一种储能系统的电芯温度控制方法、系统、装置及介质与流程

专利2025-12-24  22


本发明涉及能源存储,更具体的说是涉及一种储能系统的电芯温度控制方法、系统、装置及介质。


背景技术:

1、能源储存技术是指将能源进行储存,以便在需要的时候进行释放和利用的技术。其中,储能系统是一种常见的能源储存技术,它通过将电能转化为其他形式的能量来储存电能,以便在需要的时候进行释放和利用。

2、在储能系统中,电池是主要的能量储存设备。由于电池在工作过程中会产生大量的热量,如果不能及时有效地散热,就会导致电池温度过高,从而影响电池的性能和寿命。如果散热不均匀就会导致电芯间充放电量不一致,经多次使用后就会出现充电不均匀的现象,长此以往可能会导致部分电芯过充而出现热失控的现象。

3、为了保证电池的正常工作温度,提高电池的寿命和安全性,液冷散热技术被广泛应用于电池pack中。目前市场上常用的电池pack液冷散热方式主要是底冷。底冷方案中,冷却液从电芯底部流动,通过吸热和流动的方式来降低电芯的温度。然而,由于电芯本身热阻的存在,底冷方案会造成电芯顶端和底端存在着温差过大的问题。

4、目前主要存在的问题有以下三条:

5、1.温差过大会导致电芯的热量分布不均,使得电芯的部分区域温度过高,增加了电芯的热失控风险。由于电芯本身热阻的存在,底冷方案中的冷却液主要通过电芯底部流动,吸热后再流动至其他部分,以降低电芯的温度。然而,由于电芯顶端与底端的温度差异,导致电芯的热量分布不均。部分区域温度过高可能会引发电芯的热失控,导致电池发生故障或甚至起火爆炸的风险。

6、2.温差过大会影响电池pack的散热效果,降低整个电池pack的散热效率,进而影响电池的性能和寿命。底冷方案中,冷却液从电芯底部流过,吸收热量后再流出。然而,由于电芯顶端与底端的温度差异,使得电芯的散热效果受到限制。温差过大会导致电芯顶端的热量无法有效地传递给冷却液,从而降低了整个电池pack的散热效率。长期以来,过高的温度会加速电池的老化,缩短电池的寿命,并可能导致性能下降。

7、3.温差过大还会导致电芯的热膨胀不均,增加了电芯与其他组件之间的机械应力,可能引发电池pack的损坏或故障。温差过大会导致电芯的热膨胀不均,即电芯顶端与底端的膨胀程度不一致。这样的情况下,电芯与其他组件之间的机械应力会增加,可能导致电池pack的损坏或故障。例如,电芯与包装材料之间的粘接层可能会受到过大的应力,导致粘接层的剥离或断裂。这种机械应力还可能引起电芯内部的损伤,从而影响电池的正常运行。


技术实现思路

1、针对以上问题,本发明的目的在于提供一种储能系统的电芯温度控制方法、系统、装置及介质,能够提高电池的散热效率和安全性,延长电池的使用寿命。

2、本发明为实现上述目的,通过以下技术方案实现:

3、第一方面,本发明公开了一种储能系统的电芯温度控制方法,所述储能系统内设有底冷板和侧冷板,侧冷板设在储能系统中的每个电池簇的侧面,侧冷板内设有用于控制冷却液流量的二级流量阀。

4、所述方法包括:

5、实时获取每个电池簇的温度值和相应侧冷板内冷却液的流量值;

6、对每个电池簇的温度值进行分析和比较,以确定出温度异常的电池簇;

7、根据温度异常的电池簇的温度值确定其异常类型和调整系数;

8、根据异常类型和调整系数生成相应的控制命令,控制相应侧冷板内二级流量阀的开合度以调整电池簇的温度。

9、进一步,所述实时获取每个电池簇的温度值和相应侧冷板内冷却液的流量值,包括:

