所述液冷管路流出所述电池柜并送入所述电气设备柜内进行二次换热，对电气件降温，二次换热后的冷却水再通过所述液冷管路流出所述电气设备柜并先后经第二三通阀的b、a阀口由所述回水口流回所述液冷机内重新冷却，以此往复制冷循环；

13、s3、所述ems控制子系统控制所述第一三通阀的a、b阀口开启、c阀口关闭，控制所述第二三通阀的a、c阀口开启、b阀口关闭，然后启动所述液冷机将加温后的升温水从所述出水口送出并通过液冷管路先后经所述第一三通阀的a、b阀口先流入所述电气设备柜内进行一次换冷，对电气件升温，一次换冷后的升温水再通过所述液冷管路流出所述电气设备柜并送入所述电池柜内进行二次换冷，对电芯升温，二次换冷后的升温水再通过所述液冷管路流出所述电池柜并先后经第二三通阀的c、a阀口由所述回水口流回所述液冷机内重新加温，以此往复制热循环。

14、本发明的有益效果在于：通过将传统的仅对电池系统采用液冷、其他功率型电气件采用风冷的热管理方案替换为对整个光储系统中的电池柜和电气设备柜统一采用液冷机进行制冷及制热的热管理方案，在整个系统内通过液冷管路并配合两个三通阀将液冷机、电池柜和电气设备柜连通形成不同的制冷循环回路和制热循环回路，由ems控制子系统控制两个三通阀不同阀口的开闭来实现制冷循环回路中液冷机的冷却水先经电池柜进行一次换热后再经电气设备柜二次换热回流至液冷机内，以确保电池柜内电芯进行有效降温后的换热水也能进一步对电气设备柜内耐高温的电气件的有效降温；以及制热循环回路中液冷机的升温水则先经电气设备柜一次换冷后再经电池柜二次换冷回流至液冷机内，以确保电气设备柜内功率型电气件进行有效升温后的换冷水也能进一步为电池柜内的电芯进行有效升温，确保整个光储系统的正常工作。整个热管理过程每个子部件均参与控制中，有效降低系统整体能耗，提高水冷系统的利用率。

技术特征：

1.一种液冷光储充系统，其特征在于，包括电池柜、电气设备柜、液冷机、第一三通阀、第二三通阀、液冷管路和ems控制子系统；

2.根据权利要求1所述的一种液冷光储充系统，其特征在于，所述电池柜和所述电气设备柜内均设置有温度传感器；

3.根据权利要求2所述的一种液冷光储充系统，其特征在于，所述电气设备柜包括多个dcdc柜、一个pcs柜和一个光伏设备柜，且多个所述dcdc柜和一个所述pcs柜内均设置有所述温度传感器；

4.根据权利要求3所述的一种液冷光储充系统，其特征在于，每路所述dcdc支管路处均设置有流量阀；

5.根据权利要求1所述的一种液冷光储充系统，其特征在于，所述电池柜为多个，并通过bms电池管理子系统进行统一管理，所述bms电池管理子系统与所述ems控制子系统控制连接；

6.一种液冷光储充系统的热管理方法，其特征在于，采用上述权利要求1至5中任一所述的一种液冷光储充系统，包括步骤：

7.根据权利要求6所述的一种液冷光储充系统的热管理方法，其特征在于，所述电池柜和所述电气设备柜内均设置有与所述ems控制子系统控制连接的温度传感器；

8.根据权利要求7所述的一种液冷光储充系统的热管理方法，其特征在于，所述步骤s2还包括：

9.根据权利要求6所述的一种液冷光储充系统的热管理方法，其特征在于，所述步骤s0还包括：

10.根据权利要求9所述的一种液冷光储充系统的热管理方法，其特征在于，所述步骤s2中一次换热后的冷却水再通过所述液冷管路流出所述电池柜并送入所述电气设备柜内进行二次换热，对电气件降温，具体为：

技术总结
本发明公开了一种液冷光储充系统及其热管理方法，包括电池柜、电气设备柜、液冷机、第一三通阀、第二三通阀、液冷管路和EMS控制子系统；液冷机包括出水口和回水口；出水口、第一三通阀、电池柜、电气设备柜、第二三通阀和回水口依次通过液冷管路连通形成制冷循环回路；出水口、第一三通阀、电气设备柜、电池柜、第二三通阀和回水口依次通过液冷管路连通形成制热循环回路；第一三通阀和第二三通阀均与EMS控制子系统控制连接，液冷机为冷热一体机。本发明对整个光储系统中的电池柜和电气设备柜统一采用液冷机进行制冷及制热的热管理方案，热管理过程每个子部件均参与控制中，有效降低系统整体能耗，提高水冷系统的利用率。

技术研发人员：张敏,方焱琦
受保护的技术使用者：福建时代星云科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/5