分布式控温系统、储能电池及储能装置的制作方法

1.本实用新型涉及温度控制技术领域，尤其涉及一种分布式控温系统、储能电池及储能装置。


背景技术：

2.目前，随着光伏、风能等新能源发展，以及削峰填谷、调频等应用，储能的应用越来越广泛。在储能系统中常见应用场景为，多组电池组(pack)串/并联使用，组成一个大的电池簇，每个电池簇中有专门的电池管理单元(bms)进行控制，包括很重要的温度控制。然而，在每个电池簇中，每组电池pack中不同电芯之间温差对电池簇的使用寿命和安全性有重要影响，温差越大，电芯一致性越差，在木桶效应作用下，电池簇的整体寿命越低。因此，严格控制电池pack中电芯温差，对储能系统尤为重要。
3.而现在业界常用的温控散热方式多采用风机，即利用风机强迫风冷的方式，且基于所有风机同开同关，转速一致，容易导致某一组电池组的温度过高或者过低，形成较大温度差，即现有温控散热方式没有针对性，存在散热不均的技术问题。
4.因此，现有技术有待于改善。


技术实现要素：

5.本实用新型的主要目的在于提出一种分布式控温系统、储能电池及储能装置，以至少解决背景技术中所提及的现有温控散热方式没有针对性，所导致的散热不均的技术问题。
6.本实用新型的第一方面，提供了一种分布式控温系统，应用于储能电池，储能电池包括多个呈串联或者并联关系的电池组，分布式控温系统包括：
7.一个电池温控处理器件，所述电池温控处理器件配置有多个第一接口、多个第二接口以及多个第三接口；
8.多个电池温控执行器件，每个所述电池温控执行器件同时与对应的一个所述第一接口、一个所述第二接口电连接；
9.其中，每个所述第三接口分别与对应的一个所述电池组电连接，多个所述第三接口用于将多个所述电池组所对应的多个电池温度分别传输至所述电池温控处理器件，多个所述第二接口用于将所述电池温控处理器件提供的多个控制指令分别传输至各电池温控执行器件，每个所述电池温控执行器件用于对与其对应的一组所述电池组进行温度控制。
10.本实用新型的第二方面，提供了一种储能电池，包括如第一方面的分布式控温系统。
11.本实用新型的第三方面，提供了一种储能装置，包括如第一方面的分布式控温系统。
12.本实用新型的分布式控温系统、储能电池及储能装置，通过集成一个电池温控处理器件以及多个电池温控执行器件，并且电池温控处理器件配置有多个第一接口、多个第
二接口以及多个第三接口，每个电池温控执行器件同时与对应的一个所述第一接口、一个第二接口电连接。由此，分布式控温系统在进行工作时，能够根据每一个电池组的温度情况来进行针对性散热，也即每一个电池温控执行器件能够单独对于一个电池组进行散热、加热处理，达到散热均匀、加热均匀的技术效果(形成针对性控温)，也即控温均匀，并最终保证储能电池中多个电池组的温度差处于一个稳定范围，提高储能电池的使用寿命。
附图说明
13.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
14.图1为背景技术中所提及的现有的温控散热方式；
15.图2为本实用新型第一实施例中分布式控温系统的原理拓扑图；
16.图3为本实用新型第二实施例中分布式控温系统的原理拓扑图；
17.图4为本实用新型第三实施例中分布式控温系统的原理拓扑图。
18.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
19.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
20.需要注意的是，相关术语如“第一”、“第二”等可以用于描述各种组件，但是这些术语并不限制该组件。这些术语仅用于区分一个组件和另一组件。例如，不脱离本实用新型的范围，第一组件可以被称为第二组件，并且第二组件类似地也可以被称为第一组件。
21.相关技术中的温控散热方式可参考图1，在图1中，电池温控单元控制所有电池温控执行单元(下面简称执行单元)的供电，所有执行单元的状态串联后给到风机控制单元，每个执行单元调节1个电池单元温度，执行单元可以是1个或多个风机组成；则这类温控散热方式容易存在以下缺点：1、执行单元只有两种状态，全速工作或停止；当电池工作或温度高时，全速转动，此时若不同电池组之间存在温差，无法进行区别控制(散热不均)，电池组的温差会持续增大，进而影响电池寿命；2、执行单元的状态反馈串联后给到风机控制单元，当有一个单元异常时，仅能够检测到异常，无法快速精准定位。