10、实时读取每个电池簇内预设温感探头的感应值,以获取每个电池簇的温度值;实时读取每个侧冷板内预设流量监控探头的感应值,以获取每个侧冷板的流量值。

11、进一步,所述对每个电池簇的温度值进行分析和比较,以确定出温度异常的电池簇,包括:

12、将每个电池簇的温度值按照升序排序,以确定出最小温度值和最大温度值;

13、根据最大温度值与最小温度值的差值,确定当前储能系统的温差值;

14、判断所述温差值是否小于等于温差阈值;

15、若是,则当前储能系统温控正常,储能系统内不存在温度异常的电池簇。

16、进一步,所述对每个电池簇的温度值进行分析和比较,以确定出温度异常的电池簇,还包括:

17、若所述温差值大于温差阈值,根据每个电池簇的温度值,计算当前储能系统的温度平均值;

18、通过公式x=|t-tave|/tave*100%计算每个电池簇的温差系数x;其中,t为任一电池簇的温度值,tave为当前储能系统的温度平均值;

19、判断每个电池簇的温差系数是否小于均等于温差系数阈值;

20、若是,则当前储能系统温控正常,储能系统内不存在温度异常的电池簇;

21、若否,则标记温差系数大于温差系数阈值的电池簇,并将其视为温度异常的电池簇。

22、进一步,所述根据温度异常的电池簇的温度值确定其异常类型和调整系数,包括:

23、将温度异常的电池簇的温度值记为t0,相应的温差系数记为x0;

24、若t0<tave,则异常类型为低温异常;

25、若t0>tave,则异常类型为高温异常。

26、进一步,所述根据温度异常的电池簇的温度值确定其异常类型和调整系数,还包括:

27、根据x0和调整系数识别区间确定温度异常的电池簇相应的侧冷板内二级流量阀的开合度调整系数k;

28、若0≤x0<30%,k=15%;

29、若30%≤x0<65%,k=25%;

30、若x≥65%0,k=50%。

31、进一步,所述根据异常类型和调整系数生成相应的控制命令,控制相应侧冷板内二级流量阀的开合度以调整电池簇的温度,包括:

32、根据异常类型和调整系数生成相应的控制命令;

33、若异常类型为低温异常,通过控制命令将相应侧冷板内二级流量阀的开合度降低k;

34、若异常类型为高温异常,通过控制命令将相应侧冷板内二级流量阀的开合度升高k。

35、第二方面,本发明还公开了一种储能系统的电芯温度控制系统,包括:测量模块,配置用于实时获取每个电池簇的温度值和相应侧冷板内冷却液的流量值;

36、筛选模块,配置用于对每个电池簇的温度值进行分析和比较,以确定出温度异常的电池簇;

37、类型识别模块,配置用于根据温度异常的电池簇的温度值确定其异常类型和调整系数;

38、控制模块,配置用于根据异常类型和调整系数生成相应的控制命令,控制相应侧冷板内二级流量阀的开合度以调整电池簇的温度。

39、第三方面,本发明还公开了一种储能系统的电芯温度控制装置,包括:

40、存储器,用于存储储能系统的电芯温度控制程序;

41、处理器,用于执行所述储能系统的电芯温度控制程序时实现如上文任一项所述储能系统的电芯温度控制方法的步骤。

42、第四方面,本发明还公开了一种可读存储介质,所述可读存储介质上存储有储能系统的电芯温度控制程序,所述储能系统的电芯温度控制程序被处理器执行时实现如上文任一项所述储能系统的电芯温度控制方法的步骤。

43、对比现有技术,本发明有益效果在于:

44、1、本发明实现了实时监测和控制电池内部温度和温差的功能。通过电池温感探头和流量监控探头的实时监测,可以准确地获取每个电池簇的温度和流量信息。一旦发现温度差异较大的情况,能够立即做出相应的调整,通过二级管路流量控制阀的动作,使温度高的电池簇的冷却液流量升高,温度低的电池簇的冷却液流量下降,以保证电池簇间温度均匀。这种实时监测和控制能力,有助于提高储能系统的安全性和稳定性,避免因温度不均匀而导致的电池老化和损坏。

