[發明專利]一種基于相變材料浸沒式被動熱開關及其控制方法

有效

• 申請號: 202110371478.5
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113097598B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 巨星;李凱璇;李旭;徐超;杜小澤
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/615;H01M10/625;H01M10/655;H01M10/659
• 代理公司: 北京君有知識產權代理事務所(普通合伙) 11630
• 代理人: 焦麗雅

1.一種基于相變材料的浸沒式被動熱開關，其采用基于相變材料直接浸沒式被動熱開關控制方法為：在熱源放熱溫度較高時，相變材料從固態融化為液態體積膨脹，淹沒熱源與冷板之間的空隙，使換熱加強，熱開關處于閉合狀態，當外界溫度過低時，液態相變材料冷卻逐漸變為固態體積縮小，熱源與冷板之間空隙露出，換熱減弱，熱開關處于打開狀態；在熱源與冷板之間的空隙填充一部分密度低于相變材料且與液態相變材料不互溶的浸沒液體，當熱源加熱或冷卻時，相變材料體積增大或減小，對應的浸沒液體液位也發生上升或下降；浸沒液體同時起到相變材料密封液的作用；所述浸沒式被動熱開關包括熱源、相變材料、冷板、外殼箱體；所述相變材料、冷板、熱源均封裝于外殼箱體中，其中外殼箱體底部帶有箱池，相變材料固態時存儲于熱源和冷板下方的箱池內，熱源通過支撐機構固定于箱池上方，冷板布置于熱源之間的空隙或熱源上方，與熱源不發生直接接觸，相變材料液態時全部或部分填充冷板與熱源間的空隙；所述外殼箱體上連接膨脹箱；所述冷板與熱源外壁噴有一層減小液態相變材料浸潤性和摩擦的涂層，用于減少相變材料液體掛壁殘留；相變材料被多層彈性包裹層包裹；所述冷板具有冷卻液循環回路；所述冷卻液循環回路包括儲液槽，泵，節流閥，空氣冷卻裝置；儲液槽用于儲存冷卻液，泵提供整個冷卻液循環回路的動力，使冷卻液能夠持續在回路中流通；節流閥用于調節液體的流量與流速，使其能夠滿足不同程度的換熱需求；空氣冷卻裝置由若干個風扇組成，其作用為將冷卻液帶出的熱源熱量通過對流換熱的方式釋放到環境中；所述相變材料選擇具有高潛熱和膨脹率的烷烴類、脂肪酸類、氟利昂類、水合鹽類材料；所述熱源包括儲能電池、IGBT器件；所述相變材料填充于泡沫骨架增強換熱，泡沫骨架由金屬或非金屬材料制成。