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JP-2026514840-A - 熱管理システム及びその制御方法、エネルギー貯蔵システム並びに電気装置

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Abstract

本願は、熱管理システム及びその制御方法、エネルギー貯蔵システム並びに電気装置を提供し、電池の分野に属する。熱管理システムは、第１のバスユニット、第２のバスユニット、熱管理ユニット、及び調整装置を含む。第１のバスユニットは少なくとも１つの排液口を含み、第２のバスユニットは少なくとも１つの液戻し口を含み、熱管理ユニットは複数の冷凍ブランチを含み、前記複数の冷凍ブランチは、並列してそれぞれ第１のバスユニット、第２のバスユニットに流体接続され、調整装置は、複数の冷凍ブランチのうち少なくとも１つの冷凍ブランチの冷凍量を調整するために使用される。 【選択図】図１

Inventors

  • 叶偉達
  • 黄小騰
  • 李清
  • 李金奎
  • 欧陽詩潔

Assignees

  • 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20231031
Priority Date
20230609

Claims (20)

  1. 熱管理システムであって、 少なくとも１つの排液口を含む第１のバスユニットと、 少なくとも１つの液戻し口を含む第２のバスユニットと、 並列してそれぞれ前記第１のバスユニット、前記第２のバスユニットに流体接続される複数の冷凍ブランチを含む熱管理ユニットと、 前記複数の冷凍ブランチのうちの少なくとも１つの冷凍ブランチの冷凍量を調整するための調整装置と、を含む、 熱管理システム。
  2. 前記少なくとも１つの冷凍ブランチの圧縮機はインバータ圧縮機であり、前記調整装置は、前記インバータ圧縮機の動作周波数を調整するために前記インバータ圧縮機に接続される、 請求項１に記載の熱管理システム。
  3. 前記複数の冷凍ブランチにおける冷凍量が最大の冷凍ブランチの圧縮機はインバータ圧縮機である、 請求項２に記載の熱管理システム。
  4. 前記熱管理ユニットは、前記複数の冷凍ブランチと並列してそれぞれ前記第１のバスユニット、前記第２のバスユニットに流体接続される暖房ブランチを更に含む、 請求項１～３の何れか一項に記載の熱管理システム。
  5. 前記暖房ブランチには、前記暖房ブランチを流れる液体を加熱するための複数のヒータが直列に接続されている、 請求項４に記載の熱管理システム。
  6. 前記第１のバスユニットは、 前記熱管理ユニットと流体連通する第１のチャンバと、 前記第１のチャンバから間隔を空けて設置され、前記少なくとも１つの排液口が設けられた第２のチャンバと、 それぞれ前記第１のチャンバ及び前記第２のチャンバと流体連通する接続チャンバと、を含む、 請求項１～５の何れか一項に記載の熱管理システム。
  7. 前記接続チャンバの電流通過断面積は、前記第１のチャンバの電流通過断面積と異なるか、又は前記第２のチャンバの電流通過断面積と異なる、 請求項６に記載の熱管理システム。
  8. 前記第１のバスユニット内の液体の温度を検査するための第１の温度センサ、及び／又は 前記第２のバスユニット内の液体の温度を検査するための第２の温度センサを更に含む、 請求項１～７の何れか一項に記載の熱管理システム。
  9. 前記熱管理ユニット及び前記調整装置に接続された制御ユニットを更に含む、 請求項１～８の何れか一項に記載の熱管理システム。
  10. 熱管理需要量を決定することと、 前記熱管理需要量に基づいて、前記熱管理ユニット内の１つ以上のブランチを運転することと、を含む、 請求項１～９の何れか一項に記載の熱管理システムの制御方法。
  11. 前記温度制御対象に対する熱管理需要量を決定することは、 前記温度制御対象の現在の温度を取得することと、 前記現在の温度及び予め設定された目標温度に基づいて、前記温度制御対象を前記現在の温度から前記予め設定された温度まで調整するのに熱管理需要量を決定することと、を含む、 請求項１０に記載の熱管理システムの制御方法。
  12. 前記の前記熱管理需要量に基づいて、前記熱管理ユニット内の１つ以上のブランチを運転することは、 前記熱管理需要量が冷凍需要量であり、且つ前記冷凍需要量が第１の冷凍量以下であることに応答して、前記熱管理ユニット内の第１の冷凍ブランチを運転し、前記第１の冷凍ブランチの冷凍量が前記冷凍需要量以上であることと、 前記熱管理需要量が冷凍需要量であり、且つ前記冷凍需要量が第１の冷凍量よりも大きいことに応答して、前記熱管理ユニット内の少なくとも２つの冷凍ブランチを運転し、前記少なくとも２つの冷凍ブランチの冷凍量の合計が前記冷凍需要量以上であることと、を含み、 そのうち、前記第１の冷凍量は、前記熱管理ユニットの複数の冷凍ブランチのそれぞれに対応する複数の冷凍量のうちの最大値である、 請求項１０又は１１に記載の熱管理システムの制御方法。