45、2、本发明具有快速反应的优点。一旦监测到温度差异,可以迅速做出相应的调整,使温度高的电池簇的冷却液流量升高,温度低的电池簇冷却液流量下降。这种快速反应的特性,可以确保储能系统在不同工况下都能够迅速适应,提高了储能系统的灵活性和适用性。同时,快速反应也有助于减少电池在高温或低温环境下的损耗,延长电池的使用寿命。

46、3、本发明还能有效延长电池的使用寿命,提高储能系统的能量利用率,减少能源浪费。通过实时监测和控制电池内部温度和流量,可以更加精确地控制电池的工作状态,避免因温度差异导致的不均匀老化,提高了电池的循环寿命和能量利用率。这种优点有助于减少能源浪费,提高能源利用效率,符合节能减排的环保要求。

47、由此可见,本发明通过实时监测和控制电池内部温度和流量,提高了储能系统的智能化水平,增强了系统的安全性和稳定性,具有较高的实用价值和经济价值。本发明与现有技术相比,具有突出的实质性特点和显著的进步,其实施的有益效果也是显而易见的。


技术特征:

1.一种储能系统的电芯温度控制方法,其特征在于,所述储能系统内设有底冷板和侧冷板,侧冷板设在储能系统中的每个电池簇的侧面,侧冷板内设有用于控制冷却液流量的二级流量阀;

2.根据权利要求1所述的储能系统的电芯温度控制方法,其特征在于,所述实时获取每个电池簇的温度值和相应侧冷板内冷却液的流量值,包括:

3.根据权利要求1所述的储能系统的电芯温度控制方法,其特征在于,所述对每个电池簇的温度值进行分析和比较,以确定出温度异常的电池簇,包括:

4.根据权利要求3所述的储能系统的电芯温度控制方法,其特征在于,所述对每个电池簇的温度值进行分析和比较,以确定出温度异常的电池簇,还包括:若所述温差值大于温差阈值,根据每个电池簇的温度值,计算当前储能系统的温度平均值;

5.根据权利要求4所述的储能系统的电芯温度控制方法,其特征在于,所述根据温度异常的电池簇的温度值确定其异常类型和调整系数,包括:

6.根据权利要求5所述的储能系统的电芯温度控制方法,其特征在于,所述根据温度异常的电池簇的温度值确定其异常类型和调整系数,还包括:

7.根据权利要求6所述的储能系统的电芯温度控制方法,其特征在于,所述根据异常类型和调整系数生成相应的控制命令,控制相应侧冷板内二级流量阀的开合度以调整电池簇的温度,包括:

8.一种储能系统的电芯温度控制系统,其特征在于,包括:

9.一种储能系统的电芯温度控制装置,其特征在于,包括:

10.一种可读存储介质,其特征在于:所述可读存储介质上存储有储能系统的电芯温度控制程序,所述储能系统的电芯温度控制程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项权利要求所述的储能系统的电芯温度控制方法的步骤。


技术总结
本发明提出的一种储能系统的电芯温度控制方法、系统、装置及介质,所述方法包括:实时获取每个电池簇的温度值和相应侧冷板内冷却液的流量值;对每个电池簇的温度值进行分析和比较,以确定出温度异常的电池簇;根据温度异常的电池簇的温度值确定其异常类型和调整系数;根据异常类型和调整系数生成相应的控制命令,控制相应侧冷板内二级流量阀的开合度以调整电池簇的温度。本发明能够提高电池的散热效率和安全性,延长电池的使用寿命。

技术研发人员:王国岩,秦伟,于建斌,周庆庆,石天宇,张阳阳,李舒,魏丁,闫海威,谌效全
受保护的技术使用者:山东电工时代能源科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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