电池装置及其控制方法、储能设备与流程

1.本公开涉及储能技术领域，尤其涉及一种电池装置、电池装置的控制方法、以及储能设备。


背景技术：

2.均温板具有热传导快、热扩散性能好的优点，可以将电池模组产生的热量迅速转移或扩散，广泛用于降低电池模组的温度。
3.在相关技术中，重力均温板难以匹配电池模组等电池模组在不同功率下的发热状态，导致热传导性能受限，造成换热效率低、适用性差的问题。


技术实现要素：

4.本公开提供一种电池装置及其控制方法、储能设备，至少在一定程度上克服相关技术中提供的重力均温板换热效率低、适用性差的问题。
5.本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。
6.根据本公开的一个方面，提供一种电池装置，包括：均温板，具有中空腔体，所述中空腔体内填充相变材料，所述中空腔体内设有隔板，所述隔板沿所述中空腔体高度方向设置，所述隔板顶端设有导流板，所述中空腔体内具有换热腔、冷凝腔、回流管道和储液腔，形成冷凝回收回路；电池模组，设置于所述均温板的换热面上；冷凝装置，设置于所述电池模组上方，与所述冷凝腔相对的均温板上；制冷装置，与所述冷凝装置相对设置，用于冷却所述冷凝装置；第一温度采集单元，设置于所述电池模组上，与主控单元连接，用于不同采样时刻采集所述电池模组的第一温度值；主控单元，用于根据所述不同采样时刻的第一温度值确定所述电池模组的升温速率，若所述电池模组的升温速率满足预设制冷条件，则控制开启所述制冷装置，以冷却所述冷凝装置。
7.在本公开的一个实施例中，所述预设制冷条件包括第一预设温度变化率阈值和第二预设温度变化率阈值；所述主控单元用于若所述电池模组的升温速率大于第一预设温度变化率阈值，则控制所述制冷装置以第一制冷参数运行；若所述电池模组的升温速率小于或等于第二预设温度变化率阈值，则控制所述制冷装置以第二制冷参数运行；其中，所述第一预设温度变化率阈值大于所述第二预设温度变化率阈值，所述制冷装置以第一制冷参数运行得到的制冷量大于以所述第二制冷参数运行得到的制冷量。
8.在本公开的一个实施例中，所述电池装置还包括第二温度采集单元，设置于所述冷凝腔内，与所述主控单元连接，用于采集所述冷凝腔的第二温度值；所述主控单元，用于若所述第二温度值与预设相变温度之间的差值大于第一预设
温度阈值，则控制开启所述制冷装置冷却所述冷凝装置，直至所述第二温度值小于或等于所述预设相变温度，控制所述制冷装置待机。
9.在本公开的一个实施例中，电池装置还包括与储液腔连通的液位调节装置，液位调节装置包括储液单元和储气单元，储液单元和储气单元由弹性片隔开，储液单元与储液腔连通，储气单元与气泵连通，以调节中空腔体内的液位高度；所述电池模组的数量至少为两个，至少两个所述电池模组沿所述均温板的高度方向排布，所述电池装置至少包括两个第一温度采集单元，其中一个第一温度采集单元用于采集换热腔底部的电池模组的温度值，一个第一温度采集单元用于采集换热腔顶部的电池模组的温度值；主控单元，用于根据所述换热腔底部电池模组的温度值与所述换热腔顶部电池模组的温度值之间的差值，确定所述气泵的工作参数。
10.在本公开的一个实施例中，所述电池装置还包括气压采集单元，设置于所述储气单元内，与所述主控单元连接，用于采集所述储气单元的气压值；主控单元，用于根据所述储气单元的气压值确定所述相变材料的相变温度。
11.在本公开的一个实施例中，所述电池装置还包括第三温度采集单元，设置于所述回流管道，与所述主控单元连接，用于采集所述回流管道内部的第三温度值；第四温度采集单元，设置于所述换热腔内，与所述主控单元连接，用于采集所述换热腔内相变材料的第四温度值；主控单元，用于根据所述第四温度值和所述第三温度值控制所述制冷装置的工作状态。
12.在本公开的一个实施例中，所述电池装置还包括第五温度采集单元，设置于所述回流管道外壁，与所述主控单元连接，用于采集所述回流管道外壁的第五温度值；主控单元，用于根据所述第三温度值和所述第五温度值控制所述制冷装置的工作状态。
13.在本公开的一个实施例中，均温板的换热面与电池模组之间设有导热材料。
14.在本公开的一个实施例中，回流管道表面贴附隔热材料。
15.在本公开的一个实施例中，中空腔体内设有两条隔板，两条隔板设置于换热腔的两侧。
16.在本公开的一个实施例中，隔板上设有隔热结构，隔热结构包括设置于隔板的镂空孔。
17.在本公开的一个实施例中，换热腔内设有支撑件；均温板包括第一板体和第二板体，第一板体和第二板体配合形成中空腔体；隔板、导流板和支撑件在第一板体和第二板体的对应位置挤压形成。
18.在本公开的一个实施例中，导流板倾斜设置，导流板设置多个，多个导流板交错设置。
19.根据本公开的另一个方面，还提供了一种电池装置的控制方法，应用于上述的电池装置，所述控制方法包括：获取电池模组不同采样时刻的第一温度值；根据所述不同采样时刻的第一温度值，得到所述电池模组的升温速率；
若所述电池模组的升温速率满足预设制冷条件，则控制开启制冷装置，以冷却冷凝装置。
20.在本公开的一个实施例中，所述预设制冷条件包括第一预设温度变化率阈值和第二预设温度变化率阈值；其中，若所述电池模组的升温速率满足预设制冷条件，则控制开启制冷装置，以冷却冷凝装置，包括：若所述电池模组的升温速率大于第一预设温度变化率阈值，则控制所述制冷装置以第一制冷参数运行；若所述电池模组的升温速率小于或等于第二预设温度变化率阈值，则控制所述制冷装置以第二制冷参数运行，其中，所述第一预设温度变化率阈值大于所述第二预设温度变化率阈值，所述制冷装置以第一制冷参数运行得到的制冷量大于以所述第二制冷参数运行得到的制冷量。
21.在本公开的一个实施例中，所述方法还包括：获取所述冷凝腔的第二温度值；若所述第二温度值与预设相变温度之间的差值大于第一预设温度阈值，则控制开启所述制冷装置，冷却所述冷凝装置，直至所述第二温度值小于或等于所述预设相变温度，控制所述制冷装置待机。
