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基于蓄能电站的储能系统及供电方法与流程

更新时间:2026-04-20点击次数:

  

基于蓄能电站的储能系统及供电方法与流程(图1)

  1、储能系统通过储备电能以备后续使用的系统。在电力系统中起着至关重要的作用,尤其是在可再生能源发电中,储能系统大多采用锂离子电池进行储能,锂离子电池具有高能量密度和长寿命,因此,应用较为广泛。

  2、公告号cn220856675u公开了一种储能系统,能够满足储能系统中的不同部件在不同场景下的温度调节需求,从而提高储能系统的性能。该储能系统,包括电池和热管理装置,所述热管理装置用于对所述电池的温度进行调节:其中,所述储能系统还包括第一部件,所述热管理部件还用于在所述第一部件具有温度调节需求的情况下,对所述第一部件的温度进行调节。

  3、锂离子电池组在进行储能的过程中需要进行降温。由于锂离子电池在充放电过程中会产生大量热量,如果不及时降温,可能会导致电池过热,影响其性能和寿命,甚至引发安全问题。

  4、目前,常见的降温方法包括风冷、液冷和相变冷却。其中,风冷系统结构简单,适用于功率密度较小的储能系统;液冷系统效率高,更适合大型储能电站;相变冷却则利用相变材料吸热,具有结构紧凑、冷却效果好的优点。

  5、锂离子电池的最佳工作温度区间为10-35℃,保持锂离子电池组内部的温度稳定均匀,降低电池寿命衰减和热失控风险。

  6、而储能系统电池组包含多个锂电池,因此,储能系统电池组的温度差距较大,液冷风冷的冷却循环位置固定,并不能够根据电池组的热量分布对电池组的散热状态进行调控。

  1、本发明的目的之一在于提供基于蓄能电站的储能系统及供电方法,在通过锂离子电池进行蓄能的过程中稳定性的对锂离子电池的热量变化进行调控,保证电池组在进行充放电过程中的温度稳定,在进行散热时不会受到散热位置的影响。

  2、为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:基于蓄能电站的储能系统,包括:

  5、管理系统,用于监控电池组电量变化以及充放电过程中的电变量变化,基于电变量数据确定储能系统运行稳定性;

  7、调度单元,结合温感结构对于电池组内部单体电池的监测对每个单体电池的充放电状态进行调度,通过单体电池表面温度及单体电池结构计算单体电池内部温度变化;

  8、冷却结构,设置于电池组内部,附着于单体电池表面,相邻单体电池表面所附着的冷却结构通过连通结构连通,连通结构实现冷却结构a-b、a-c、a-d以及a-bcd不同连通状态之间的切换。

  9、在本发明一或多个实施方式中,电池组还包括至少一个形成密封的壳体,单体电池可拆卸安装于壳体内部,单体电池与壳体之间设置导线,壳体外侧设置多个用于充放电连接的插头,单体电池通过导线、壳体为分体式设计,冷却结构部分延伸至壳体内部。

  12、冷却管单元,设置于单体电池外侧,该冷却管由两种管路组成,其中一管路为弯曲管路,该弯曲管路呈s状设置于单体电池表面,另一管路为直管,设置于单体电池的棱线、制冷单元,设置于壳体底部,制冷单元连通冷却管单元并对冷却管单元内部的介质进行冷却,制冷单元包括至少一个出口和一个进口,介质由出口进入冷却管单元之后由冷却管单元进入进口完成一个循环;

  16、换热管,设置于冷却管单元外侧用于进行冷却管单元换热,该换热管外侧设置冷却腔室,换热管与冷却腔室的接触面积大于换热管与冷却管单元的接触面积。

  18、安装架,安装于单体电池外壁,安装架内侧设置热敏电阻用于对单体电池外壁温度进行监测;

  19、电磁铁,设置于安装架的边角位置,冷却管单元中的弯曲管路外侧设置磁板,磁板与电磁铁适配控制弯曲管路与单体电池之间的距离,电磁铁基于热敏电阻的监测温度调整电磁铁的磁力变化;

  20、压力腔,设置于冷却管单元与连通结构连接的位置,冷却管单元运动对压力腔进行挤压,压力腔连通连通结构并以压力腔内部的介质作为连通结构的驱动介质改变连通结构的状态。

  22、连接管,位于冷却管单元之间,该连接管与冷却管单元连通设置,连接管内部设置多个滑块,滑块在连接管内部滑动;

  25、隔板,固定于该连接管内部,滑块贴合该隔板,且滑块位于隔板内部的一端设置顶板,通过驱动顶板运动实现对滑块位置的调整。

  27、安装架,安装于多个单体电池外壁,安装架与多个单体电池外壁安装的热敏电阻,热敏电阻监测单体电池外壁温度;

  28、电磁块,固定于该壳体内壁,电磁铁与顶板配合,通过此磁力推动顶板运动。

  29、本发明实施例还提供一种储能系统提供的供电方法,用于上述基于蓄能电站的储能系统,包括以下步骤:

  30、获取每个单体电池的外表面温度,根据单体电池的外表面温度计算单体电池内部温度:建立热传导模型:将电池分成若干等温层,假设热量从电池中心向外传递过程中,等温层之间的热流密度线、测量表面温度和热流密度:使用温度传感器测量电池表面的温度,并计算热流密度;

  32、计算内部温度分布:利用测得的表面温度和热流密度作为边界条件,通过热传导方程计算电池内部的温度分布;

  34、根据单体电池的供电状态以及单体电池内部温度获取单体电池的供电优先级;

  35、在供电过程中,通过冷却结构来对单体电池进行冷却,根据单体电池内部温度变化调整单体电池的供电顺序。

  36、在本发明一或多个实施方式中,设置单体电池的安全温度,根据单体电池供电过程中温度变化来确定单体电池的供电顺序。

  38、1、在进行储能的过程中,对电池组中的锂离子电池温度进行控制,保证锂离子电池温度的稳定,根据锂离子电池的温度分布状态来调整冷却循环的路径,从而保证锂离子电池充放电过程中的温度稳定,提高锂离子电池的使用寿命。

  39、2、设置于电池组表面的温感结构,在使用的过程中,能够根据电池组表面的温度变化进行调整,在温感结构调整后,用于对电池组进行冷却的冷却结构的连通状态进行控制,通过获取锂离子电池结构,计算锂离子电池的热传导,确保锂离子电池内部的温度稳定。

  40、3、锂离子电池外侧包裹冷却结构,且相邻锂离子电池之间通过连通结构相互连通,连通结构改变冷却结构的连通状态,根据锂离子电池温度分布的不同,确定锂离子电池的冷却循环路径,使锂离子电池的温度能够更快的传递循环,实现快速降温。

  41、4、调度单元根据温感结构对于电池组内部锂离子电池温度的监测,实现对锂离子电池充放电的控制,根据锂离子电池温度变化确定锂离子电池的工作状态,进一步的保证锂离子电池工作温度的稳定性,利用对于不同锂离子电池充放电的控制保证电池组的安全性。