  13. 前記熱管理需要量が冷凍需要量であり、且つ前記冷凍需要量が第１の冷凍量以下であることに応答して、前記熱管理ユニット内の第１の冷凍ブランチを運転し、前記第１の冷凍ブランチの冷凍量が前記冷凍需要量以上であることは、 前記第１の冷凍ブランチの圧縮機の動作周波数を取得することと、 前記圧縮機の動作周波数が第１の予め設定された周波数よりも大きいことに応答して、前記第１の冷凍ブランチを停止し、前記熱管理ユニット内の第２の冷凍ブランチを運転し、前記第２の冷凍ブランチの冷凍量が前記第１の冷凍ブランチの冷凍量よりも大きいことと、 前記圧縮機の動作周波数が第２の予め設定された周波数よりも低いことに応答して、前記第１の冷凍ブランチを停止し、前記熱管理ユニット内の第３の冷凍ブランチを運転し、前記第３の冷凍ブランチの冷凍量が前記冷凍需要量以上であり、且つ前記第１の冷凍ブランチの冷凍量よりも小さいことと、 前記圧縮機の動作周波数が第１の予め設定された周波数よりも大きく、且つ前記第１の冷凍ブランチが前記熱管理ユニットにおける最大冷凍量の冷凍ブランチであることに応答して、前記熱管理ユニット内の前記第１の冷凍ブランチと第４の冷凍ブランチを同時に運転し、前記第４の冷凍ブランチの冷凍量が前記第１の冷凍ブランチの冷凍量以下であることと、を更に含み、 そのうち、前記第２の予め設定された周波数は、前記第１の予め設定された周波数よりも小さい、 請求項１２に記載の熱管理システムの制御方法。
  14. 前記熱管理需要量が冷凍需要量であり、且つ前記冷凍需要量が前記第１の冷凍量以下であることに応答して、前記熱管理ユニット内の第１の冷凍ブランチを運転し、前記第１の冷凍ブランチの冷凍量が前記冷凍需要量以上であることは、 前記熱管理ユニットにおける冷凍量が冷凍需要量以上の各冷凍ブランチの累積動作時間を取得し、前記累積動作時間が最も短い冷凍ブランチを前記第１の冷凍ブランチとすることを更に含む、 請求項１２又は１３に記載の熱管理システムの制御方法。
  15. 前記熱管理需要量が冷凍需要量であり、且つ前記冷凍需要量が第１の冷凍量よりも大きいことに応答して、前記熱管理ユニット内の少なくとも２つの冷凍ブランチを運転し、前記少なくとも２つの冷凍ブランチの冷凍量の合計が前記冷凍需要量以上であることは、 前記少なくとも２つの冷凍ブランチの圧縮機の動作周波数をそれぞれ取得することと、 前記圧縮機の動作周波数が前記圧縮機の第２の予め設定された周波数以下であることに応答して、動作周波数が前記第２の予め設定された周波数以下の圧縮機の位置する冷凍ブランチを停止することと、 前記圧縮機の動作周波数が前記圧縮機の第１の予め設定された周波数よりも大きいことに応答して、動作周波数が前記第１の予め設定された周波数よりも大きい圧縮機を、第１の予め設定された周波数で運転するように制御することと、を更に含み、 そのうち、前記第２の予め設定された周波数は、前記第１の予め設定された周波数よりも小さい、 請求項１２～１４の何れか一項に記載の熱管理システムの制御方法。
  16. 前記の前記熱管理需要量に基づいて、前記熱管理ユニット内の１つ以上のブランチを運転することは、 前記熱管理需要量が暖房需要量であることに応答して、前記熱管理ユニット内の暖房ブランチを運転することを更に含む、 請求項１０～１５の何れか一項に記載の熱管理システムの制御方法。
  17. 少なくとも１つのプロセッサと、 前記少なくとも１つのプロセッサに通信可能に接続されたメモリと、を含む電子機器であって、 前記メモリには、前記少なくとも１つのプロセッサによって実行可能なコマンドが記憶されており、前記コマンドは、前記少なくとも１つのプロセッサが請求項１０～１６の何れか一項に記載の熱管理システムの制御方法を実行できるように、前記少なくとも１つのプロセッサによって実行される、 電子機器。
  18. コンピュータプログラムを記憶したコンピュータ可読記憶媒体であって、前記コンピュータプログラムは、プロセッサによって実行された時に請求項１０～１６の何れか一項に記載の熱管理システムの制御方法を実現する、 コンピュータ可読記憶媒体。
  19. エネルギー貯蔵電池と、 前記エネルギー貯蔵電池の温度を調整するために構成された請求項１～９の何れか一項に記載の熱管理システムと、を含む、 エネルギー貯蔵システム。
  20. 電池と、 請求項１～９の何れか一項に記載の熱管理システムと、を含む電気装置であって、前記熱管理システムは、前記電池の温度を調整するために構成される、 電気装置。