22.在本公开的一个实施例中，所述方法还包括：获取所述换热腔底部的电池模组的温度值；获取所述换热腔顶部的电池模组的温度值；若所述换热腔顶部的电池模组的温度值与所述换热腔底部的电池模组的温度值之间的差值大于第二预设温度阈值，则控制开启所述气泵向储气单元充气，直至所述差值小于或等于第三预设温度阈值，控制所述气泵停止向所述储气单元充气，其中，所述第二预设温度阈值大于所述第三预设温度阈值。
23.在本公开的一个实施例中，所述方法还包括：若所述换热腔顶部的电池模组的温度值与所述换热腔底部的电池模组的温度值之间的差值小于或等于第四预设温度阈值，则控制开启所述气泵对所述储气单元排气，直至所述差值小于或等于第三预设温度阈值，控制所述气泵停止对所述储气单元排气，其中，所述第四预设温度阈值小于所述第三预设温度阈值。
24.在本公开的一个实施例中，所述方法还包括：获取所述储气单元内的气压值；基于预设液体工质蒸汽压温度对应关系，确定与所述储气单元内的气压值对应的所述相变材料的相变温度，其中，所述液体工质蒸汽压温度对应关系用于表征所述储气单元内的气压值与所述相变材料的相变温度之间的对应关系；以所述相变材料的相变温度更新所述预设相变温度。
25.在本公开的一个实施例中，所述方法还包括：获取所述回流管道内部的第三温度值；获取所述换热腔内相变材料的第四温度值；若所述第四温度值和所述第三温度值之间的差值小于第五预设温度阈值，则控制
开启所述制冷装置，直至所述第四温度值和所述第三温度值之间的差值大于或等于第六预设温度阈值，控制关闭所述制冷装置，其中，所述第五预设温度阈值小于所述第六预设温度阈值。
26.在本公开的一个实施例中，所述方法还包括：获取所述回流管道外壁的第五温度值；若所述第三温度值和所述第五温度值之间的差值小于第七预设温度阈值，则控制开启所述制冷装置，直至所述第三温度值和所述第五温度值之间的差值大于或等于第八预设温度阈值，控制关闭所述制冷装置，其中，所述第七预设温度阈值小于所述第八预设温度阈值。
27.根据本公开的另一个方面，还提供了一种储能设备，包括上述的电池装置。
28.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
29.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1示出本公开实施例提供的一种电池装置的结构示意图。
31.图2示出本公开实施例提供的相变材料在回路中转移的结构示意图。
32.图3示出本公开实施例提供的一种均温板的结构示意图。
33.图4示出图3中a-a面的剖面图。
34.图5示出本公开实施例提供的一种均温板的立体图。
35.图6示出本公开实施例提供的电池装置换热原理图。
36.图7示出本公开实施例提供的一种电池装置的控制方法流程图。
37.其中，附图标记说明如下：100、均温板；200、电池模组；300、冷凝装置；400、液位调节装置；500、主控单元；110、隔板；120、换热腔；130、冷凝腔；140、回流管道；150、储液腔；160、导流板；1001、第一板体；1002、第二板体；1101、隔热结构；1201、支撑件；410、储液单元；420、储气单元；430、弹性片；440、气泵。
具体实施方式
38.下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
39.文中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个
以上，除非另有明确需要说明的是限定。
40.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
41.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。
42.图1示出本公开实施例提供的一种电池装置的结构示意图。结合图1，本公开实施例中的电池装置，包括：均温板100、电池模组200、冷凝装置300、制冷装置、第一温度采集单元和主控单元500。其中，均温板100可以为重力均温板，重力均温板竖向设置于电池模组200的侧部，均温板100具有中空腔体，中空腔体内填充相变材料。在一种可行的实施方式中，相变材料可以为纯水，也可以为氟利昂，还可以为其他在一定工作温度下能够发生相变的材料。
43.如图2所示，中空腔体内设有隔板110，隔板110沿中空腔体高度方向设置，中空腔体具有换热腔120、冷凝腔130、回流管道140和储液腔150，冷凝腔130设置于中空腔体顶部；储液腔150设置于中空腔体底部，回流管道140设置于换热腔120一侧且回流管道140和换热腔120设置于冷凝腔130和储液腔150之间，隔板110顶端设有用于将冷凝后的相变材料导流至回流管道140的导流板160。
44.在一个实施例中，隔板110一端朝向中空腔体的端部延伸，隔板110的另一端朝向中空腔体的底部延伸，且隔板110的顶端和底端与中空腔体之间设有开口，从而将中空腔体分为顶部的冷凝腔130、底部的储液腔150、中部的换热腔120和回流管道140，换热腔120和回流管道140相邻设置。
45.隔板110的数量可以为一个，此时，中空腔体内设有一个换热腔120和一个回流管道140；隔板110的数量也可以为两个，此时，中空腔体内设有一个换热腔120和两个回流管道140，两个回流管道140设置于上述换热腔120的两侧。
46.需要说明的是，隔板110的数量、宽度、形状等可以根据实际情况设置，本公开不做具体限定。
47.导流板160可以位于冷凝腔130内，或者，导流板160可以设置于冷凝腔130与换热腔120的连接处，导流板160具有吸附冷凝后相变材料的作用，并将吸附的液态的相变材料导流至回流管道140内。
48.导流板160呈倾斜状态设置，导流板160顶端靠近中空腔体顶端，导流板160的底端延伸至回流管道140顶端的进液口，导流板160与水平面之间的夹角在5
°
~30
°
，可以根据实际情况而定。
