热管理系统及储能设备的制作方法

本技术涉及储能系统，特别涉及一种热管理系统及储能设备。

背景技术：

1、现有的储能系统通常配备有电池热管理系统，电池热管理系统通过冷却或者加热的方式，对储能系统进行温度控制。具体表现为：在电池温度较高时进行有效散热，防止产生热失效现象，在电池温度较低时提供热量对电池进行预热，提升电池温度，确认低温环境下的充放电性能和安全性。其中，电池散热需要通过冷却系统实现，电池预热需要通过加热系统实现，冷却系统和加热系统相互独立，导致热管理系统结构复杂，成本较高。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供一种热管理系统及储能设备，能够满足对电池模块的冷却与加热，降低使用成本。

2、本技术的实施例提供一种热管理系统，应用于储能设备，储能设备包括电池模块与功率变换模块，热管理系统包括：第一换热件、第二换热件、散热器、阀组、管路组、泵组和温度调节件。第一换热件用于与电池模块进行热交换，第二换热件用于与功率变换模块进行热交换，温度调节件用于对流体介质进行制冷或者加热。第一换热件、第二换热件、散热器和温度调节件通过管路组依次串联。泵组连接于管路组，用于驱动流体介质在管路组中流动，阀组连接于管路组，阀组具有第一状态和第二状态。处于第一状态时，阀组被配置为：断开第二换热件和散热器之间的连接，断开散热器和温度调节件之间的连接，且将第一换热件、第二换热件和温度调节件依次连通形成第一循环回路；处于第二状态时，阀组被配置为：将第一换热件、第二换热件、散热器、温度调节件依次连通形成第二循环回路。

3、上述的热管理系统，在低温环境下电池模块的温度较低时，可以将阀组切换至第一状态，此时第一换热件、第二换热件和温度调节件连接形成第一循环回路，在温度调节件关闭的情况下，流体介质能够通过功率变换模块产生的热量加热，并对电池模块进行加热，以使电池模块预热后正常启动工作，整个预热过程利用了功率变换模块产生的热量，无需设置额外的加热系统，降低了使用成本，且将散热器排除在第一循环回路外，避免散热器将热量散发到空气中，保证了电池模块的预热效率。

4、在实现电池模块的预热启动后，在常温环境下，阀组可以切换至第二状态，此时第一换热件、第二换热件、散热器、温度调节件连接形成第二循环回路，可以根据散热需求关闭或者开启温度调节件的制冷功能，例如当散热需求小时，关闭温度调节件，通过散热器对电池模块与功率变换模块进行散热；当散热需求较大时，开启温度调节件对流体介质进行制冷，从而通过散热器和温度调节件共同进行散热，提高散热效率；在高温环境下，此时环境温度已经高于热管理目标温度，阀组可以切换至第一状态，并开启温度调节件进行制冷，此时第一换热件、第二换热件和温度调节件连接形成第一循环回路，第一循环回路的散热通过温度调节件进行，且将散热器排除在第一循环回路外，避免散热器和外界环境进行热交换，提高温度调节件提供的冷量的利用率。

5、上述热管理系统既能够满足储能设备的散热需求，也能够满足低温环境下的加热需求，无需设置额外的加热系统，降低了使用成本。

6、在至少一个实施例中，阀组包括第一阀门和第二阀门，第二阀门连接于第二换热件和散热器之间，第一阀门的一个接口连接于第二换热件和第二阀门之间，第一阀门的另一个接口连接于散热器和温度调节件之间；处于第一状态时，第一阀门被配置为开启，第二阀门被配置为关断；处于第二状态时，第一阀门被配置为关断，第二阀门被配置为开启。

7、上述实施例中，通过开启第一阀门，关闭第二阀门，能够使来自第二换热件的流体介质朝向温度调节件流动，并向第一换热件流动，且不经过散热器，以便于形成第一循环回路。通过关闭第一阀门，开启第二阀门，能够使来自第二换热件的流体介质朝向散热器流动，并依次流向温度调节件、第一换热件，以便于形成第二循环回路。通过控制第一阀门与第二阀门的启闭，能够控制热管理系统形成第一循环回路或者第二循环回路，以便于根据环境温度调节热管路系统的流体介质的流向。

8、在至少一个实施例中，阀组还包括单向阀，单向阀连接于第一换热件与第二换热件之间，单向阀被配置为允许流体介质自第一换热件朝向第二换热件流动。

9、上述实施例中，单向阀的设置，使得流体介质能够自第一换热件向第二换热件流动，以便于形成第一循环回路和第二循环回路；并且使得流体介质不易倒流而导致流体介质与第一换热件、第二换热件的热交换顺序错乱。

10、在至少一个实施例中，阀组还包括第三阀门、第四阀门和第五阀门，第五阀门连接于散热器与温度调节件之间，第一阀门的另一个接口连接于第五阀门和散热器之间，第三阀门的一个接口连接于第一阀门与第五阀门之间，第三阀门的另一个接口连接于单向阀和第二换热件之间，第四阀门的一个接口连接于第一换热件与单向阀之间，第四阀门的另一个接口连接于温度调节件与第五阀门之间；阀组具有第三状态；处于第三状态时，第一阀门与第五阀门被配置为关断，第二阀门、第三阀门与第四阀门被配置为开启，散热器、第三阀门、第二换热件以及第二阀门依次连通形成第三循环回路，温度调节件、第一换热件以及第四阀门依次连通形成第四循环回路，第三循环回路与第四循环回路相互独立。

