一种储能液冷除湿系统及其控制方法与流程

本公开涉及锂电池储能，具体涉及一种储能液冷除湿系统及其控制方法。

背景技术：

1、在锂电池储能领域，由于对有限空间内的高能量密度和高功率的追求，导致电芯产生高发热量，为了有效管理这种高热负荷，液冷系统因其高散热效率和温差小的优点，已被广泛应用于锂电池储能热管理系统中。然而，当液冷板表面温度低于集装箱内的空气露点温度时，会在液冷板表面产生凝露，这种现象会直接影响电气绝缘性能，甚至可能导致电芯短路，从而引发严重的安全隐患。因此，一套低成本、系统简单且合理的储能液冷除湿系统显得尤为重要。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术存在的问题，本公开目的在于提供一种储能液冷除湿系统及其控制方法。储能液冷除湿系统及其控制方法通过冷却模块和除湿模块之间的温度差，使除湿模块先产生凝露，进而除湿模块进行除湿工作，由于除湿模块先进行工作，它可以有效地降低环境湿度和环境温度，从而减少冷却模块在使用过程中产生大量凝露的情况，并且在环境温度已经被降低的情况下，冷却模块可以更有效地散热，提高冷却效果。

2、本公开所述的一种储能液冷除湿系统及其控制方法，包括制冷模块、以及与所述制冷模块热交换的冷却模块和除湿模块，所述冷却模块用于冷却电池模组；

3、所述冷却模块和所述除湿模块通过所述制冷模块获得的温度分别为w1和w2，满足w1>w2，以使得工作过程中所述除湿模块先于所述冷却模块产生凝露。

4、优选地，所述冷却模块包括液冷板，以及与所述液冷板连通且形成循环回路的第一管道，所述液冷板用于对所述电池模组冷却。

5、优选地，所述除湿模块包括除露装置、以及与所述除露装置适配的凝露盘管和与所述凝露盘管连通且形成循环回路的第二管道，所述除湿模块用于对储能箱除湿。

6、优选地，所述除露装置包括风机和/或加热器，用于除去所述凝露盘管产生的露水；

7、所述第一管道和所述第二管道在与所述制冷模块连接处采用并联设置，并且所述第一管道和所述第二管道与所述制冷模块连接处均为盘管结构；

8、所述第一管道的盘管圈数为z1，所述第二管道的盘管圈数为z2，满足z1<z2。

9、优选地，所述冷却模块的温度w1与所述除湿模块的温度w2之间的温差值满足：w1-w2≥△t，并且所述第一管道和所述第二管道上均设有第一温度检测机构；

10、根据所述第一温度检测机构检测的温度数据对所述第一管道和所述第二管道内的液体流量进行控制。

11、优选地，所述温差值△t按照如下方式选取：

12、所述电池模组的体积为v1，储能箱的体积为v2，所述电池模组的体积与储能箱的体积之比为c＝v1/v2；

13、w0＝wt+x1*(e1+m1)-x2*e2

14、△t＝c*w0+x3*a1+△y

15、其中，w0为所述第一管道和所述第二管道内液体的初始温度值，wt为用于冷却所述电池模组的理论温度值；e1为对所述第一管道和所述第二管道供液的供液机构对应的功率；m1为所述液冷板的凝露机率；e2为所述制冷模块包括的压缩机对应的功率；x1、x2和x3均为修正系数；a1为所述制冷模块包括的板式换热器对应的有效换热面积，△y为所述板式换热器的热损失值。

16、优选地，所述第一管道上设有第一电控阀和第一流量计，所述第二管道上设有第二电控阀和第二流量计，通过所述第一电控阀和所述第二电控阀分别对所述第一管道和所述第二管道内的液体流量进行控制，控制方法如下：

17、预设所述第一管道和所述第二管道内液体的初始流量为q，单次进行调节的流量值为△q；

18、若w1-w2<△t，则通过控制所述第一电控阀令所述第一管道内液体进行增加流量△q，通过控制所述第二电控阀令所述第二管道内液体进行减少流量△q，并且液体在所述第一管道和所述第二管道每流经一个回路进行一次调节，以使得w1-w2≥△t。