49.在一个实施例中，均温板100可以设置多个导流板160，多个导流板160交错设置，从而将冷凝腔130内不同区域冷凝后的液体相变材料导流至回流管道140内，提升冷凝回流
效率。
50.示例性的，均温板100包括两个导流板160，两个导流板160沿均温板100高度方向排布，并且位于上方的导流板160与位于下方的导流板160存在部分区域重叠，两个导流板160之间存在缝隙，也可以流通气态的相变材料。
51.除此之外，还可以在隔板110顶端设置扩口段，扩口段倾斜设置，扩口段用于增大回流管道140进液口的尺寸。
52.电池模组200设置于均温板100的换热面上，与相变材料换热。电池模组200也可以为其他工作时产生热量的装置，电池模组200产生的热量影响电池模组200的其他性能，故需要对电池模组200进行降温。
53.电池模组200可以包括至少一个，当电池模组200包括至少两个时，至少两个电池模组200沿均温板100的高度方向排布，如由上至下顺次排布于均温板100的换热面。
54.均温板100可以为矩形板、方形板等，均温板100可以具有一个或两个与至少一个电池模组200进行换热的换热面。当均温板100为一个换热面时，至少一个电池模组200可以设置于上述一个换热面；当均温板100具有两个换热面时，可以将多个电池模组200分为两组，两组电池模组200分别设置于对应的换热面。
55.冷凝装置300设置于电池模组200上方，位于与冷凝腔130相应的均温板100上。冷凝装置300可以为散热片等被动制冷装置，也可以为风扇、空调、半导体制冷片等其他主动冷却装置，还可以包括被动制冷装置和主动制冷装置，例如同时包括散热片和空调，空调用于对散热片进行降温。
56.在一个实施例中，冷凝装置300为被动制冷装置，制冷装置为主动制冷装置，与冷凝装置相对设置，用于冷却冷凝装置300；第一温度采集单元，设置于电池模组200上，与主控单元500连接，用于不同采样时刻采集电池模组200的第一温度值；主控单元500，用于根据不同采样时刻的第一温度值确定电池模组200的升温速率，若电池模组200的升温速率满足预设制冷条件，则控制开启制冷装置，以冷却冷凝装置300。
57.上述的制冷装置可以包括空调、风扇、半导体制冷单元中的一种或多种。制冷装置与冷凝装置300可以位于均温板100的同侧，也可以位于均温板100的两侧，本公开不做具体限定。
58.电池模组200的升温速率为单位时间间隔内电池模组的温度变化量，用于衡量电池模组200产生热量的多少。当电池模组200温度持续升高时，电池模组200的升温速率为正值，当电池模组200温度持续降低时，电池模组200的升温速率为负值。
59.第一温度采集单元可以设置于其中一个电池模组200上；也可以在各个电池模组200均设置第一温度采集单元，通过计算各个电池模组200的平均升温速率，判断平均升温速率是否满足预设制冷条件，从而确定是否控制开启制冷装置。
60.需要说明的是，还可以采集换热腔120内相变材料的温度值，计算得到换热腔120内相变材料的升温速率，从而根据换热腔120内相变材料的升温速率确定是否开启制冷装置。
61.在一种可行的实现方式中，可以采用换热腔120外壁的温度值代替换热腔120内相变材料的温度值，温度采集更容易；同时，也可以采用换热腔120外壁的温度值代替第一温度值。
62.本公开通过设置制冷装置和第一温度采集单元，根据第一温度采集单元采集的第一温度值确定电池模组200的升温速率，从而根据电池模组200的升温速率控制制冷装置的工作状态，当电池模组200的升温速率满足预设制冷条件时，开启制冷装置对冷凝装置300进行冷却，从而提升冷凝装置300的冷凝效率，提高相变材料的回收利用率。
63.在一个实施例中，预设制冷条件包括第一预设温度变化率阈值和第二预设温度变化率阈值；主控单元500用于若电池模组200的升温速率大于第一预设温度变化率阈值，则控制制冷装置以第一制冷参数运行；若电池模组200的升温速率小于或等于第二预设温度变化率阈值，则控制制冷装置以第二制冷参数运行；其中，第一预设温度变化率阈值大于第二预设温度变化率阈值，制冷装置以第一制冷参数运行得到的制冷量大于以第二制冷参数运行得到的制冷量。例如，第一预设温度变化率阈值可以为0.1℃/min，第二预设温度变化率阈值可以为0.02℃/min；制冷装置的制冷参数可以包括制冷功率、风速等，例如，第一制冷参数为空调的制冷功率最大值或最大风速；第二制冷参数为空调的制冷功率最小值或最低风速。
64.需要说明的是，上述第一预设温度变化率阈值、第二预设温度变化率阈值、第一制冷运行参数和第二制冷运行参数仅是为说明本公开实施例而提供的示例，不应将其视为本公开保护范围的限制。根据具体的实现形式（例如上述阈值及运行参数的其他形式等）在另一些实现方式中，也可以具有不同的形式。
65.在本公开实施方式中，当电池模组200的升温速率大于第一预设温度变化率阈值时，主控单元500控制制冷装置以第一制冷参数运行，当电池模组200的升温速率小于或等于第二预设温度变化率阈值时，主控单元500控制制冷装置以第二制冷参数运行，从而及时响应电池模组200的温度变化，防止出现电池模组200温度过高的情况，提升电池模组200的使用寿命。
66.图2示出本公开实施例提供的相变材料在回路中转移的结构示意图。如图2所示，电池模组200工作时产生热量，与换热腔120内的相变材料换热，换热腔120内的相变材料发生相变反应形成蒸汽，蒸汽上浮到顶部的冷凝腔130，蒸汽与冷凝装置300换热后，冷凝为液态相变材料，液态相变材料吸附至导流板160上，经导流板160导流至回流管道140内，并对底部的储液腔150进行补液，形成相变材料冷凝回收回路。
67.本公开实施方式中，一方面，通过在具有中空腔体的均温板100内设置隔板110，将中空结构分为换热腔120、冷凝腔130、回流管道140和储液腔150，以形成相变材料冷凝回收回路，从而提升电池模组200的冷凝效果，提升冷凝效率，有效降低电池模组200温度，延长电池模组200使用寿命，另一方面，通过设置导流板160，从而将冷凝后的相变材料引流至回流管道140内，提升回收效率，且冷凝后的相变材料可以经过回流管道140冷却，降低储液腔150内相变材料温度的影响。
