电化学储能集装箱的温湿度控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及储能集装箱温湿度控制技术领域，尤其是涉及电化学储能集装箱的温湿度控制系统及控制方法。

背景技术

目前，储能技术包括抽水蓄能、压缩空气、电化学储能以及氢储能等，其中抽水蓄能与压缩空气需要适合的场所，而氢储能目前处于研究阶段，电化学储能进入了行业视野，逐渐成为重要的储能技术。

由于锂电池对运行温度要求严苛，电化学储能温控系统可以发挥重要作用。传统液冷储能温控系统仅仅支持控温，无法同时实现湿度控制。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出电化学储能集装箱的温湿度控制系统及控制方法，解决现有技术中传统液冷储能温控系统仅仅支持控温，无法同时实现湿度控制的技术问题。

为达到上述技术目的，第一方面，本发明的技术方案提供一种电化学储能集装箱的温湿度控制系统，包括：

水泵，入口与电池组冷却通道的第一端连接，所述水泵用于将所述电池组冷却通道内的冷却液泵出；

液侧换热器，设置有冷却液通道和制冷剂通道，所述冷却液通道的入口与所述水泵的出口连接，所述制冷剂通道的入口连接有第一流量装置，所述液侧换热器用于对所述冷却液通道的冷却液降温；

加热装置，一端与所述冷却液通道的出口连接，另一端与所述电池组冷却通道的第二端连接；

压缩机，一端与所述制冷剂通道的出口连接，所述压缩机用于对所述制冷剂通道中的制冷剂制冷；

风冷换热器，第一端与所述压缩机的另一端连接，第二端与所述第一流量装置连接，所述风冷换热器用于散出热量；

除湿装置，一端与所述液侧换热器连接，另一端与所述风冷换热器的第二端或电池组冷却通道的第一端连接，所述除湿装置用于对电化学储能集装箱除湿处理。

与现有技术相比，本发明提供的电化学储能集装箱的温湿度控制系统的有益效果包括：

本申请的电化学储能集装箱的温湿度控制系统设置有水泵、液侧换热器、加热装置、压缩机、风冷换热器和除湿装置，其中水泵能够将所述电池组冷却通道内的冷却液泵出，流至液侧换热器的冷却液通道，通过与制冷剂通道的制冷剂进行热交换以将冷却液降温，压缩机是用于对制冷剂制冷的，加热装置是用于对冷却液加热的；在电化学储能集装箱的工作过程中，有低温环境也有高温环境，但是电池组一般在15～35℃环境下(合适的湿度)才能安全、稳定、高效工作，当室外温度较高时，在制冷模式下运行，对冷却液进行降温，当室外温度较低时，在加热模式下运行，对冷却液进行升温；在电化学储能集装箱的湿度值较高时，除湿装置工作对电化学储能集装箱进行除湿处理；本申请的电化学储能集装箱的温湿度控制系统，能够很好地对工作温度进行控制，使电池组始终在合适温度运行，且能够同时对电化学储能集装箱进行除湿处理，具有很好的实用价值。

根据本发明的一些实施例，所述压缩机中设置有气泵。

根据本发明的一些实施例，所述除湿装置包括：除湿换热器和除湿阀，所述除湿换热器一端与电池组冷却通道的第一端连接，另一端与所述除湿阀连接，所述除湿换热器用于对电化学储能集装箱除湿处理；

除湿阀，另一端与所述冷却液通道的出口连接，所述除湿阀用于开关冷却液在所述除湿换热器中的流动。

根据本发明的一些实施例，所述除湿装置包括：除湿换热器和第二流量装置，所述除湿换热器一端与所述制冷剂通道的出口连接，另一端与所述第二流量装置的一端连接，所述第二流量装置的另一端与所述风冷换热器的第二端连接，所述第二流量装置用于调节流量。

第二方面，本发明的技术方案提供一种电化学储能集装箱的温湿度控制分法，应用于如上述的电化学储能集装箱的温湿度控制系统，包括步骤：

获取电化学储能集装箱的环境温度值和内部湿度值；

当所述内部湿度值大于预设湿度值，启动温湿控制系统的除湿模式；根据环境温度值启动温湿控制系统的制冷模式、气泵模式或加热模式。

根据本发明的一些实施例，根据环境温度值启动温湿控制系统的制冷模式、气泵模式或加热模式，包括步骤：

当环境温度值大于25摄氏度，且所述内部湿度值小于预设湿度值，只启动温湿控制系统的制冷模式；

当环境温度值在15—25摄氏度之间(包括15摄氏度和25摄氏度)，且所述内部湿度值小于预设湿度值，只启动温湿控制系统的气泵模式；

当环境温度值小于15摄氏度，且所述内部湿度值小于预设湿度值，只启动温湿控制系统的加热模式。

根据本发明的一些实施例，所述预设湿度值为80％—85％。

根据本发明的一些实施例，当除湿装置包括：除湿换热器和除湿阀，启动温湿控制系统的除湿模式：启动水泵，打开所述除湿阀，水泵将所述电池组冷却通道内的冷却液泵出，通过所述除湿换热器对所述电化学储能集装箱进行除湿。

