[发明专利]针对多热源直流储能装置的集成式热管理系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种针对多热源直流储能装置的热管理系统及控制方法，包括第一热管理回路、第二热管理回路、空调回路、四通阀，第二热管理回路与空调回路共用板式换热器，通过四通阀控制第一热管理回路在大循环与自循环间切换，并通过板式换热实现第一、第二热管理回路与空调回路间的热量交换；用一套集成式水冷回路实现直流储能装置上储能电池和DC转换模块热管理回路的互联互通，同时安装空调系统提高制冷功率。再通过直流储能装置控制器依据各模块的温度情况，统筹控制各热管理回路状态切换及部件启停，从而简化热管理回路零部件，并可为各部件提供适宜温度以提高系统效率，适应不同工况。

技术领域

本发明涉及直流储能装置热管理系统领域，特别是涉及一种针对多热源直流储能装置的集成式热管理系统及其控制方法。

背景技术

直流储能装置主要应用于充电桩、移动发电设备等，该装置常包括储能电池，以及用于直流电压转换的大功率高压模块，如DCDC、DCAC等。各模块在工作时均为一个独立热源，会产生大量的热，且每个模块适宜的工作温度各不相同，其温度对直流储能装置工作效率、元器件使用寿命，甚至系统安全性都有显著影响。因此为使得直流储能装置在不同温度下均可正常高效工作，必须针对各热源的生热情况进行相应热管理。

目前，储能装置的热管理多采用通风冷却或水冷方式，这种散热方式难以满足各模块在高温环境下大功率工作时的散热需求，限制了储能装置充放电功率的进一步提高。现有储能装置各模块的热管理回路相互独立，需安装多个热交换器及散热器，使得热管理零部件过多，系统复杂，增加了整车成本。同时直流储能装置多安装在有限的封闭空间内，零部件过多会导致布置困难，且在静止的封闭环境内使用散热器无法获得迎风散热。

发明内容

本发明为解决上述问题提供了一种针对多热源直流储能装置的集成式热管理系统，用一套集成式水冷回路实现直流储能装置中储能电池和DC转换模块热管理回路的互联互通，同时安装空调系统提高制冷功率，再通过采集各模块温度，统筹控制热管理回路模式切换及部件启停，从而简化热管理回路零部件，并可为各模块提供适宜温度以提高系统效率，适应不同工况。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

作为本发明的第一方面，提供一种针对多热源直流储能装置的集成式热管理系统，包括第一热管理回路、第二热管理回路、空调回路、四通阀，第二热管理回路与空调回路共用的板式换热器；通过四通阀控制第一热管理回路在大循环与自循环间切换，当第一热管理回路大循环时与第二热管理回路联通，自循环时与第二热管理回路断开；并通过板式换热器实现空调回路和第一热管理回路、第二热管理回路间的热量交换；

所述第一热管理回路用于直流储能系统中DC转换模块的冷却，每个DC转换模块均为一个热源，在工作时会产生大量的热；所述第一热管理回路中包括第一水泵、第一水温传感器、DC转换模块、四通阀；第一水泵、第一水温传感器、DC转换模块依次连接；若存在多个所述DC转换模块，则将各DC转换模块一端与第一水温传感器连接，DC转换模块另一端与所述四通阀第一接口连接；并在每个DC转换模块入口和第一水温传感器间串联安装一个调节流经该DC转换模块冷却液流量的流量控制阀；第一水泵连接所述四通阀的第二接口；第一水温传感器用于采集DC转换模块入口冷却液温度；

所述第二热管理回路包括储能电池、板式换热器、第二三通阀、第二水泵、水暖加热器、第二水温传感器；储能电池与板式换热器连接，板式换热器一端与所述四通阀的第四接口连接，板式换热器另一端与第二三通阀的入口相连接，第二三通阀的两个出口分别与四通阀和第二水泵相连接，第二水泵、水暖加热器、第二水温传感器依次连接，第二水温传感器连接储能电池，第二水温传感器用于采集储能电池入口冷却液温度；水暖加热器用于为电池提供热量；通过调节第二三通阀两个出口的开度比例实现第一热管理回路和第二热管理回路冷却液流量的分配；