68.在一个实施例中，均温板100的换热面与电池模组200之间设有导热材料，导热材料可以为导热垫，导热材料也可以为导电胶水，还可以为其他类型的导电材料层，通过在均温板100的换热面与电池模组200之间设置导热材料，能够使电池模组200产生的热量充分传递至均温板100，从而提升电池模组200与均温板100之间的换热效率，进一步降低电池模组200的温度。
69.在一个实施例中，还可以在回流管道140表面贴敷隔热材料，隔热材料可以为隔热
泡棉，隔热材料还可以为其他热传导率低的材料，通过在回流管道140表面设置隔热材料，回流管道140与电池模组200或外界不接触，有效避免回流管道140内的相变材料发生相变反应。
70.图3示出本公开实施例提供的一种均温板的结构示意图。如图3所示，隔板110上设有隔热结构1101，隔热结构1101可以延长电池模组200与回流管道140之间的传热距离，降低换热腔120与回流管道140之间的热传导，从而避免回流管道140内的相变材料发生相变反应。
71.示例性的，如图3所示，隔热结构1101可以为设置于隔板110上的镂空孔，镂空孔可以为圆形、方形等规则图形，镂空孔也可以为条形孔、s行孔、锯齿形孔等不规则图形，不公开不做具体限定。
72.图4示出图3中a-a面的剖面图。图5示出本公开实施例中提供的一种均温板100的立体图。参考图3~图5，在一个实施例中，换热腔120内设有支撑件1201，支撑件1201可以支撑换热腔120，提升电池模组200的安装强度、以及均温板的可靠性。
73.均温板100包括相对设置的第一板体1001和第二板体1002，第一板体1001和第二板体1002配合形成中空腔体。第一板体1001或第二板体1002可以设置均温板100的换热面，第一板体1001和第二板体1002上均设置均温板100的换热面，即，可以将电池模组200设置于第一板体1001或第二板体1002上，也可以将电池模组200设置在第一板体1001和第二板体1002上，可以根据实际需要而定。
74.在一个实施例中，隔板110、导流板160和支撑件1201在第一板体1001和第二板体1002的对应位置挤压形成。
75.如图4和图5所示，第一板体1001和第二板体1002通过挤压形成凹槽，第一板体1001和第二板体1002压合在一起时，第一板体1001的凹槽和第二板体1002的凹槽配合形成中空腔体。
76.通过在凹槽的槽底向槽口方向挤压，形成凸起，第一板体1001和第二板体1002的凸起配合形成隔板110。
77.可以采用同样的挤压方式在相应位置形成支撑件1201和导流板160。
78.如图4所示，支撑件1201包括多个，多个支撑件1201呈阵列方式排布，支撑件1201可以为设置于槽底的长条形凸起，需要说明的是，第一板体1001上相邻的长条形凸起的距离与第二板体1002上相邻的长条形凸起的距离不同，可以提升均温板100的强度。
79.在本公开实施方式中，一方面，通过在换热腔120设置支撑件1201，从而提升均温板100的强度；另一方面，均温板100由第一板体1001和第二板体1002组成，通过挤压方式形成隔板110、导流板160和支撑件1201，均温板100的结构简单，易于制造。
80.在一个实施例中，电池装置还包括第二温度采集单元，设置于冷凝腔130内，与主控单元500连接，用于采集冷凝腔130的第二温度值；主控单元500，用于若第二温度值与预设相变温度之间的差值大于第一预设温度阈值，则控制开启制冷装置冷却冷凝装置300，直至第二温度值小于或等于预设相变温度，控制制冷装置待机。
81.上述预设相变温度可以预先设置于主控单元500内。
82.第一预设温度阈值可以为5℃，也可以为其他正数，本公开不做具体限定。
83.当第二温度值与预设相变温度之间的差值大于第一预设温度阈值时，表明冷凝装
置300无法对相变材料实现由气态至液态的转变，需要借助制冷装置降低冷凝腔130的温度，此时，制冷装置的运行参数可以采用第一运行参数，也可以采用第二运行参数，还可以先采用第一运行参数，再采用第二运行参数，对冷凝腔130降温。
84.当第二温度值低于预设相变温度时，控制制冷装置待机，仅采用冷凝装置300实现冷凝。
85.在本公开实施方式中，通过采集冷凝腔130的第二温度值，根据第二温度值与预设相变温度之间的关系，确定制冷装置的运行状态，从而确保经过冷凝装置300冷却后相变材料能够由气态转变为液态，进入回流管道140，提升冷凝效率。
86.继续参考图5，在一个实施例中，电池装置还包括与储液腔150连通的液位调节装置400，液位调节装置400包括储液单元410和储气单元420，储液单元410和储气单元420由弹性片430隔开，储液单元410与储液腔150连通，储气单元420与气泵440连通，以调节中空腔体内的液位高度。
87.上述的弹性片430可以为隔离气液的橡胶、乳胶等片体结构，通过设置弹性片430，能够调节储液单元410和储气单元420的容腔大小，从而实现调节中空腔体内液位高度的目的。
88.需要说明的是，液位调节装置400还可以为通过管道连接的储液单元410和储气单元420，还可以是其他能够实现气液容积转换的装置，本公开不做具体限定。
89.在一个实施例中，电池模组200的数量至少为两个，至少两个电池模组200沿均温板100的高度方向排布，电池装置包括至少两个第一温度采集单元，其中一个第一温度采集单元用于采集换热腔120底部的电池模组200的温度值，一个第一温度采集单元用于采集换热腔120顶部的电池模组200的温度值；主控单元500用于根据换热腔120底部的电池模组200的温度值与换热腔120顶部的电池模组200的温度值之间的差值，确定气泵440的工作参数。