根据本发明的一些实施例，当除湿装置包括：除湿换热器和第二流量装置，启动温湿控制系统的除湿模式：启动水泵和压缩机，打开所述第二流量装置，通过所述除湿换热器对所述电化学储能集装箱进行除湿。

第三方面，本发明的技术方案提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如第二方面任意一项所述的电化学储能集装箱的温湿度控制方法。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中摘要附图要与说明书附图的其中一幅完全一致：

图1为本发明一个实施例提供的电化学储能集装箱的温湿度控制系统的结构示意图；

图2为本发明一个实施例提供的电化学储能集装箱的温湿度控制系统的结构示意图；

图3为本发明一个实施例提供的电化学储能集装箱的温湿度控制方法的流程图。

附图标记说明：压缩机110、风冷换热器120、第一流量装置130、液侧换热器140、加热装置150、水泵160、除湿换热器170、除湿阀180、第二流量装置190。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，虽然在系统示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于系统中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。

参照图1，图1为本发明一个实施例提供的电化学储能集装箱的温湿度控制系统的结构示意图。

在一实施例中，电化学储能集装箱的温湿度控制系统包括：水泵160，入口与电池组冷却通道的第一端连接，水泵160用于将电池组冷却通道内的冷却液泵出；液侧换热器140，设置有冷却液通道和制冷剂通道，冷却液通道的入口与水泵160的出口连接，制冷剂通道的入口连接有第一流量装置130，液侧换热器140用于对冷却液通道的冷却液降温；加热装置150，一端与冷却液通道的出口连接，另一端与电池组冷却通道的第二端连接；压缩机110，一端与制冷剂通道的出口连接，压缩机110用于对制冷剂通道中的制冷剂制冷；风冷换热器120，第一端与压缩机110的另一端连接，第二端与第一流量装置130连接，风冷换热器120用于散出热量；除湿装置，一端与液侧换热器140连接，另一端与风冷换热器120的第二端或电池组冷却通道的第一端连接，除湿装置用于对电化学储能集装箱除湿处理。

本申请的电化学储能集装箱的温湿度控制系统包括：水泵160、液侧换热器140、加热装置150、压缩机110、风冷换热器120和除湿装置，可以通过水泵160将电池组冷却通道内的冷却液泵出，冷却液经过液侧换热器140中与制冷剂进行热交换以达到降温的目的，其中压缩机110是用于对制冷剂制冷的，风冷换热器120是用于对电化学储能集装箱风热散热的；在低温环境下，则需要通过加热装置150加热冷却液，使冷却液处于适宜温度(如15—25摄氏度)；而且，当电化学储能集装箱内湿度过高时，则需要通过除湿装置对电化学储能集装箱进行除湿处理。本申请的电化学储能集装箱集制冷功能、加热功能和除湿功能于一体，加强了电化学储能集装箱内电池组运行安全性的保障，提升了设备运行的可靠性，具有很好的实用价值。

其中，压缩机110中设置有气泵。当电化学储能处于过渡季节、冬季低温季节，一般为15-25℃环境下，并且此时需要充放电，系统会产生大量热量，为维持电池在15-35℃环境(合适的湿度)，系统运行气泵模式，压缩机110作为气泵使用，水泵160打开，除湿阀180关闭，水泵160输送冷却液到电池组的冷却通道内，将电池产生的热量吸收并传递给冷却液，冷却液自身温度升高，回到液侧换热器140的冷却液通道，此时气泵经过适当增压、克服阻力，在冷凝器中依靠室外低温散热，并在流量装置的作用下，将温度较高的冷却液通过液侧换热器140的热交换作用进行冷却，并在水泵160作用下再次输送至电池组的冷却通道内进行制冷，如此循环为电池散热。

其中，除湿装置包括：除湿换热器170和除湿阀180，除湿换热器170一端与电池组冷却通道的第一端连接，另一端与除湿阀180连接，除湿换热器170用于对电化学储能集装箱除湿处理；除湿阀180，另一端与冷却液通道的出口连接，除湿阀180用于开关冷却液在除湿换热器170中的流动。