11、上述实施例中，通过控制第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门以及第五阀门的关断与开启状态，能够使得热管理系统形成相互独立的第三循环回路与第四循环回路。在第三循环回路中，散热器与流体介质进行热交换，以对流体介质进行冷却，以使得流体介质对第二换热件进行热交换，从而实现散热器对功率变换模块的冷却。在第四循环回路中，温度调节件打开制冷的情况下，温度调节件能够对流体介质进行冷却，以使得流体介质对第一换热件进行热交换，从而实现温度调节件对电池模块的冷却。阀组处于第三状态时，能够使散热器单独对功率变换模块散热，使温度调节件单独对电池模块散热，即电池模块与功率变换模块能够独立散热。

12、在至少一个实施例中，第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门均为截止阀。

13、上述实施例中，截止阀在关断状态下具有良好的密封性能，能够有效地阻断流体介质的流通，从而使得流体介质能够向预设方向流动，以便于流体介质形成不同的循环回路。

14、在至少一个实施例中，管路组包括第一主管、第二主管、第三主管和第四主管，第一主管的两端分别连接于第二换热件和散热器，第二主管的两端分别连接于温度调节件和散热器，第三主管的两端分别连接于第一换热件和温度调节件，第四主管的两端分别连接于第一换热件和第二换热件；处于第二状态时，阀组被配置为：将第一主管、第二主管、第三主管和第四主管依次连通，以形成第二循环回路。

15、上述实施例中，阀组处于第二状态时，流体介质能够从第二换热件经过第一主管到达散热器，然后经过第二主管到达温度调节件，接着经过第三主管到达第一换热件，最后经过第四主管再次回到第二换热件，以此形成第二循环回路。

16、在至少一个实施例中，管路组还包括第一支管和第二支管，第一支管的两端分别连接于第一主管和第二支管，第二支管远离第一支管的一端连接于第二主管；处于第一状态时，阀组被配置为：截止第一主管位于散热器和第一支管之间的部分，截止第二主管位于散热器和第二支管之间的部分，并将第一支管、第二支管、第二主管、第三主管、第四主管、第一主管依次连通，以形成第一循环回路；处于第二状态时，阀组被配置为：截止第一支管与第二支管，并将第一主管、第二主管、第三主管以及第四主管依次连通，以形成第二循环回路。

17、上述实施例中，第一支管与第二支管能够引导流体介质在第一循环回路中流动。阀组处于第一状态时，通过截止第一主管位于散热器和第一支管之间的部分，截止第二主管位于散热器和第二支管之间的部分，使得流体介质不能通过第一主管流向散热器，即流体介质能够依次经过第一主管的部分、第一支管、第二支管、第二主管的部分、第三主管以及第四主管，从而形成第一循环回路；阀组处于第二状态时，通过截止第一支管与第二支管，使得不能通过第一支管与第二支管避让散热器，即流体介质沿着第一主管、第二主管、第三主管以及第四主管流动，从而形成第二循环回路。

18、在至少一个实施例中，管路组还包括第三支管与第四支管，第三支管的一端连接于第四主管，第三支管的另一端连接于第一支管和第二支管；第四支管的一端连接于第四主管位于第三支管和第一换热件之间的部分，第四支管的另一端连接于第二主管位于温度调节件和第二支管之间的部分；阀组具有第三状态，处于第三状态时，阀组被配置为：截止第一支管，截止第二主管位于第二支管和第四支管之间的部分，截止第四主管位于第三支管和第四支管之间的部分，并将第二换热件、第一主管、散热器、第二主管、第二支管、第三支管、第四主管依次连通形成第三循环回路，将第一换热件、第四主管、第四支管、第二主管、温度调节件、第三主管依次连通形成第四循环回路，第三循环回路与第四循环回路相互独立。

19、上述实施例中，第三支管的设置，使得经过散热器的流体介质能够通过第二主管、第二支管、第三支管、第四主管、第二换热件、第一主管再次回到散热器，从而形成第三循环回路，以便于通过散热器对流体介质降温，流体介质对第二换热件降温；第四支管的设置，使得经过第一换热件的流体介质能够通过第四主管进入第四支管中，并经过第二主管、温度调节件以及第三主管再次回到第一换热件，从而形成第四循环回路，以便于通过第四循环回路使温度调节件能够对第一换热件降温。

20、在至少一个实施例中，泵组包括第一泵与第二泵，第一泵与第二泵均设置于管路组，且第一泵被配置为用于驱动流体介质在第二循环回路或第三循环回路流动；第二泵被配置为用于驱动流体介质在第一循环回路、第二循环回路或第四循环回路流动。

21、上述的热管理系统，第一泵与第二泵能够为流体介质提供动力，以便于介质能够在热管理系统中形成完整的循环回路。第一泵与第二泵能够为不同循环回路中的流体提供动力，使得流体介质能够在不同循环回路流动。

22、本技术的实施例还提供一种储能设备，包括电池模块、功率变换模块及上述任一实施例中的热管理系统，电池模块和功率变换模块电连接，第一换热件设置于电池模块，第二换热件设置于功率变换模块。

23、上述的储能设备，热管理系统中的流体介质通过温度调节件与散热器进行冷却，冷却后的流体介质能够与第一换热件、第二换热件进行热交换，从而实现第一换热件与第二换热件的温度调节。电池模块能够与第一换热件热传导，从而实现电池模块的冷却或加热；功率变换模块能够与第二换热件热传导，从而实现功率变换模块的冷却。