90.气泵440的工作参数包括气泵440的工作状态、气泵440的流量、压力、功率、转速等，其中，气泵440的工作状态包括充气状态和排气状态。当换热腔120底部电池模组200的温度值与换热腔120顶部电池模组200的温度值之间的差值较大时，气泵440的工作状态为充气状态，从而增加换热腔120内相变材料的高度；当换热腔120底部电池模组200的温度值与换热腔120顶部电池模组200的温度值之间的差值较小时，气泵440的工作状态为排气状态，从而降低换热腔内相变材料的高度。
91.如图6所示，通过第一温度采集单元可以采集换热腔120内不同位置的电池模组200的温度，分别记为t1、t2
……
tn，其中，t1~tn分别为由上至下换热腔120内不同位置的电池模组200的温度。
92.本公开根据换热腔120底部的电池模组200的温度值和换热腔120顶部的电池模组200的温度值之间的差值，控制与储液腔150连通的液位调节装置400，可以调节中空腔体内相变材料的液位高度，使不同位置的电池模组200的温度差保持在预设范围内，从而调节均温板100的温度均匀性。
93.在一个实施例中，电池装置还包括气压采集单元，设置于储气单元420内，与主控单元500连接，用于采集储气单元420的气压值；主控单元500用于根据储气单元420的气压值确定相变材料的相变温度。
94.气压采集单元可以为压力表、压力计等。
95.储气单元420的气压值越高，相变材料的相变温度越高，可以将储气单元420的气压值与相变材料的相变温度之间的对应关系预先存储于主控单元500内。
96.根据公式pq=pz+ρgh=nrt/v+ρgh，其中，pq为储气单元的气压值，pz为冷凝腔内气体的气压值，ρ为相变材料的密度，g为比例系数，g为常数，可以取9.8m/s2，h为中空腔体内相变材料的液位高度，n为物质的量，r为气体常数，t为温度，v为冷凝腔130内气体的体积。
97.根据上述公式可知，当开启气泵440向储气单元420充气时，换热腔120内相变材料的液位高度上升，即h增大，冷凝腔130内气体的体积v减小，气体活跃度增强导致冷凝腔130的温度t升高；当开启气泵440对储气单元420排气时，换热腔120内相变材料的液位高度下降，即h减小，冷凝腔130内气体的体积v增大，气体活跃度降低导致冷凝腔130的温度t降低。可见，在不同液位高度下，对应不同的气压pq，通过调节气泵440可以调节气压pq，进而可以调节液位高度h。
98.在本公开实施方式中，通过采集储气单元420的气压值，确定相变材料的相变温度，及时更新预设相变温度，从而提升控制方法的有效性。例如，将相变材料的相变温度直接替换预设相变温度，或者，两者之间的比值为一定的比例系数。
99.在一个实施例中，电池装置还包括第三温度采集单元，设置于回流管道140内，与主控单元500连接，用于采集回流管道140内部的第三温度值；第四温度采集单元，设置于换热腔120内，与主控单元500连接，用于采集换热腔120内相变材料的第四温度值；主控单元500用于根据第四温度值和第三温度值控制制冷装置的工作状态。
100.在本公开实施方式中，通过采集回流管道140内部的第三温度值和换热腔120内相变材料的第四温度值，根据第四温度值和第三温度值确定回流管道140与换热腔120之间的换热，有效防止换热腔120温度过高造成回流管道140内的相变材料气化，提升冷凝效果。
101.在一个实施例中，电池装置还包括第五温度采集单元，设置于回流管道140外壁，与主控单元500连接，用于采集回流管道140外壁的第五温度值；主控单元500用于根据第三温度值和第五温度值控制制冷装置的工作状态。
102.在本公开实施方式中，通过采集回流管道140外壁的第五温度值，根据第三温度值和第五温度值确定回流管道140与环境之间的换热，有效防止环境温度过高造成回流管道140内的相变材料气化，提升冷凝效果。
103.图7示出本公开实施例提供的一种电池装置的控制方法流程图。如图7所示，本技术实施方式还提供了一种电池装置的控制方法，应用于上述的电池模组，该控制方法包括：s702、获取电池模组200不同采样时刻的第一温度值；s704、根据不同采样时刻的第一温度值，得到电池模组200的升温速率；s706、若电池模组200的升温速率满足预设制冷条件，则控制开启制冷装置，以冷却冷凝装置300。
104.需要说明的是，上述预设制冷条件可以预先存储于主控单元500内，以根据预设制冷条件确定是否开启制冷装置。
105.在本公开实施方式中，通过采集电池模组200不同采样时刻的第一温度值，计算得到电池模组200的升温速度，当电池模组200的升温速率满足预设制冷条件时，控制开启制冷装置冷却冷凝装置300，对冷凝腔130降温，从而提升冷凝装置300的冷凝效率，提高相变
材料的回收利用率。
106.在一个实施例中，预设制冷条件包括第一预设温度变化率阈值和第二预设温度变化率阈值；若电池模组200的升温速率满足预设制冷条件，则控制开启制冷装置，以冷却冷凝装置300，包括：若电池模组200的升温速率大于第一预设温度变化率阈值，则控制制冷装置以第一制冷参数运行；若电池模组200的升温速率小于或等于第二预设温度变化率阈值，则控制制冷装置以第二制冷参数运行，其中，第一预设温度变化率阈值大于第二预设温度变化率阈值，制冷装置以第一制冷参数运行得到的制冷量大于以第二制冷参数运行得到的制冷量。
107.在本公开实施方式中，当电池模组200的升温速率大于第一预设温度变化率阈值时，主控单元500控制制冷装置以第一制冷参数运行，当电池模组200的升温速率小于或等于第二预设温度变化率阈值时，主控单元500控制制冷装置以第二制冷参数运行，从而及时响应电池模组200的温度变化，防止出现电池模组200温度过高的情况，提升电池模组200的使用寿命。
108.在一个实施例中，该方法还包括：获取冷凝腔130的第二温度值；若第二温度值与预设相变温度之间的差值大于第一预设温度阈值，则控制开启制冷装置冷却冷凝装置300，直至第二温度值小于或等于预设相变温度，控制制冷装置待机。