除湿模式：当电化学储能集装箱内部需要进行控制湿度时，尤其是外界下雨或者湿度较高时，此时压缩机110工作，压缩机110开启，除湿阀180打开，此时压缩机110经过在压缩、冷凝散热以及节流装置的作用下，水泵160打开，通过除湿换热器170为集装箱内部进行除湿。

参照图2，图2为本发明一个实施例提供的电化学储能集装箱的温湿度控制系统的结构示意图。

在一实施例中，电化学储能集装箱的温湿度控制系统包括：水泵160，入口与电池组冷却通道的第一端连接，水泵160用于将电池组冷却通道内的冷却液泵出；液侧换热器140，设置有冷却液通道和制冷剂通道，冷却液通道的入口与水泵160的出口连接，制冷剂通道的入口连接有第一流量装置130，液侧换热器140用于对冷却液通道的冷却液降温；加热装置150，一端与冷却液通道的出口连接，另一端与电池组冷却通道的第二端连接；压缩机110，一端与制冷剂通道的出口连接，压缩机110用于对制冷剂通道中的制冷剂制冷；风冷换热器120，第一端与压缩机110的另一端连接，第二端与第一流量装置130连接，风冷换热器120用于散出热量；除湿装置，一端与液侧换热器140连接，另一端与风冷换热器120的第二端或电池组冷却通道的第一端连接，除湿装置用于对电化学储能集装箱除湿处理。

其中，压缩机110中设置有气泵。除湿装置包括：除湿换热器170和第二流量装置190，除湿换热器170一端与制冷剂通道的出口连接，另一端与第二流量装置190的一端连接，第二流量装置190的另一端与风冷换热器120的第二端连接，第二流量装置190用于调节流量。

除湿模式：当电化学储能集装箱内部需要进行控制湿度时，尤其是外界下雨或者湿度较高时，此时压缩机110工作，压缩机110开启，第二流量装置190打开(第一流量装置130打开根据是否需要散热决定打开与否)，此时压缩机110经过在压缩、冷凝散热以及节流装置的作用下，水泵160打开，通过除湿换热器170为集装箱内部进行除湿。

参照图3，图3为本发明一个实施例提供的电化学储能集装箱的温湿度控制方法的流程图。电化学储能集装箱的温湿度控制方法包括但是不仅限于步骤S110至步骤S120。

步骤S110，获取电化学储能集装箱的环境温度值和内部湿度值；

步骤S120，当所述内部湿度值大于预设湿度值，启动温湿控制系统的除湿模式；根据环境温度值启动温湿控制系统的制冷模式、气泵模式或加热模式。

在一实施例中，电化学储能集装箱的温湿度控制方法应用于如上述的电化学储能集装箱的温湿度控制系统，包括步骤：获取电化学储能集装箱的环境温度值和内部湿度值；根据环境温度值启动温湿控制系统的制冷模式、气泵模式或加热模式；若内部湿度值大于预设湿度值，启动温湿控制系统的除湿模式。

当除湿装置包括：除湿换热器和除湿阀，除湿换热器一端与电池组冷却通道的第一端连接，另一端与除湿阀连接，除湿换热器用于对电化学储能集装箱除湿处理；除湿阀，另一端与冷却液通道的出口连接，除湿阀用于开关冷却液在除湿换热器中的流动。

(1)制冷模式。当电化学储能进行充电或者放电过程中时，系统会产生大量热量，而电池一般在15～35℃环境下(合适的湿度)才能安全、稳定、高效工作，当室外温度较高时，运行在制冷模式下，压缩机开启，除湿阀关闭，水泵打开，水泵输送冷却液到电池组的冷却通道内，将电池产生的热量吸收并传递给冷却液，冷却液自身温度升高，回到液侧换热器的冷却液通道，此时压缩机经过在压缩、冷凝散热以及节流装置的作用下，将温度较高的冷却液通过液侧换热器的热交换作用进行冷却，并在水泵作用下再次输送至电池组的冷却通道内进行制冷，如此循环为电池散热。

(2)气泵模式。当电化学储能处于过渡季节、冬季低温季节，并且此时需要充放电，系统会产生大量热量，为维持电池在15～35℃环境(合适的湿度)，系统运行气泵模式，压缩机作为气泵使用，水泵打开，除湿阀关闭，水泵输送冷却液到电池组的冷却通道内，将电池产生的热量吸收并传递给冷却液，冷却液自身温度升高，回到液侧换热器的冷却液通道，此时气泵经过适当增压、克服阻力，在冷凝器中依靠室外低温散热，并在流量装置的作用下，将温度较高的冷却液通过液侧换热器的热交换作用进行冷却，并在水泵作用下再次输送至电池组的冷却通道内进行制冷，如此循环为电池散热。

