热管理系统的制冷量不足故障诊断方法及其热管理系统与流程

本发明涉及热管理系统及其控制方法，具体为一种热管理系统的制冷量不足故障诊断方法及其热管理系统。

背景技术：

1、储能系统是一种用于存储电能和释放电能的系统，其涉及了电能与化学能之间的转换，也涉及了电能与电能之间的转换，在上述过程中，会产生较多的热量，如果无法及时排出热量，将会导致储能系统的温度升高，带来安全隐患，进而影响储能系统的性能、寿命和正常运行。

2、为了控制储能系统的温度，提高储能系统的充放电效率，需要在储能系统中配置热管理系统，以便为储能系统散热，其中，采用相变制冷技术的液冷散热系统是应用最为广泛的热管理系统方案。

3、采用相变制冷技术的液冷散热系统，通常包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器以及连通上述各部件的冷媒管道，此外，还包括用于为冷凝器提供强迫对流散热的风机；显然，上述的任何一个部件出现运行异常或者故障，或者冷媒少量泄露，都可能导致热管理系统的制冷量不足。

4、热管理系统的制冷量不足故障，可能不会立即反映在储能系统的温度变化上，原因是热管理系统具有一定的自适应性，当部件的运行异常/故障未足以使热管理系统停机时，热管理系统会采用一定措施(例如提高压缩机的运行功率、提高膨胀阀的开度、提高风机的转速等)，对制冷量进行补偿，以维持对储能系统的温度控制。

5、然而，热管理系统的制冷量不足故障，在一些情况下虽不足以使热管理系统停机，从而不会使储能系统发生温度失控，然而对制冷量的补偿措施(例如提高压缩机的运行功率、提高膨胀阀的开度、提高风机的转速等)，显然会使热管理系统消耗更多电能，不利于节能环保；此外，长期高负荷运行的热管理系统，显然更容易发生严重故障。

6、综上所述，如何为热管理系统提供制冷量不足故障的提前诊断方法，成为亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种热管理系统的制冷量不足故障诊断方法及其热管理系统，其能够为热管理系统提供制冷量不足故障的提前诊断和预警。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种热管理系统的制冷量不足故障诊断方法，所述热管理系统用于为功能装置进行散热；

3、所述热管理系统包括压缩机、带有风机的冷凝器、膨胀阀，以及，适于与所述功能装置进行热交换的蒸发器；

4、所述压缩机、所述冷凝器、所述膨胀阀以及所述蒸发器的冷媒通道依次连通，使冷媒能够在所述压缩机、所述冷凝器、所述膨胀阀以及所述蒸发器的冷媒通道之间循环流通；

5、其特征在于，该方法包括：

6、s1、所述热管理系统投运后，采集若干组环境温度数据、功能装置运行工况数据、压缩机运行工况数据以及膨胀阀运行工况数据；

7、s2、以所述环境温度数据和所述功能装置运行工况数据作为自变量，并以所述压缩机运行工况数据和所述膨胀阀运行工况数据作为因变量，建立制冷量参考模型；

8、s3、所述制冷量参考模型建立后，在所述热管理系统的运行过程中，实时/间断采集环境温度实时数据、功能装置运行工况实时数据、压缩机运行工况实时数据以及膨胀阀运行工况实时数据；

9、s4、将所述环境温度实时数据和所述功能装置运行工况实时数据作为输入数据，输入至所述制冷量参考模型，以获得所述制冷量参考模型输出的压缩机运行工况参考数据和膨胀阀运行工况参考数据；

10、s5、计算所述压缩机运行工况实时数据与所述压缩机运行工况参考数据的偏移值，记为压缩机偏移值，并且，计算所述膨胀阀运行工况实时数据与所述膨胀阀运行工况参考数据的偏移值，记为膨胀阀偏移值；

11、s6、所述压缩机偏移值和所述膨胀阀偏移值符合下述任一条件时，发出制冷量不足故障预警信号：

12、a、所述压缩机偏移值和所述膨胀阀偏移值中的任意一者大于预设的阈值；

13、b、所述压缩机偏移值和所述膨胀阀偏移值同时大于预设的阈值；

14、c、所述压缩机偏移值和所述膨胀阀偏移值的加权和值大于预设的阈值；

15、s7、重复步骤s3-步骤s6。

16、上述技术方案中，所述功能装置为储能系统中的电池组；所述功能装置运行工况数据和所述功能装置运行工况实时数据，均为所述储能系统中的电池组的发热量(kw)。

17、上述技术方案中，所述压缩机运行工况数据、所述压缩机运行工况实时数据以及所述压缩机运行工况参考数据，均为所述压缩机的频率(hz)。

18、上述技术方案中，所述制冷量参考模型包括压缩机运行工况参考子模型；所述压缩机运行工况参考子模型，具体为：以所述环境温度数据和所述功能装置运行工况数据作为自变量，并以所述压缩机运行工况数据作为因变量的回归模型。

