[實用新型]一種軌道交通儲能裝置的熱管理系統

有效

• 申請號: 201820301455.0
• 申請日: 2018-03-05
• 公開（公告）號: CN207852862U
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 戴朝華;陳化博;傅雪婷;袁爽;陳維榮
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/6552;H01G2/08
• 代理公司: 成都帝鵬知識產權代理事務所(普通合伙) 51265
• 代理人: 黎照西

本實用新型公開了一種軌道交通儲能裝置的熱管理系統，包括由多個儲能單體構成的儲能裝置、箱體、熱管陣列、氣體管道、液體管道、液體槽、液位控制機構、加熱器、散熱器、相變儲能器、傳感器、閥門和控制單元；熱管陣列穿插于每個儲能單體之間，熱管陣列的頂部通過氣體管道連通至液體槽，在氣體管道上設置散熱器和/或相變儲能器，熱管陣列的底部通過液體管道連通液體槽，在液體槽中設置有液位控制機構；在箱體底部設置加熱器；控制單元連接至加熱器、散熱器、傳感器和閥門。本實用新型能夠保證熱管對儲能裝置高效散熱，使儲能裝置工作中最佳溫度范圍內；滿足軌道交通車輛在不同工況尤其是極端情況下儲能系統快速散熱。

技術領域

本實用新型屬于儲能設備技術領域，尤其涉及一種軌道交通儲能裝置的熱管理系統。

背景技術

近年來，城市環境污染問題日益嚴重，節能減排、開發利用新能源成為當下各國關注的焦點。發展城市公共交通，尤其是城市軌道交通，推進新能源在公共交通中的應用，是解決城市空氣污染問題的有效途徑。城市軌道交通動力電池在充放電過程中產生熱量并迅速積累，這必然會引起電池內部溫度升高，尤其當電池應用于城市軌道交通大電流充放電工況下或者環境溫度較高時，電池內部可能發生劇烈的化學反應，產生的大量熱量如果不能及時散出就會不斷積聚，可能引發電池漏液、冒煙等現象，嚴重時甚至發生劇烈燃燒、爆炸等安全事故。溫度對電池的整體性能有顯著影響，主要體現在電池的電化學系統運行、充放電效率、可充性、可靠性、安全性及循環壽命上。相對電動汽車而言，城市軌道交通的動力系統對儲能的功率要求更高，對其快速充放電能力的需求更強，這將導致儲能系統在大電流充放電時產生更多熱量，因此需要對其進行特殊的、更有效的熱管理。

雖然現有的熱管理系統中熱管的傳熱能力比較強，但并不等于可以無限增大其熱負荷，因此很多因素制約著熱管的傳熱效率。當高強度、高溫惡劣環境下熱管達到某種極限后，熱管的蒸發端干涸并出現過熱，工作流體的循環會出現中斷的情況。加之城市軌道交通車輛功率等級高，電池產熱總量大，現有的儲能裝置的熱管理系統無法構成一個應用城市軌道交通車輛在迅速、有效散熱的熱管理系統。

實用新型內容

為了克服現有技術方法的不足，本實用新型的目的在于提出一種軌道交通儲能裝置的熱管理系統，能夠保證熱管對儲能裝置高效散熱，使儲能裝置工作中最佳溫度范圍內；滿足軌道交通車輛在不同工況尤其是極端情況下儲能系統快速散熱、溫度適宜且一致等要求。

為實現以上目的，本實用新型采用技術方案是：一種軌道交通儲能裝置的熱管理系統，包括由多個儲能單體構成的儲能裝置、箱體、熱管陣列、氣體管道、液體管道、液體槽、液位控制機構、加熱器、散熱器、相變儲能器、傳感器、閥門和控制單元；所述儲能裝置置于箱體內，所述熱管陣列穿插于每個儲能單體之間，所述熱管陣列的頂部通過氣體管道連通至液體槽，在所述氣體管道上設置散熱器和/或相變儲能器，所述熱管陣列的底部通過液體管道連通液體槽，在所述液體槽中設置有液位控制機構，所述熱管陣列、液體管道和液體槽內填有液態工質；在所述箱體底部設置加熱器；在所述散熱器和儲能單體上設置有傳感器；在所述氣體管道上設置有閥門；所述控制單元連接至所述加熱器、散熱器、傳感器和閥門。所述儲能裝置可以是鋰電池、超級電容或其它的儲能方式。

進一步的是，所述液位控制系統包括液位閥門、液位浮球閥、液位計管體和連動機械桿，所述液位閥門設置在液體槽底部液體管道連接處，所述液位計管體設置在液體管道上，所述液位浮球閥設置在液位計管體內，所述液位閥門和液位浮球閥通過連動機械桿相連。液位控制系統使熱管陣列中所有熱管的液位短時間內在平衡位置以下的小范圍內來回波動，保證了熱管內的工質能夠得到實時快速地補充，同時不消耗電能具有節能效應。