Description

相互参照 本願は、２０２３年６月９日に出願された「熱管理システム及びその制御方法、エネルギー貯蔵システム並びに電気装置」という名称の中国特許出願第２０２３１０６８１７５１．３号に援用されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。 本願は、電池の技術分野に関し、特に、熱管理システム及びその制御方法、エネルギー貯蔵システム並びに電気装置に関する。 世界的な新エネルギー革命の急速な発展に伴い、電池の応用シーンがますます多くなっており、電池を動力源とする種々の電気装置、及び電池をエネルギー貯蔵媒体とするエネルギー装置が登場している。 エネルギー貯蔵システムは、容量が大きく、構築サイクルが短く、信頼性が高く、環境適応性が高いなどの特徴を有し、新エネルギーの１つの新しい発展方向である。エネルギー貯蔵システムには比較的多くの電池コアが含まれるため、電池コアの充放電過程において、電池コア内で大量の熱が発生し、これらの熱は、コンテナ内の電池コアの温度を上昇させる。内部電池コアが密に配列され、内部の気流循環が不十分となり、また、異なる電池コアの充放電レベルが異なるため、エネルギー貯蔵システム内の電池コアの温度が不均一となり、最終的には電池コアの使用寿命に影響を与え、更には熱暴走などの現象が発生する。 現在、空冷放熱から液冷放熱方式に徐々に移行しており、液冷放熱システムにおける熱交換媒体は冷却液であり、冷却液は、熱容量が大きく、熱交換係数が高く、冷却速度が速いなどの利点を有するが、液冷放熱システムは、投資が比較的大きく、運転コストが高く、冷却需要の変化に対する調整及び制御の難易度が高く、異なる動作条件での冷却需要を満たすことが困難であるだけでなく、コスト及びエネルギー消費の浪費を引き起こす。 本願は、少なくとも従来技術に存在する技術問題の１つを解決することを目的とする。そのため、本願の目的の１つは、熱管理システムの調整能力を向上させ、異なる冷凍量需要を柔軟に満たす熱管理システム及びその制御方法、エネルギー貯蔵システム並びに電気装置を提供することである。 本願の第１の態様の実施例は、第１のバスユニット、第２のバスユニット、熱管理ユニット及び調整装置を含む熱管理システムを提供する。第１のバスユニットは少なくとも１つの排液口を含み、第２のバスユニットは少なくとも１つの液戻し口を含み、熱管理ユニットは複数の冷凍ブランチを含み、複数の冷凍ブランチは、並列してそれぞれ第１のバスユニット、第２のバスユニットに流体接続され、調整装置は、複数の冷凍ブランチのうち少なくとも１つの冷凍ブランチの冷凍量を調整するために使用される。 本願の実施例の技術案において、複数の並列接続された冷凍ブランチを設置し、少なくとも１つの冷凍ブランチの冷凍量が調整可能であることと組み合わせることにより、冷却需要に基づいて対応する数の冷凍ブランチを運転し、冷凍ブランチの冷凍量を能動的に調整し、より広範な冷凍量範囲を提供することができ、それにより、異なる動作条件での冷凍量需要を柔軟に満たし、熱管理システムの運転の経済性を向上させ、不要なエネルギー消費の損失を低減させることができる。 幾つかの実施例において、少なくとも１つの冷凍ブランチの圧縮機はインバータ圧縮機であり、調整装置は、インバータ圧縮機の動作周波数を調整するためにインバータ圧縮機に接続される。インバータ圧縮機を採用することにより、冷凍量の調整とエネルギー消費の制御を両立させ、熱管理システムのエネルギー消費の損失を低減させることができる。 幾つかの実施例において、複数の冷凍ブランチにおける冷凍量が最大の冷凍ブランチの圧縮機は、インバータ圧縮機である。冷凍量が最大の冷凍ブランチの圧縮機はインバータ圧縮機であり、これにより、当該冷凍ブランチの冷凍量は、相対的により広い範囲で調整することができ、このように、他の冷凍ブランチと協働してより広範な冷凍量の変化を可能にし、異なる熱管理動作条件の冷却需要に適応し、熱管理システムの適用範囲を向上させることができる。 