[发明专利]储能电池散热支架导流板作动的控制逻辑方法

说明书

本发明公开一种储能电池散热支架导流板作动的控制逻辑方法，包括初调和微调的逻辑控制过程，该方法是基于大量不同工况运行模拟数据库，通过控制导流板作动的逻辑、角度大小以及连续作动时的速度来实现集装箱环境控制系统对冷却空气流量的需求。本发明采用的控制逻辑方法，综合考虑集装箱式储能电池系统的外界环境温度、冷却风速、空调功率以及集装箱环境控制系统电池实时的温度，实现导流板的连续作动，快速的寻找满足要求的导流板角度，使得控制精度和工作效率大大提升，在此基础上获得合适的集装箱环境系统温度。

技术领域

本发明涉及集装箱环境控制系统领域，尤其涉及一种储能电池散热支架导流板作动的控制逻辑方法。

背景技术

当今国家电网建设逐步完善，储能技术需求不断增大。电池组作为储能设备的关键部件，直接影响储能系统的性能。大容量集装箱式储能系统一般由成千上万块电池紧密排列组成，电池布置参数在出厂前已经设定，很难对布置空间进行调整，当集装箱式储能系统充放电时，电池会产生大量热量，加上电池空间位置的影响，热量难以均匀排出，会产生不均匀热量聚集现象，导致电池运行环境出现温度差异。长期在温差较大的环境下运行会导致严重的电池间内阻、容量的不一致性，部分电池过充或过放，影响储能系统寿命和性能，严重时还会造成安全隐患。因此，储能电池散热性的好坏是决定其使用性能、安全性能及寿命的关键因素。

主流的储能电池冷却方式有风冷和水冷这两种。风冷降温主要依靠散热风机等送风元件实现，但是集装箱式储能电池的内部剩余空间有限，只能选用多孔风管送风的方式作为替代，但是风管位置相对固定，送风时，冷风的风向、风速等参数难以进行调整，无法实现精准送风，易出现送风不均匀的现象，严重影响风冷效果；相较风冷冷却的方式而言,水冷形式效果会更明显，但是水冷系统单独作用时，主要是对集装箱侧部进行快速高效地降温，集装箱内的热量还是难以及时的散发出去，整体降温效果不理想。

申请人根据获得的热设计方案及箱体内气流组织特性，设计了一种具有自适应特性的储能电池散热支架(CN111029496A)，该散热支架同时利用风冷与水冷两种方式对电池进行散热降温，装置上的自适应可调节导流板，可满足不同外界送风条件及电池工作特性时的自适应风量及送风角度调节。空调或风机作为外部送风装置，输入的冷却空气经导流板导流后进入集装箱内部与电池进行充分的热量交换，热空气通过出风管道排出集装箱。导流板作动的控制策略将直接关系到集装箱环控系统换热量的好坏。

为了保证集装箱储能电池系统能够有效冷却电池的需求，需要对冷却空气流量进行控制规律研究，控制对象为电池箱进气口处导流板的角度。控制包括以下两种情况：一是当集装箱式储能电池系统在同一工况时，由于外界环境参数和系统运行参数的变化，冷却空气设计流量或温度与给定流量值或温度之间产生偏差。另一种情况是集装箱式储能电池系统在不同运行工况切换时，如从放电工况到充电工况的稳态控制。

本发明针对上述两种控制状态进行控制策略的设计，使控制系统能快速的对集装箱环境控制系统进行响应并稳定的输出。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种储能电池散热支架导流板作动的控制逻辑方法，基于大量不同工况运行模拟数据库，通过控制导流板作动的逻辑、角度大小以及连续作动时的速度来实现集装箱环境控制系统对冷却空气流量的需求。本发明采用的控制逻辑方法，综合考虑集装箱式储能电池系统的外界环境温度、冷却风速、空调功率以及集装箱环境控制系统电池实时的温度，实现导流板的连续作动，快速的寻找满足要求的导流板角度，使得控制精度和工作效率大大提升，在此基础上获得合适的集装箱环境系统温度。

本发明的技术方案为：

一种储能电池散热支架导流板作动的控制逻辑方法，主要步骤为：

1)利用流体及传热仿真计算方法获得集装箱式储能电池系统在不同外界环境温度tw、冷却风速v、空调功率P以及电池温度t₀下的导流板角度大小，形成集装箱储能系统空气进气口导流板作动角度的五维查询数据库；