109.在本公开实施方式中，通过采集冷凝腔130的第二温度值，根据第二温度值与预设相变温度之间的关系，确定制冷装置的运行状态，从而确保经过冷凝装置300冷却后相变材料能够由气态转变为液态，进入回流管道140，提升冷凝效率。
110.在一个实施例中，该方法还包括：获取换热腔120底部的电池模组200的温度值；获取换热腔120顶部的电池模组200的温度值；若换热腔120顶部的电池模组200的温度值与换热腔120底部的电池模组200的温度值之间的差值大于第二预设温度阈值，则控制开启气泵440向储气单元420充气，直至差值小于或等于第三预设温度阈值，控制气泵440停止向储气单元420充气，其中，第二预设温度阈值大于第三预设温度阈值。
111.在本公开实施方式中，当换热腔120底部的电池模组200的温度值和换热腔120顶部的电池模组200的温度值之间的差值大于第二预设温度阈值时，表明不同位置的电池模组200温度值差异较大，通过气泵440向储气单元420充气，从而将储液单元410内的相变材料压入中空腔体内，提高相变材料的液位高度，从而降低换热腔120顶部电池模组200的温度，缩小不同位置电池模组200温度的差异；当上述差值小于或等于第三预设温度阈值时，气泵440停止向储气单元420充气，从而使不同位置的电池模组200的温度差保持在预设范围内，有效调节均温板100的温度均匀性。
112.在一个实施例中，方法还包括：若换热腔120顶部的电池模组200的温度值与换热腔120底部的电池模组200的温度值之间的差值小于或等于第四预设温度阈值，则控制开启气泵440对储气单元420排气，直至差值小于或等于第三预设温度阈值，控制气泵440停止对储气单元420排气，其中，第四预设温度阈值小于第三预设温度阈值。
113.在本公开实施方式中，当换热腔120顶部的电池模组200的温度值与换热腔120底部的电池模组200的温度值之间的差值小于或等于第四温度阈值时，第四预设温度阈值小于第三预设温度阈值，表明不同位置的电池模组200温度值差异较小，可适当降低电池模组
200温度的均匀度，通过开启气泵440对储气单元420排气，适当降低换热腔120内相变材料的液位高度，降低控制成本。
114.例如，第二预设温度阈值可以为5℃、第三预设温度阈值可以为3℃、第四预设温度阈值可以为2℃。
115.需要说明的是，上述第二预设温度阈值、第三预设温度阈值和第四预设温度阈值可以根据实际需求而定，本公开不做具体限定。
116.在本公开的一个实施例中，该方法还包括：获取储气单元420内的气压值；基于预设液体工质蒸汽压温度对应关系，确定与储气单元420内的气压值对应的相变材料的相变温度，其中，液体工质蒸汽压温度对应关系用于表征储气单元420内的气压值与相变材料的相变温度之间的对应关系；以相变材料的相变温度更新预设相变温度。
117.上述的液体工质蒸汽压温度对应关系可以为对应关系表、对应关系曲线、两者的函数关系等，本公开不做具体限定。
118.在本公开实施方式中，通过采集储气单元420内的气压值，根据预设液体工质蒸汽压温度对应关系，确定相变材料的相变温度，及时更新预设相变温度，从而实现对制冷装置控制的准确性，确保冷凝效果的精确度。
119.在一个实施例中，该方法还包括：获取回流管道140内部的第三温度值；获取换热腔120内相变材料的第四温度值；若第四温度值和第三温度值之间的差值小于第五预设温度阈值，则控制开启制冷装置，直至第四温度值和第三温度值之间的差值大于或等于第六预设温度阈值，控制关闭制冷装置，其中，第五预设温度阈值小于第六预设温度阈值。
120.需要说明的是，上述第五预设温度阈值和第六预设温度阈值可以根据实际需求而定，不做具体限定。例如，第五预设温度阈值可以为2℃，第六预设温度阈值可以为5℃。
121.在本公开实施方式中，通过采集回流管道140内部的第三温度值，根据第四温度值和第三温度值确定回流管道140与换热腔120之间的换热，有效防止换热腔120温度过高造成回流管道140内的相变材料气化，提升冷凝效果。
122.在一个实施例中，该方法还包括：获取回流管道140外壁的第五温度值；若第三温度值和第五温度值之间的差值小于第七预设温度阈值，则控制开启制冷装置，直至第三温度值和第五温度值之间的差值大于或等于第八预设温度阈值，控制关闭制冷装置，其中，第七预设温度阈值小于第八预设温度阈值。
123.需要说明的是，上述第七预设温度阈值和第八预设温度阈值可以根据实际需求而定，不做具体限定。例如，第七预设温度阈值可以为2℃，第八预设温度阈值可以为5℃。
124.在本公开实施方式中，通过采集回流管道140外壁的第五温度值，根据第三温度值和第五温度值确定回流管道140与环境之间的换热，有效防止环境温度过高造成回流管道140内的相变材料气化，提升冷凝效果。
125.在上述实施例中，示例性的采用电池模组200的升温速率与预设温度变化率阈值之间的关系、冷凝腔130的第二温度值与预设相变温度之间的关系、回流管道140的第三温度值与电池模组200对应的换热腔120的第一温度值之间的关系、回流管道140内外的温度值之间的关系等控制制冷装置的工作状态，对本公开实施例进行详细说明。
126.但本领域内技术人员可以理解，本公开实施例中为了仅为了示例性说明，将控制制冷装置的工作状态的实现方式写在了同一个实施方式中。但是本领域内技术人员可以理
解，前述对于技术细节的描述中可以看出，对控制制冷装置的工作状态之中的每一种控制方式各自都可以单独存在，本技术中将其写在一起并不是限定这些方式必须同时一起实施。上述的每一种控制方式，各自都应被认为是一个独立的技术方案以进行保护。
127.本技术实施方式还提供了一种储能设备，例如储能系统、储能柜、储能集装箱等，该储能设备包括上述实施方式中的电池装置。如此，结合上述的电池装置，能够提高储能设备的安全性，降低安全隐患。
128.在申请实施例中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在申请实施例中的具体含义。
129.申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对申请实施例的限制。