22.为解决上述提及的现有温控散热方式存在的散热不均的技术问题，请参考图2，本实用新型所提供的分布式控温系统，该分布式控温系统包括一个电池温控处理器件以及多个电池温控执行器件(图2中的电池温控执行器件对应数量为n，n为大于等于2的整数)。
23.具体的，电池温控处理器件为具有处理功能的器件，例如核心处理器。该电池温控处理器件配置有多个第一接口、多个第二接口以及多个第三接口，第一接口、第二接口、第三接口的区别在于传输不同的信息。需要说明的是，第一接口、第二接口以及第三接口可以是通过功能定义、配置所形成的引脚；例如，可以是peripheral component interconnect express引脚，即适用于高速串行计算机扩展总线标准的引脚；也可以是通用的信息传输接口。
24.具体的，该电池温控执行器件为具有温度调节功能的器件，例如风扇、风机等。每个电池温控执行器件同时与对应的一个第一接口、一个第二接口电连接。
25.该分布式控温系统可以应用于储能电池，储能电池包括多个呈串联或者并联关系的电池组。则上述第一接口、第二接口、第三接口的连接关系、功能如下：每个第三接口分别与对应的一个电池组电连接，多个第三接口用于将多个电池组所对应的多个电池温度分别传输至电池温控处理器件，多个第二接口用于将电池温控处理器件提供的多个控制指令分别传输至各电池温控执行器件，每个电池温控执行器件用于对与其对应的一组电池组进行温度控制。第一接口可以是电池温控处理器件上与供电控制相关的接口，第二接口可以是电池温控处理器件上与控制指令相关的接口，第三接口可以是电池温控处理器件上与温度采集相关的接口。
26.由此，分布式控温系统在进行工作时，每个电池温控执行器件可以根据不同的控制指令对与其对应的一组电池组的温度进行单独控制，这种控制即可以是散热，也可以是加热，则分布式控温系统用于均温，可以用于散热过程，也可用于加热过程。则每个电池温控执行器件能够根据每一个电池组的温度情况来进行针对性散热、加热，也即每一个电池温控执行器件能够单独对于一个电池组进行散热、加热处理，达到散热均匀、加热均匀的技术效果(针对性控温)，并最终保证储能电池中多个电池组的温度差处于一个稳定范围，提高储能电池的使用寿命。
27.需要注意的是，本实用新型的保护范围限于各器件、接口之间的连接关系，各器件、接口的功能是基于上述各器件、接口连接之后所实现，并不涉及软件、方法层面技术特征。正是基于上述实施例中一个电池温控处理器件、多个电池温控执行器件之间连接关系，解决了上述提及的现有温控散热方式存在的散热不均的技术问题。
28.在本实施例中，每个电池温控执行器件均包括一组风机，每个电池温控执行器件分别安装于对应的一组电池组上，每个电池温控执行器件的风机用于通过转轮的转动对与其对应的一组电池组的温度进行控制(温度降低)。即每个电池温控执行器件可以通过其所包括的风机来对于对应的一组电池组的温度进行散热，其中，电池组的温度这里一般是指电池组的内部温度，以及每个电池温控执行器件的风机数量可以根据一组电池组中的电池数量进行调整，例如电池数量越多则相应的风机数量越多，一组风机中风机的数量至少为1个。
29.在本实施例中，每个电池温控执行器件还可以包括加热器件，每个电池温控执行器件的加热器件用于对与其对应的一组电池组的温度进行控制(温度提高)。即在整个分布式控温系统中，基于不同电池组之间的温度差不同，既可以利用每个电池温控执行器件的加热器件进行温度提高调节，也可以每个电池温控执行器件的加热器件进行温度降低调节，由此快速地将储能电池中多个电池组之间的温度差控制在稳定范围。
30.请参考图3，分布式控温系统还包括多个pwm控制电路(图3中的pwm控制电路对应数量为n，n为大于等于2的整数)，电池温控处理器件的多个第一接口分别经一个pwm控制电路与对应的一组风机电连接，多个pwm控制电路将每个pwm控制信号分别传输至对应的一个电池温控执行器件中，从而控制对应的风机的转动速度。即电池温控处理器件通过第一接口输出不同的控制信号来控制多个pwm控制电路产生pwm控制信号，不同的pwm控制信号则相应控制风机的转动速度。由此，当不同的电池组的温度不同时，通过各风机所对应的不同