19、优选地，所述储能液冷除湿系统还包括第二温度检测机构和湿度检测机构，分别对储能箱的内部和外部设置所述第二温度检测机构进行温度检测、以及对储能箱的内部设置所述湿度检测机构进行湿度检测；

20、获得储能箱的内部温度和外部温度分别为w3和w4、以及储能箱的内部湿度为s1，根据所述内部温度w3、所述外部温度w4和内部湿度s1对所述风机的转速进行控制。

21、优选地，所述风机的控制方法包括以下步骤：

22、在储能箱工作的一个周期t内，预设所述风机的初始转速为p1、以及湿度阈值s，满足w1-w2≥△t的条件下启动储能箱；

23、所述内部温度w3和所述外部温度w4的比值为k1＝w3/w4，预设正常工作时k1的范围为k1＝0.8～1.2；

24、所述液冷板与所述凝露盘管的直线距离为l1，所述l1与储能箱的高度h1的比值为k2＝l1/h1：

25、若k1＝0.8～1.2且s1<s，则所述风机维持初始转速；

26、若k1＝0.8～1.2且s1≥s，则按如下公式控制所述风机的转速：

27、p2＝[(-50*s1)*100+p1]*k1/k2

28、其中，p2为工作时所述风机的转速，单位r/min；

29、若k1<0.8或k1>1.2，则发出告警信息。

30、本公开还提供了一种储能液冷除湿系统控制方法，应用于储能液冷除湿系统，包括在储能箱内设置用于冷却电池模组的冷却模块、以及设置用于对储能箱内部除湿的除湿模块，所述冷却模块和所述除湿模块均采用液冷控制，并且满足所述冷却模块的温度高于所述除湿模块的温度。

31、本公开所述的一种储能液冷除湿系统及其控制方法，其优点在于：

32、1、本公开的储能液冷除湿系统具有制冷模块、以及与制冷模块连接的冷却模块和除湿模块；冷却模块和除湿模块通过制冷模块得到的温度分别为w1和w2，满足w1>w2，以使得工作时除湿模块先于冷却模块产生凝露。通过冷却模块和除湿模块之间的温度差，使除湿模块先产生凝露，进而除湿模块进行除湿工作，由于除湿模块先进行工作，它可以有效地降低环境湿度和环境温度，从而减少冷却模块在使用过程中产生大量凝露的情况，并且在环境温度已经被降低的情况下，冷却模块可以更有效地散热，提高冷却效果；冷却模块包括液冷板，除湿模块包括除露装置和凝露盘管，除露装置可在密闭的储能箱内产生气流循环，将储能箱内的空气引导至凝露盘管处进行凝露并去除，从而将储能箱内的湿空气变成干燥空气，能减少液冷板产生大量凝露而对电池模组冷却效率产生影响的情况。

33、2、本公开的储能液冷除湿系统通过第一管道和第二管道在与制冷模块连接处采用并联设置，并且第一管道和第二管道与制冷模块连接处均为盘管结构；第一管道的盘管圈数为z1，第二管道的盘管圈数为z2，满足z1<z2。通过设置不同盘管圈数，使得第一管道和第二管道内的液体在通过制冷模块后得到的温度不同，这种结构简单，并且还能使得第一管道和第二管道在与制冷模块连接处采用并联设置，制冷模块包括板式换热器，即第一管道和第二管道在与板式换热器连接，这种结构和连接方式相较于使用两个蒸发器的液冷除湿系统，不需要添加额外的电磁阀等，液冷除湿系统整体较简单，避免了两个蒸发器使得制冷模块的制冷剂流量难控制而需要增加额外部件的情况，进而降低了成本。

34、3、本公开的储能液冷除湿系统通过在第一管道和第二管道上均设有温度检测机构，根据温度检测机构检测的温度数据对第一管道和第二管道内的液体流量进行控制，使得冷却模块的温度w1与除湿模块的温度w2之间的差值处于正常的范围内；并且根据储能箱内外的温度的比值、储能箱内的湿度、以及第一管道和第二管道之间的直线距离与储能箱的高度比值的参数对除露装置的风机进行判断并控制。上述的控制方式能提高冷却模块和除湿模块的工作效率，根据具体情况进行控制，可以避免不必要的能源浪费，减少冷却模块和除湿模块的负荷，延长使用寿命。