幾つかの実施例において、熱管理ユニットは、複数の冷凍ブランチと並列してそれぞれ第１のバスユニット、第２のバスユニットと流体接続される暖房ブランチを更に含む。暖房ブランチを設置すると共に冷凍ブランチと並列接続することにより、液体に対してそれぞれ異なる処理方式を実施することができ、それにより、第１のバスユニットでの液体の温度をより良好に制御し、熱管理システムの外部の熱管理能力及び調整範囲を向上させ、熱管理システムの適応範囲を向上させる。 幾つかの実施例において、暖房ブランチには複数のヒータが直列に接続されており、ヒータは、暖房ブランチを流れる液体を加熱するために使用される。ヒータを複数設置し、且つ直列に接続することにより、加熱効率を向上させると同時に、単一のヒータが故障して加熱効果を達成できないことをある程度回避しながら、加熱機能の信頼性を向上させることができる。 幾つかの実施例において、第１のバスユニットは、第１のチャンバ、第２のチャンバ、及び接続チャンバ含み、第１のチャンバは、熱管理ユニットと流体連通しており、第２のチャンバは、第１のチャンバから間隔を空けて設置され、第２のチャンバは、少なくとも１つの排液口が設けられており、接続チャンバは、それぞれ第１のチャンバ及び第２のチャンバと流体連通している。第１のバスユニット内に第１のチャンバと第２のチャンバを間隔を空けて設置し、更に接続チャンバを介して接続することにより、第１のバスユニットの内で異なる温度の液体が混流することができ、これにより、排液口から流出する液体の温度をできる限り一致性に維持することができ、熱管理システムによる温度制御対象の正確な熱管理に役立つ。 幾つかの実施例において、接続チャンバの電流通過断面積は、第１のチャンバの電流通過断面積と異なるか、又は第２のチャンバの電流通過断面積と異なる。このような可変断面の設計は、異なる温度の液体が第１のバスユニット内でより良好に混合することに役立ち、それにより、流出液体の温度の一致性を向上させることに役立つ。 幾つかの実施例において、熱管理システムは、第１のバスユニット内の液体の温度を検査するための第１の温度センサを更に含む。幾つかの実施例において、熱管理システムは、第２のバスユニット内の液体の温度を検査するための第２の温度センサを更に含む。温度センサによって流出液体の温度及び還流液体の温度をタイムリーに取得することで、熱管理システムによる熱管理ユニットの制御に役立ち、異なる熱管理需要を満たし、温度制御対象に対するより正確で効率的な熱管理を実現することに役立つ。 幾つかの実施例において、熱管理システムは、熱管理ユニット及び調整装置に電気的に接続された制御ユニットを更に含む。制御ユニットを設置することにより、熱管理システムの自動制御を実現し、自動化レベル及び熱管理効率を向上させ、温度制御対象が複雑で多様な熱管理需要を満たすことができ、より正確で効率的な熱管理を実現することに役立つ。 本願の第２の態様の実施例は、熱管理需要量を決定することと、熱管理需要量に基づいて、熱管理ユニット内の１つ以上のブランチを運転することとを含む熱管理システムの制御方法を提供する。温度制御対象の熱管理需要量に基づいて、熱管理ユニットにおける１つ以上のブランチの運転又は停止を制御することにより、熱管理需要量をより正確に提供することができ、それにより、異なるシーンで、異なる動作条件での温度制御対象の熱管理需要を満たし、熱管理システムのエネルギー消費を低減させる。 幾つかの実施例において、温度制御対象の熱管理需要量を決定することは、温度制御対象の現在の温度を取得することと、現在の温度及び予め設定された目標温度に基づいて、温度制御対象を現在の温度から予め設定された温度まで調整するのに熱管理需要量を決定することを含む。