转动速度，能够针对性地将温度高的电池组进行快速降温，则快速将不同电池组的温度差控制在一定范围内。
31.应当理解的是，除了通过pwm控制电路，还可以采用调压电路，可以根据实际分布式控温系统的成本来进行选择。也即分布式控温系统还包括多个调压电路，电池温控处理器件的多个第一接口分别经一个调压电路与对应的一组风机电连接，多个调压控制电路用于将每个调压控制信号分别传输至对应的一个电池温控执行器件中。与pwm控制电路相似的控制原理，通过不同的调压控制信号来相应控制风机的转动速度。
32.其中，当分布式控温系统包括有多个pwm控制电路或者多个调压电路时，电池温控处理器件可以是mcu芯片。
33.在本实施例中，分布式控温系统还包括多个温度采集器件(图中未示)，电池温控处理器件的多个第三接口分别经一个温度采集器件与对应的一个电池组电连接，多个温度采集器件用于将多个电池组所对应的多个电池温度分别传输至电池温控处理器件。其中，温度采集器件可以是温度传感器、温度采集仪表等具备温度采集功能的器件。即分布式控温系统通过多个温度采集器件将多个电池组所对应的多个电池温度实时反馈至电池温控处理器件，从而电池温控处理器件能够根据多个电池温度来判定出电池组的温度状态后，也即输出不同的pwm控制信号至对应风机，从而控制哪个风机的转动速度快、哪个风机的转动速度。当然，分布式控温系统也可以在判定出电池组的温度状态后，通过第二接口来输出控制指令(控制指令包括全速工作或停止)。
34.请参考图4，分布式控温系统还包括至少一个环境调温器件，环境调温器件与电池温控处理器件电连接，环境调温器件用于对储能电池的外部环境温度进行温度控制。其中，环境调温器件可以是空调、换热器等温控设备，其主要针对储能电池的外部环境温度进行温度控制，即实现进行整体调温的技术效果，则在遇到分布式控温系统中各个电池组的温度均过高时，通过环境式的整体调温方式来加快温度调节进度，从而尽快让储能电池处于正常温度范围内，保证其正常工作。
35.在本实施例中，电池温控处理器件还配置有多个第四接口，每个第四接口分别与对应的一个电池温控执行器件电连接，每个第四接口用于将每个电池温控执行器件的工作状态传输至电池温控处理器件。例如，当电池温控处理器件出现状态异常时(无响应、关机等)，可以通过电池温控处理器件上的第四接口配置，来获取每个电池温控执行器件的工作状态，从而分布式控温系统可以快速判定各个电池温控执行器件的工作状态。其中，第四接口可以是电池温控处理器件上与状态检测相关的接口。
36.具体的，分布式控温系统还包括多个状态采集器件，每个第四接口分别经一个状态采集器件与对应的一个电池温控执行器件电连接，多个状态采集器件用于将每个电池温控执行器件的工作状态传输至电池温控处理器件；其中，状态采集器件可以是摄像器件，其可以采集电池温控处理器件的实时工作图像，并根据实时工作图像输出工作状态，从而将每个电池温控执行器件的工作状态传输至电池温控处理器件。
37.在本实施例中，电池温控处理器件还配置有多个第五接口，每个第五接口分别与对应的一个环境调温器件电连接，每个第五接口用于将每个环境调温器件的工作状态传输至电池温控处理器件。例如，当环境调温器件出现状态异常时(无响应、关机等)，可以通过第五接口来获取每个环境调温器件的工作状态，从而方便分布式控温系统快速判定各个环
境调温器件的工作状态。其中，第五接口可以是电池温控处理器件上与状态检测相关的接口。
38.本技术的分布式控温系统在进行散热时，对温度高的电池pack加大散热量(如提高风机转速)，温度低的电池策略不变或降低散热量(如转速不变，或降低转速甚至停止风机)，从而降低电池组之间的温差，延长电池寿命。同理，在加热时，通过调节风机转速或ptc加热情况，调节电池之间温差；以及通过精准智能调节电池对应的电池温控执行器件，减少所有电池温控执行器件的整体功耗，实现节能效果；分组检查执行单元状态，执行单元异常时，能够快速精准定位，节省维护时间。
39.以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。