[实用新型]一种轨道交通储能装置的热管理系统

说明书

本实用新型公开了一种轨道交通储能装置的热管理系统，包括由多个储能单体构成的储能装置、箱体、热管阵列、气体管道、液体管道、液体槽、液位控制机构、加热器、散热器、相变储能器、传感器、阀门和控制单元；热管阵列穿插于每个储能单体之间，热管阵列的顶部通过气体管道连通至液体槽，在气体管道上设置散热器和/或相变储能器，热管阵列的底部通过液体管道连通液体槽，在液体槽中设置有液位控制机构；在箱体底部设置加热器；控制单元连接至加热器、散热器、传感器和阀门。本实用新型能够保证热管对储能装置高效散热，使储能装置工作中最佳温度范围内；满足轨道交通车辆在不同工况尤其是极端情况下储能系统快速散热。

技术领域

本实用新型属于储能设备技术领域，尤其涉及一种轨道交通储能装置的热管理系统。

背景技术

近年来，城市环境污染问题日益严重，节能减排、开发利用新能源成为当下各国关注的焦点。发展城市公共交通，尤其是城市轨道交通，推进新能源在公共交通中的应用，是解决城市空气污染问题的有效途径。城市轨道交通动力电池在充放电过程中产生热量并迅速积累，这必然会引起电池内部温度升高，尤其当电池应用于城市轨道交通大电流充放电工况下或者环境温度较高时，电池内部可能发生剧烈的化学反应，产生的大量热量如果不能及时散出就会不断积聚，可能引发电池漏液、冒烟等现象，严重时甚至发生剧烈燃烧、爆炸等安全事故。温度对电池的整体性能有显著影响，主要体现在电池的电化学系统运行、充放电效率、可充性、可靠性、安全性及循环寿命上。相对电动汽车而言，城市轨道交通的动力系统对储能的功率要求更高，对其快速充放电能力的需求更强，这将导致储能系统在大电流充放电时产生更多热量，因此需要对其进行特殊的、更有效的热管理。

虽然现有的热管理系统中热管的传热能力比较强，但并不等于可以无限增大其热负荷，因此很多因素制约着热管的传热效率。当高强度、高温恶劣环境下热管达到某种极限后，热管的蒸发端干涸并出现过热，工作流体的循环会出现中断的情况。加之城市轨道交通车辆功率等级高，电池产热总量大，现有的储能装置的热管理系统无法构成一个应用城市轨道交通车辆在迅速、有效散热的热管理系统。

实用新型内容

为了克服现有技术方法的不足，本实用新型的目的在于提出一种轨道交通储能装置的热管理系统，能够保证热管对储能装置高效散热，使储能装置工作中最佳温度范围内；满足轨道交通车辆在不同工况尤其是极端情况下储能系统快速散热、温度适宜且一致等要求。

为实现以上目的，本实用新型采用技术方案是：一种轨道交通储能装置的热管理系统，包括由多个储能单体构成的储能装置、箱体、热管阵列、气体管道、液体管道、液体槽、液位控制机构、加热器、散热器、相变储能器、传感器、阀门和控制单元；所述储能装置置于箱体内，所述热管阵列穿插于每个储能单体之间，所述热管阵列的顶部通过气体管道连通至液体槽，在所述气体管道上设置散热器和/或相变储能器，所述热管阵列的底部通过液体管道连通液体槽，在所述液体槽中设置有液位控制机构，所述热管阵列、液体管道和液体槽内填有液态工质；在所述箱体底部设置加热器；在所述散热器和储能单体上设置有传感器；在所述气体管道上设置有阀门；所述控制单元连接至所述加热器、散热器、传感器和阀门。所述储能装置可以是锂电池、超级电容或其它的储能方式。

进一步的是，所述液位控制系统包括液位阀门、液位浮球阀、液位计管体和连动机械杆，所述液位阀门设置在液体槽底部液体管道连接处，所述液位计管体设置在液体管道上，所述液位浮球阀设置在液位计管体内，所述液位阀门和液位浮球阀通过连动机械杆相连。液位控制系统使热管阵列中所有热管的液位短时间内在平衡位置以下的小范围内来回波动，保证了热管内的工质能够得到实时快速地补充，同时不消耗电能具有节能效应。