(3)除湿模式。当电化学储能集装箱内部需要进行控制湿度时，尤其是外界下雨或者湿度较高时，此时压缩机工作，压缩机开启，除湿阀打开，此时压缩机经过在压缩、冷凝散热以及节流装置的作用下，水泵打开，通过除湿换热器为集装箱内部进行除湿。

(4)制热模式。当电化学储能处于冬季低温季节，并且此时不工作在充放电模式，仅处于待机状态，为维持电池在15～35℃环境(合适的湿度)，系统运行加热模式，此时压缩机关闭，除湿阀关闭，而加热装置开始工作，同时水泵也工作，将温度较高的冷却液通过水泵输送到电池组的冷却通道内进行制热，被冷却的冷却液在加热装置下进一步加热升温，再次输送至电池组的冷却通道内进行制热，如此循环为电池加热。

在一实施例中，电化学储能集装箱的温湿度控制方法应用于如上述的电化学储能集装箱的温湿度控制系统，包括步骤：获取电化学储能集装箱的环境温度值和内部湿度值；根据环境温度值启动温湿控制系统的制冷模式、气泵模式或加热模式；若内部湿度值大于预设湿度值，启动温湿控制系统的除湿模式。

当环境温度值大于25摄氏度，且内部湿度值小于预设湿度值，只启动温湿控制系统的制冷模式；当环境温度值在15—25摄氏度之间，且内部湿度值小于预设湿度值，只启动温湿控制系统的气泵模式；当环境温度值小于15摄氏度，且内部湿度值小于预设湿度值，只启动温湿控制系统的加热模式；预设湿度值为80％—85％。

当除湿装置包括：除湿换热器和第二流量装置，除湿换热器一端与制冷剂通道的出口连接，另一端与第二流量装置的一端连接，第二流量装置的另一端与风冷换热器的第二端连接，第二流量装置用于调节流量。

(1)制冷模式。当电化学储能进行充电或者放电过程中时，系统会产生大量热量，而电池一般在15～35℃环境下(合适的湿度)才能安全、稳定、高效工作，当室外温度较高时，运行在制冷模式下，压缩机开启，水泵打开，第一流量装置打开，第二流量装置关闭，水泵输送冷却液到电池组的冷却通道内，将电池产生的热量吸收并传递给冷却液，冷却液自身温度升高，回到液侧换热器的冷却液通道，此时压缩机经过在压缩、冷凝散热以及节流装置的作用下，将温度较高的冷却液通过液侧换热器的热交换作用进行冷却，并在水泵作用下再次输送至电池组的冷却通道内进行制冷，如此循环为电池散热。

(2)气泵模式。当电化学储能处于过渡季节、冬季低温季节，并且此时需要充放电，系统会产生大量热量，为维持电池在15～35℃环境(合适的湿度)，系统运行气泵模式，压缩机作为气泵使用，水泵打开，第一流量装置打开，第二流量装置关闭，水泵输送冷却液到电池组的冷却通道内，将电池产生的热量吸收并传递给冷却液，冷却液自身温度升高，回到液侧换热器的冷却液通道，此时气泵经过适当增压、克服阻力，在冷凝器中依靠室外低温散热，并在流量装置的作用下，将温度较高的冷却液通过液侧换热器的热交换作用进行冷却，并在水泵作用下再次输送至电池组的冷却通道内进行制冷，如此循环为电池散热。

(3)除湿模式。当电化学储能集装箱内部需要进行控制湿度时，尤其是外界下雨或者湿度较高时，此时压缩机工作，压缩机开启，第二流量装置打开(第一流量装置打开根据是否需要散热决定打开与否)，此时压缩机经过在压缩、冷凝散热以及节流装置的作用下，水泵打开，通过除湿换热器为集装箱内部进行除湿。

(4)制热模式。当电化学储能处于冬季低温季节，并且此时不工作在充放电模式，仅处于待机状态，为维持电池在15～35℃环境(合适的湿度)，系统运行加热模式，此时压缩机关闭，第一流量装置关闭，第二流量装置关闭，而加热装置开始工作，同时水泵也工作，将温度较高的冷却液通过水泵输送到电池组的冷却通道内进行制热，被冷却的冷却液在加热装置下进一步加热升温，再次输送至电池组的冷却通道内进行制热，如此循环为电池加热。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，既可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

此外，本发明的一个实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个处理器或控制器执行，例如，被上述终端实施例中的一个处理器执行，可使得上述处理器执行上述实施例中的电化学储能集装箱的温湿度控制方法。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置，或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息传递介质。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本发明权利要求所限定的范围内。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。