用于能量存储容器的热管理系统技术方案

一种用于能量存储容器(102)的热管理系统(100)，包括封闭隔室(108)，其包含能量存储单元(104)；空气温度控制单元(110)，其经配置冷却封闭隔室的内部；以及至少一个逆变器(138)，其连接到冷却剂电路，该冷却剂电路与空气温度控制单元分离，并且经配置由冷却剂电路中的冷却剂冷却。热管理系统还包括散热器(120)，其位于封闭隔室的外部，该散热器连接到冷却剂电路，其中冷却剂电路中的冷却剂流过散热器；以及至少一个风扇(136)，其位于封闭隔室的外部的散热器的旁边，该至少一个风扇经配置将空气吹过散热器以冷却流过散热器的冷却剂。吹过散热器以冷却流过散热器的冷却剂。吹过散热器以冷却流过散热器的冷却剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于能量存储容器的热管理系统


[0001]本专利技术总体上涉及一种热管理系统，并且具体地涉及一种用于管理能量存储容器内的电力电子器件的热负载的热管理系统。

技术介绍

[0002]柴油燃料通常用于为陆地钻机提供电力。由于钻井现场生产的天然气排放更低、成本更低、具有广泛的可用性，因此天然气是一种赋有吸引力的替代品。然而，与柴油电力发电机组(发电机组)不同，天然气发电机组的瞬态响应不足以接受钻机上的大负载变化，除非与能量存储系统结合使用。备用能源可以用于其它应用中，诸如远程医疗设施或车辆中。在天然气发动机不能接受负载时，由例如锂离子电池制成的备用能源用于补充提供给钻机的电力。备用能源可以存储在外壳中，诸如20英尺的容器。电力电子器件，诸如逆变器，也可能需要存储在外壳中以防止内部部件由于潮湿的环境条件而腐蚀。备用能源和电力电子器件需要冷却系统来提供热管理，例如冷却能源和电力电子器件周围的空气或冷却剂，因为能源和/或电力电子器件在给定温度范围之外可能无法正常工作，并且如所指出的，在极端温度和湿度条件下，能源和/或电力电子器件可能会损坏。即，具有这种备用能源和电力电子器件的能量存储系统需要有效的热管理，以安全和可靠地操作能量存储系统。
[0003]作为用于电子电力单元的冷却系统的示例，国际专利申请公开第WO2018/038662号(
“’
662公开”)描述了一种用于混合动力车辆的冷却系统，该系统具有用于冷却电力电子器件的高温电路和用于在车辆操作期间冷却电能存储器的低温电路。在快速充电过程期间，在电能存储器中产生比在车辆操作期间更多的热能，并且因此，在快速充电过程期间，低温电路通常不能充分冷却电能存储器。由于电力电子器件在快速充电过程期间不需要冷却，因此除了改进的流动电路中的低温电路中的散热器之外，还可以使用高温电路的散热器，以将低温电路中的冷却剂冷却到必要的低温，从而冷却电能存储器，并且由此防止对电能存储器的损坏。因此这种改进的流动电路使用两个散热器来冷却冷却剂，以增加系统的冷却能力。因此，在
’
662公开中描述的系统提供了一种冷却系统，该冷却系统能够在快速充电过程期间切换改进的流动电路。
[0004]能量存储容器可以用于商业和工业应用中，用于调峰、负载转移、紧急备用和各种电网服务。与混合动力车辆的电能存储器相比，这种能量存储容器需要能够冷却尺寸更大的和能量输出的电能存储器的冷却系统。进一步地，这种能量存储容器可以位于并且在很宽的温度范围内操作，例如，在极端的温度条件下，因此，需要能够在这种条件下进行有效热管理的冷却系统。
[0005]本专利技术的热管理系统可以解决上述问题中的一个或多个和/或本领域中的其他问题。然而，本专利技术的范围由所附权利要求限定，而不是由解决任何特定问题的能力限定。