130.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于申请实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
131.以上仅为申请实施例的优选实施例而已，并不用于限制申请实施例，对于本领域的技术人员来说，申请实施例可以有各种更改和变化。凡在申请实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在申请实施例的保护范围之内。

技术特征：
1.一种电池装置，其特征在于，包括：均温板(100)，具有中空腔体，所述中空腔体内填充相变材料，所述中空腔体内设有隔板(110)，所述隔板(110)沿所述中空腔体高度方向设置，所述隔板(110)顶端设有导流板(160)，所述中空腔体内设有换热腔(120)、冷凝腔(130)、回流管道(140)和储液腔(150)，形成冷凝回收回路；电池模组(200)，设置于所述均温板(100)的换热面上；冷凝装置(300)，设置于所述电池模组(200)上方，与所述冷凝腔(130)相对的均温板(100)上；制冷装置，与所述冷凝装置(300)相对设置，用于冷却所述冷凝装置(300)；第一温度采集单元，设置于所述电池模组(200)上，与主控单元(500)连接，用于不同采样时刻采集所述电池模组(200)的第一温度值；主控单元(500)，用于根据所述不同采样时刻的第一温度值确定所述电池模组(200)的升温速率，若所述电池模组(200)的升温速率满足预设制冷条件，则控制开启所述制冷装置，以冷却所述冷凝装置(300)。2.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述预设制冷条件包括第一预设温度变化率阈值和第二预设温度变化率阈值；所述主控单元(500)用于若所述电池模组(200)的升温速率大于第一预设温度变化率阈值，则控制所述制冷装置以第一制冷参数运行；若所述电池模组(200)的升温速率小于或等于第二预设温度变化率阈值，则控制所述制冷装置以第二制冷参数运行；其中，所述第一预设温度变化率阈值大于所述第二预设温度变化率阈值，所述制冷装置以第一制冷参数运行得到的制冷量大于以所述第二制冷参数运行得到的制冷量。3.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述电池装置还包括第二温度采集单元，设置于所述冷凝腔(130)内，与所述主控单元(500)连接，用于采集所述冷凝腔(130)的第二温度值；所述主控单元(500)，用于若所述第二温度值与预设相变温度之间的差值大于第一预设温度阈值，则控制开启所述制冷装置冷却所述冷凝装置(300)，直至所述第二温度值小于或等于所述预设相变温度，控制所述制冷装置待机。4.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述电池装置还包括与所述储液腔(150)连通的液位调节装置(400)，所述液位调节装置(400)包括储液单元(410)和储气单元(420)，所述储液单元(410)和所述储气单元(420)由弹性片(430)隔开，所述储液单元(410)与所述储液腔(150)连通，所述储气单元(420)与气泵(440)连通，以调节所述中空腔体内的液位高度；所述电池模组(200)的数量至少为两个，至少两个所述电池模组(200)沿所述均温板(100)的高度方向排布，所述电池装置至少包括两个所述第一温度采集单元，其中一个第一温度采集单元用于采集换热腔(120)底部的电池模组(200)的温度值，另一个第一温度采集单元用于采集换热腔(120)顶部的电池模组(200)的温度值；所述主控单元(500)，用于根据所述换热腔(120)底部的电池模组(200)的温度值与所述换热腔(120)顶部的电池模组(200)的温度值之间的差值，确定所述气泵(440)的工作参数。
5.根据权利要求4所述的电池装置，其特征在于，所述电池装置还包括气压采集单元，设置于所述储气单元(420)内，与所述主控单元(500)连接，用于采集所述储气单元(420)的气压值；所述主控单元(500)，用于根据所述储气单元(420)的气压值确定所述相变材料的相变温度。6.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述电池装置还包括：第三温度采集单元，设置于所述回流管道(140)内部，与所述主控单元(500)连接，用于采集所述回流管道(140)内部的第三温度值；第四温度采集单元，设置于所述换热腔(120)内，与所述主控单元(500)连接，用于采集所述换热腔(120)内相变材料的第四温度值；所述主控单元(500)，用于根据所述第四温度值和所述第三温度值控制所述制冷装置的工作状态。7.根据权利要求6所述的电池装置，其特征在于，所述电池装置还包括第五温度采集单元，设置于所述回流管道(140)外壁，与所述主控单元(500)连接，用于采集所述回流管道(140)外壁的第五温度值；所述主控单元(500)，用于根据所述第三温度值和所述第五温度值控制所述制冷装置的工作状态。8.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述均温板(100)的换热面与所述电池模组(200)之间设有导热材料。9.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述回流管道(140)表面贴附隔热材料。10.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述中空腔体内设有两条隔板(110)，所述两条隔板(110)设置于所述换热腔(120)的两侧。11.根据权利要求10所述的电池装置，其特征在于，所述隔板(110)上设有隔热结构(1101)，所述隔热结构(1101)包括设置于所述隔板(110)的镂空孔。