一种非接触式飞轮储能转子真空散热系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109067080A(43)申请公布日2018.12.21(21)申请号201811044948.1(22)申请日2018.09.07(71)申请人中国科学院工程热物理研究所地址100190北京市海淀区北四环西路11号(72)发明人陈磊王亮陈海生林曦鹏彭珑于东(51)Int.Cl.H02K7/02(2006.01)H02K9/19(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种非接触式飞轮储能转子真空散热系统(57)摘要本发明公开了一种非接触式飞轮储能转子真空散热系统，所述系统主要由热管、翅片冷却结构、回路管道等构成。热管分别布置在电机转子和电磁轴承转子内部，用以将热源热量转移至冷端翅片冷却结构。其中，翅片冷却结构由沿轴向相互交错且无机械接触的转子翅片和定子翅片构成。同时，翅片沿周向为类似齿轮啮合结构，以便于翅片冷却结构的装配。本发明考虑了真空状态下飞轮储能系统转子散热的特殊需求，采用热管进行热量转移，并结合了无机械接触且便于装配的翅片冷却结构，可解决真空条件下飞轮储能系统转子的散热难题。CN109067080ACN109067080A权利要求书1/1页1.一种非接触式飞轮储能转子真空散热系统，包括真空密闭壳体以及同轴设置在所述真空密闭壳体中的电磁轴承、飞轮、电机，所述飞轮的上表面固定设定一电机转子，所述飞轮的下表面固定设定一电磁轴承转子，所述电磁轴承转子与电机转子同轴布置，所述电磁轴承转子的底端以及所述电机转子的顶端均通过一轴承件可转动地支撑在所述密闭壳体上，所述电磁轴承设置在所述电磁轴承转子上，所述电机设置在所述电机转子上，其特征在于，所述电磁轴承转子的外围布置一第一翅片冷却结构，所述电机转子的外围布置一第二翅片冷却结构，所述第一翅片冷却结构、第二翅片冷却结构均包括一组沿轴向固定在转子上的转子翅片和一组沿轴向固定在定子冷却套上的定子翅片，所述转子翅片和定子翅片沿轴向相互交错且二者之间无机械接触，所述定子冷却套通过回路管道与设置在所述真空密闭壳体外部的冷却机组连通形成冷却回路，所述电磁轴承转子的内腔中内嵌一第一热管，所述电机转子的内腔中内嵌一第二热管，所述第一热管、第二热管均包括一吸热端和一放热端，所述第一热管、第二热管的吸热端在轴向上分别布置在所述电磁轴承、电机的发热位置，所述第一热管、第二热管的放热端在轴向上分别布置在所述第一翅片冷却结构、第二翅片冷却结构的转子翅片处。2.根据上述权利要求所述的非接触式飞轮储能转子真空散热系统，其特征在于：所述真空密闭壳体的外部设置一真空泵，所述真空泵的进气口与所述真空密闭壳体的内腔连通。3.根据上述权利要求所述的非接触式飞轮储能转子真空散热系统，其特征在于：所述回路管道与真空密闭壳体之间设有密封装置。4.根据上述权利要求所述的非接触式飞轮储能转子真空散热系统，其特征在于:所述电机为电动/发电一体机。5.根据上述权利要求所述的非接触式飞轮储能转子真空散热系统，其特征在于:所述转子翅片和定子翅片沿周向类似于齿轮啮合结构，使得所述定子翅片和转子翅片在轴向移动装配过程中不会出现相互干涉的情况。6.根据上述权利要求所述的非接触式飞轮储能转子真空散热系统，其特征在于:所述第一热管、第二热管为重力热管或带芯热管。7.根据上述权利要求所述的非接触式飞轮储能转子真空散热系统，其特征在于:所述第一热管、第二热管的工作温度为-50℃至300℃。8.根据上述权利要求所述的非接触式飞轮储能转子真空散热系统，其特征在于:所述的定子冷却套结构形式为蛇形冷却管或冷却套筒。2CN109067080A说明书1/4页一种非接触式飞轮储能转子真空散热系统技术领域[0001]本发明属于能量存储技术领域，涉及一种飞轮储能系统，具体涉及一种热管传热以及真空条件下辐射换热强化的非接触式飞轮储能转子散热系统。背景技术[0002]飞轮储能早就应用于新能源汽车，随着可再生能源的逐步发展，电力供需不平衡的矛盾愈发明显。储能技术可为可再生能源电网调峰和改善电能质量等方面提供有力支持，提高可再生能源的消纳水平，推动传统化石能源逐步向可再生能源转变，实现能源行业新的发展。[0003]目前，电力储能技术包括抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能、蓄电池储能、超导磁能和超级电容等。其中，飞轮储能具有效率高(84％～96％)、响应快、功率高、寿命长以及清洁无污染等特点，主要应用于电动汽车、智能电网/分布式电网调频调幅、高品质电源、航空航天及轨道交通能量回收等领域。随着飞轮储能技术的逐渐完善，其将成为目前最具开发前途的储能技术之一。[0004]国内外针对飞轮储能技术进行了大量的研究和应用。目前，针对已有商业化应用或样机研制的飞轮储能系统，国外低速飞轮储能单机规模