19、上述技术方案中，步骤s5中，所述压缩机偏移值，具体为：

20、

21、其中，δf为所述压缩机运行工况实时数据与所述压缩机运行工况参考数据的差值。

22、上述技术方案中，步骤s6中，所述压缩机偏移值大于预设的阈值，具体判断方法为：所述压缩机偏移值＞40％。

23、上述技术方案中，所述膨胀阀运行工况数据、所述膨胀阀运行工况实时数据以及所述膨胀阀运行工况参考数据，均为所述膨胀阀开度(步)。

24、上述技术方案中，所述制冷量参考模型包括膨胀阀运行工况参考子模型；所述膨胀阀运行工况参考子模型，具体为：以所述环境温度数据和所述功能装置运行工况数据作为自变量，并以所述膨胀阀运行工况数据作为因变量的回归模型。

25、上述技术方案中，步骤s5中，所述膨胀阀偏移值，具体为：

26、膨胀阀偏移值(步)＝膨胀阀运行工况实时数据(步)-膨胀阀运行工况参考数据(步)；

27、步骤s6中，所述膨胀阀偏移值大于预设的阈值，具体判断方法为：膨胀阀偏移值(步)＞50步。

28、一种热管理系统，其应用了上述的热管理系统的制冷量不足故障诊断方法。

29、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的热管理系统的制冷量不足故障诊断方法及其热管理系统，通过采集环境温度数据、功能装置运行工况数据、压缩机运行工况数据以及膨胀阀运行工况数据，建立制冷量参考模型，在热管理系统的后续运行中，实时/间断采集环境温度实时数据、功能装置运行工况实时数据、压缩机运行工况实时数据以及膨胀阀运行工况实时数据，与制冷量参考模型输出的压缩机运行工况参考数据和膨胀阀运行工况参考数据作对比，即可预警热管理系统的制冷量不足故障；本发明的热管理系统的制冷量不足故障诊断方法及其热管理系统，能够为热管理系统提供制冷量不足故障的提前诊断和预警，且无需依靠复杂算法、高端的传感器以及运营人员的检修，能够节省大量经济成本和能源消耗，并避免了热管理系统故障的进一步扩大。

技术特征：

1.一种热管理系统的制冷量不足故障诊断方法，所述热管理系统用于为功能装置进行散热；

2.根据权利要求1所述的热管理系统的制冷量不足故障诊断方法，其特征在于，所述功能装置为储能系统中的电池组；

3.根据权利要求2所述的热管理系统的制冷量不足故障诊断方法，其特征在于，所述压缩机运行工况数据、所述压缩机运行工况实时数据以及所述压缩机运行工况参考数据，均为所述压缩机的频率(hz)。

4.根据权利要求3所述的热管理系统的制冷量不足故障诊断方法，其特征在于，所述制冷量参考模型包括压缩机运行工况参考子模型；

5.根据权利要求3或4所述的热管理系统的制冷量不足故障诊断方法，其特征在于，步骤s5中，所述压缩机偏移值，具体为：

6.根据权利要求5所述的热管理系统的制冷量不足故障诊断方法，其特征在于，步骤s6中，所述压缩机偏移值大于预设的阈值，具体判断方法为：

7.根据权利要求2所述的热管理系统的制冷量不足故障诊断方法，其特征在于，所述膨胀阀运行工况数据、所述膨胀阀运行工况实时数据以及所述膨胀阀运行工况参考数据，均为所述膨胀阀开度(步)。

8.根据权利要求7所述的热管理系统的制冷量不足故障诊断方法，其特征在于，所述制冷量参考模型包括膨胀阀运行工况参考子模型；

9.根据权利要求7或8所述的热管理系统的制冷量不足故障诊断方法，其特征在于，步骤s5中，所述膨胀阀偏移值，具体为：

10.一种热管理系统，其特征在于，应用了权利要求1-9任一所述的热管理系统的制冷量不足故障诊断方法。

技术总结本发明公开了一种热管理系统的制冷量不足故障诊断方法及其热管理系统，其包括以环境温度数据和功能装置运行工况数据作为自变量，并以压缩机运行工况数据和膨胀阀运行工况数据作为因变量，建立制冷量参考模型；计算压缩机运行工况实时数据与压缩机运行工况参考数据的偏移值，记为压缩机偏移值，并且，计算膨胀阀运行工况实时数据与膨胀阀运行工况参考数据的偏移值，记为膨胀阀偏移值；压缩机偏移值和膨胀阀偏移值符合条件时，发出制冷量不足故障预警信号。本发明主要解决如何为热管理系统提供制冷量不足故障的提前诊断方法的问题；本发明为热管理系统提供制冷量不足故障的提前诊断和预警，能够节省大量经济成本和能源消耗。技术研发人员：黄建芳,李杰,蔡俊林,罗华焜,苏苑茵,李金强受保护的技术使用者：东莞市深合电气有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4