12.根据权利要求1所述的电池装置，其特征在于，所述换热腔(120)内设有支撑件(1201)；所述均温板(100)包括第一板体(1001)和第二板体(1002)，所述第一板体(1001)和所述第二板体(1002)配合形成所述中空腔体；所述隔板(110)、所述导流板(160)和所述支撑件(1201)在所述第一板体(1001)和所述第二板体(1002)的对应位置挤压形成。13.根据权利要求1-12任一项所述的电池装置，其特征在于，所述导流板(160)倾斜设置，所述导流板(160)设置多个，多个所述导流板(160)交错设置。14.一种电池装置的控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-13任一项所述的电池装置，所述控制方法包括：获取电池模组(200)不同采样时刻的第一温度值；根据所述不同采样时刻的第一温度值，得到所述电池模组(200)的升温速率；若所述电池模组(200)的升温速率满足预设制冷条件，则控制开启制冷装置，以冷却冷凝装置(300)。
15.根据权利要求14所述的一种电池装置的控制方法，其特征在于，所述预设制冷条件包括第一预设温度变化率阈值和第二预设温度变化率阈值；其中，若所述电池模组(200)的升温速率满足预设制冷条件，则控制开启制冷装置，以冷却冷凝装置(300)，包括：若所述电池模组(200)的升温速率大于第一预设温度变化率阈值，则控制所述制冷装置以第一制冷参数运行；若所述电池模组(200)的升温速率小于或等于第二预设温度变化率阈值，则控制所述制冷装置以第二制冷参数运行，其中，所述第一预设温度变化率阈值大于所述第二预设温度变化率阈值，所述制冷装置以第一制冷参数运行得到的制冷量大于以所述第二制冷参数运行得到的制冷量。16.根据权利要求14所述的一种电池装置的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述冷凝腔(130)的第二温度值；若所述第二温度值与预设相变温度之间的差值大于第一预设温度阈值，则控制开启所述制冷装置，冷却所述冷凝装置(300)，直至所述第二温度值小于或等于所述预设相变温度，控制所述制冷装置待机。17.根据权利要求14所述的一种电池装置的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述换热腔(120)底部的电池模组(200)的温度值；获取所述换热腔(120)顶部的电池模组(200)的温度值；若所述换热腔(120)顶部的电池模组(200)的温度值与所述换热腔(120)底部的电池模组(200)的温度值之间的差值大于第二预设温度阈值，则控制开启气泵(440)向储气单元(420)充气，直至所述差值小于或等于第三预设温度阈值，控制所述气泵(440)停止向所述储气单元(420)充气，其中，所述第二预设温度阈值大于所述第三预设温度阈值。18.根据权利要求17所述的一种电池装置的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：若所述换热腔(120)顶部的电池模组(200)的温度值与所述换热腔(120)底部的电池模组(200)的温度值之间的差值小于或等于第四预设温度阈值，则控制开启所述气泵(440)对所述储气单元(420)排气，直至所述差值小于或等于第三预设温度阈值，控制所述气泵(440)停止对所述储气单元(420)排气，其中，所述第四预设温度阈值小于所述第三预设温度阈值。19.根据权利要求17所述的一种电池装置的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述储气单元(420)内的气压值；基于预设液体工质蒸汽压温度对应关系，确定与所述储气单元(420)内的气压值对应的所述相变材料的相变温度，其中，所述液体工质蒸汽压温度对应关系用于表征所述储气单元(420)内的气压值与所述相变材料的相变温度之间的对应关系；以所述相变材料的相变温度更新所述预设相变温度。20.根据权利要求14所述的一种电池装置的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述回流管道(140)内部的第三温度值；获取所述换热腔(120)内相变材料的第四温度值；若所述第四温度值和所述第三温度值之间的差值小于第五预设温度阈值，则控制开启所述制冷装置，直至所述第四温度值和所述第三温度值之间的差值大于或等于第六预设温
度阈值，控制关闭所述制冷装置，其中，所述第五预设温度阈值小于所述第六预设温度阈值。21.根据权利要求20所述的一种电池装置的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述回流管道(140)外壁的第五温度值；若所述第三温度值和所述第五温度值之间的差值小于第七预设温度阈值，则控制开启所述制冷装置，直至所述第三温度值和所述第五温度值之间的差值大于或等于第八预设温度阈值，控制关闭所述制冷装置，其中，所述第七预设温度阈值小于所述第八预设温度阈值。22.一种储能设备，其特征在于，包括如权利要求1-13任一项所述的电池装置。

技术总结
本公开提供了一种电池装置及其控制方法、储能设备，涉及储能技术领域。电池装置包括：具有中空腔体的均温板，中空腔体内填充相变材料，中空腔体内设有隔板，隔板顶端设有导流板，中空腔体具有换热腔、冷凝腔、回流管道和储液腔，形成冷凝回收回路；电池模组设置于均温板的换热面上；冷凝装置设置于电池模组上方，与冷凝腔相对的均温板上，制冷装置与冷凝装置相对设置，第一温度采集单元设置于电池模组上与主控单元连接，采集电池模组不同采样时刻的第一温度值；主控单元根据第一温度值实现对制冷装置的控制。装置的控制。装置的控制。


技术研发人员：黄伟鹏
受保护的技术使用者：厦门海辰储能科技股份有限公司
技术研发日：2023.08.17
技术公布日：2023/9/16