技术实现思路

[0006]在一方面，一种用于能量存储容器的热管理系统包括封闭隔室，其包含能量存储
单元；空气温度控制单元，其经配置冷却封闭隔室的内部；以及至少一个逆变器，其连接到冷却剂电路，该冷却剂电路与空气温度控制单元分离，并且经配置由冷却剂电路中的冷却剂冷却。热管理系统还包括散热器，其位于封闭隔室的外部，该散热器连接到冷却剂电路，并且冷却剂电路中的冷却剂流过散热器；以及至少一个风扇，其位于封闭隔室的外部的散热器的旁边，该至少一个风扇经配置将空气吹过散热器以冷却流过散热器的冷却剂。
[0007]在另一方面，一种热管理系统包括外壳，其具有隔热隔室，其包含能量存储单元；空气温度控制单元，其经配置冷却隔热隔室的内部；以及电力电子器件机柜，其包含至少一个逆变器。电力电子器件机柜连接到冷却剂电路，该冷却剂电路与空气温度控制单元分离并且冷却电力电子器件机柜。该热管理系统进一步包括侧隔室，其位于隔热隔室的旁边，该侧隔室包含位于侧隔室中的散热器开口内的散热器；以及至少一个风扇，其位于散热器的旁边，该至少一个风扇经配置将空气吹过侧隔室。
[0008]在又一方面，一种用于电力电子器件存储单元的热管理的热管理系统包括封闭隔室，其包含电力电子器件存储单元，其包含至少一个逆变器；散热器，其位于封闭隔室的外部；至少一个风扇，其位于封闭隔室的外部的散热器的旁边，该至少一个风扇经配置将空气吹过散热器；以及冷却剂电路，其延伸穿过电力电子器件存储单元并且连接到散热器，其中该冷却剂电路中的冷却剂流动穿过散热器并且经至少一个风扇吹过散热器的空气冷却。
附图说明
[0009]图1示出了根据本专利技术的热管理系统的示意图，该热管理系统包括存储备用能量系统和电力电子器件的存储容器；
[0010]图2示出了图1所示的热管理系统的另一示意图；以及
[0011]图3示出了图1和2中所示的热管理系统的示意图。
具体实施方式
[0012]前面的一般性描述和下面的详细描述都仅仅是示例性和说明性的，而不是对所要求保护的特征的限制。如本文所使用的，术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“具有(having)”、“包括(including)”或其其它变型旨在覆盖非排他性的包含，使得包括一系列元素的过程、方法、物品或装置不仅包括那些元素，而且可以包括未明确列出的或这种过程、方法、物品或装置所固有的其它元素。此外，在本专利技术中，相对术语诸如“大约”、“总体上”、“基本上”和“近似地”用于表示所述值的
±
10％的可能变化。
[0013]图1示出了本专利技术的热管理系统100的示意图。热管理系统100包括能量存储容器102(以下称为存储容器102)，其在主隔室108中容纳能量存储单元104和电力电子器件机柜106。主隔室108还具有空气温度控制单元，诸如加热、通风和空气调节(HVA001C)单元110，其加热或冷却空气，并且使加热或冷却空气在整个主隔室108中循环。存储容器102还具有与主隔室108相邻的侧隔室112，其包括变压器间114。主隔室108和侧隔室112由壁116分离。
[0014]图2示出了热管理系统100的另一示意图。具体地，图2示出了侧隔室112的内部，包括变压器间114和散热器120，在变压器间114中安装有一个或多个变压器118(图3中示出)。变压器118可以包括例如降压变压器和岸电变压器，降压变压器将电压从600V降低到480V，岸电变压器输出208V。然而，变压器118不限于这些示例，并且可以是其它类型的变压器，诸
如升压变压器。存储容器102还可以具有一个或多个门122，用于接近主隔室108和/或侧隔室112，用于维护和操作目的。
[0015]图3示出了图1和2中所示的热管理系统100的示意图。主隔室108可以具有围绕其外周的隔热层124。就冷却过程期间的使用而言，隔热层124减少了HVAC单元110上的负载，如下面更详细地讨论的。如图3所示，侧隔室112可以具有在容器102的一侧上的散热器开口126，以及在容器102的相对侧上的百叶窗式开口128(也在图2中示出)。百叶窗式开口128可以包括百叶窗和过滤器，空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于能量存储容器(102)的热管理系统(100)，包括：封闭隔室(108)，其包含：能量储存单元(104)；空气温度控制单元(110)，其经配置冷却所述封闭隔室的内部；以及至少一个逆变器(138)，其连接到冷却剂电路，所述冷却剂电路与所述空气温度控制单元分离，并且经配置由所述冷却剂电路中的冷却剂冷却；散热器(120)，其位于所述封闭隔室的外部，所述散热器连接到所述冷却剂电路，其中所述冷却剂电路中的所述冷却剂流过所述散热器；以及至少一个风扇(136)，其位于所述封闭隔室的外部的所述散热器的旁边，所述至少一个风扇经配置将空气吹过所述散热器以冷却流过所述散热器的所述冷却剂。2.根据权利要求1所述的热管理系统，其中所述封闭隔室是隔热的。3.根据权利要求1所述的热管理系统，其中所述散热器和所述至少一个风扇位于所述封闭隔室旁边的变压器间(114)内，所述变压器间容纳至少一个电力变压器(118)。4.根据权利要求3所述的热管理系统，其中所述至少一个风扇将空气吹过所述变压器间以冷却所述至少一个电力变压器。5.根据权利要求1所述的热管理系统，其中所述散热器和所述至少一个风扇位于侧隔室(112)中，所述侧隔室(112)在一端具有开口(126)，所述散热器定位在所述开口(126)中，而...

【专利技术属性】
技术研发人员：U，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：