温度制御対象の現在の温度及び予め設定された目標温度に基づいて、温度制御対象のリアルタイムの熱管理需要量を取得し、熱管理システムを制御して熱管理制御ストラテジをタイムリー調整することができ、それにより、熱管理システムは、常に熱管理需要量を満たすと同時に、不要なエネルギー消費の損失を低減させ、熱管理システムの運転の経済性を向上させることができる。 幾つかの実施例において、熱管理需要量に基づいて、熱管理ユニット内の１つ以上のブランチを運転することは、熱管理需要量が冷凍需要量であり、且つ冷凍需要量が第１の冷凍量以下であることに応答して、熱管理ユニット内の第１の冷凍ブランチを運転し、第１の冷凍ブランチの冷凍量が冷凍需要量以上であることと、熱管理需要量が冷凍需要量であり、且つ冷凍需要量が第１の冷凍量よりも大きいことに応答して、熱管理ユニット内の少なくとも２つの冷凍ブランチを運転し、少なくとも２つの冷凍ブランチの冷凍量の合計が冷凍需要量以上であることとを含み、そのうち、第１の冷凍量は、熱管理ユニットの複数の冷凍ブランチに対応する複数の冷凍量の最大値である。異なる動作条件での冷凍需要量に基づいて、対応する冷凍ブランチの動作を制御して適切な冷凍量を提供し、異なる冷凍需要を満たし、正確な冷凍を実現すると同時に、熱管理システムのエネルギー消費レベルを節約し、熱管理システムの運転の経済性を向上させることができる。 幾つかの実施例において、熱管理需要量が冷凍需要量であり、且つ冷凍需要量が第１の冷凍量以下であることに応答して、熱管理ユニット内の第１の冷凍ブランチを運転し、第１の冷凍ブランチの冷凍量が冷凍需要量以上であることは、第１の冷凍ブランチの圧縮機の動作周波数を取得することと、第１の冷凍ブランチの圧縮機の動作周波数が第１の予め設定された周波数よりも大きいことに応答して、第１の冷凍ブランチを停止し、熱管理ユニット内の第２の冷凍ブランチを運転し、第２の冷凍ブランチの冷凍量が第１の冷凍ブランチの冷凍量よりも大きいことと、第１の冷凍ブランチの圧縮機の動作周波数が第２の予め設定された周波数よりも小さいことに応答して、第１の冷凍ブランチを停止し、熱管理ユニット内の第３の冷凍ブランチを運転し、第３の冷凍ブランチの冷凍量が冷凍需要量以上であり、且つ第１の冷凍ブランチの冷凍量よりも小さいことと、第１の冷凍ブランチの圧縮機の動作周波数が第１の予め設定された周波数よりも大きく、且つ第１の冷凍ブランチが熱管理ユニットにおける冷凍量が最大の冷凍ブランチであることに応答して、熱管理ユニット内の第１の冷凍ブランチと第４の冷凍ブランチを同時に運転し、第４の冷凍ブランチの冷凍量が第１の冷凍ブランチの冷凍量以下であることとを更に含み、そのうち、第２の予め設定された周波数は、第１の予め設定された周波数よりも小さい。圧縮機の動作周波数に応じて冷凍ブランチの制御ストラテジを更に最適化することにより、熱管理システムは、十分な冷凍量を提供して冷凍需要を満たすと同時に、熱管理システムの運転コストを削減し、運転の経済性及び機器の使用寿命を向上させることができる。 幾つかの実施例において、熱管理需要量が冷凍需要量であり、且つ冷凍需要量が第１の冷凍量以下であることに応答して、熱管理ユニット内の第１の冷凍ブランチを運転し、第１の冷凍ブランチの冷凍量が冷凍需要量以上であることは、熱管理ユニットにおける冷凍量が冷凍需要量以上の各冷凍ブランチの累積動作時間を取得し、累積動作時間が最短の冷凍ブランチを第１の冷凍ブランチとすることを更に含む。冷凍ブランチの累積動作時間を更に組み合わせて冷凍ブランチの制御ストラテジの最適化を補助することにより、各ブランチの機器の使用寿命より良好に均衡させ、一部の機器の過渡使用による深刻な摩耗を緩和し、熱管理システム全体の使用寿命を延ばすことができる。 幾つかの実施例において、熱管理需要量が冷凍需要量であり、且つ冷凍需要量が第１の冷凍量よりも大きいこ