[发明专利]一种储能液冷系统及其应用方法

说明书

本发明涉及一种储能液冷系统，包括液冷机组、正逆循环切换开关、外部循环管路和设置在功率器件上的冷却组件；液冷机组通过正逆循环切换开关、外部循环管路与冷却组件的内部循环管路连接，正逆循环切换开关具有三个切换位置，当液冷机组的回液口和出液口处温差小于设定温差时，控制正逆循环切换开关处于第一切换位置，冷却液在液冷机组、外部循环管路和冷却组件中进行正向循环；当液冷机组的回液口和出液口处温差大于设定温差时，先控制正逆循环切换开关处于第二切换位置，冷却液先在液冷机组和外部循环管路之间进行短程循环，然后控制正逆循环切换开关处于第三切换位置，冷却液在液冷机组、外部循环管路和冷却组件中进行逆向循环。

技术领域

本发明涉及电池储能系统技术领域，具体是关于一种可正逆循环的储能液冷系统及其应用方法。

背景技术

近年来，随着新能源行业的不断发展，电池储能系统也朝着更大功率、更高能量密度、更长循环寿命和更加安全等目标发展。若需要满足上述的发展目标，电池储能系统的充放电倍率不可避免的随之增大。然而，随着充放电倍率的增加，电池储能系统的发热功率也会成倍增长。如无法进行有效散热，会导致电池储能系统内的电力设备加速老化甚至出现异常失效的情况，同时电池温度过高也会引起电池的电化学反应不稳定，轻则造成电池一致性降低、容量衰减，重则引发电池内短路造成起火燃烧，造成严重安全事故。

可见，电池储能系统内的散热情况就成了决定其稳定安全运行的重要因素。目前，电池储能系统常用的散热方式为风冷和液冷：

风冷系统一般通过安装冷却风扇强迫空气对流加速进行热交换，使用空调组件对环境进行整体降温。但由于功率器件与空气间的热交换系数低，且环境长期处于较低的温度，不仅容易出现温度不一致的情况，还可能导致发生凝露的现象。同时，由于气流因素制约，电池储能系统内需要留有较大空间进行风道设计，因此降低了电池储能系统的整体空间利用率。

液冷系统主要使用液冷机组对冷却液进行降温，通过液冷管路将冷却液送至设备液冷板，通过液冷板与功率器件进行热交换达到散热的目的，冷却效率较高。但随着功率等级的上升，传统液冷系统也遇到了瓶颈：液冷系统一般设置有一个进水口与一个回水口，进水口温度较低，回水口温度较高。这就导致进水口处热交换效率高，回水口处热交换效率较低，容易出现温度不一致的情况，降低了电池储能系统的一致性。如需降低温差，则需要提升液冷机组功率增大流速，散热系统消耗功率成倍增大且产生较多的能量浪费。同时，由于液冷板的流阻问题，目前液冷板的布置方式均为并联，制约了功率器件在电池储能系统中的排布方式，产生了一定的空间浪费。

发明内容

针对上述问题，本发明目的是提供一种可正逆循环的储能液冷系统及其应用方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种储能液冷系统，包括液冷机组、复合控制阀组和设置在功率器件上的至少一组冷却组件；所述复合控制阀组包括：正逆循环切换阀，所述正逆循环切换阀上形成有两个可独立控制启闭的通路，所述正逆循环切换阀的进口端通过出液管路与所述液冷机组连接；第一节流阀，所述第一节流阀的第一端通过第一回液管路与所述液冷机组连接，所述第一节流阀的第二端与所述正逆循环切换阀的第二通路出口端并联汇合后通过第一冷却管路与所述冷却组件中内部循环管路的第一端连接；第二节流阀，所述第二节流阀的第一端通过第二回液管路与所述液冷机组连接，所述第二节流阀的第二端与所述正逆循环切换阀的第一通路出口端并联汇合后通过第二冷却管路与所述冷却组件中内部循环管路的第二端连接。