[发明专利]多级储能装置

说明书

本发明提供一种多级储能装置，涉及宇航器件热控制的技术领域，包括热能收集存储结构、热储能结构和间隔导热结构，间隔导热结构夹设于热能收集存储结构与热储能结构之间；热能收集存储结构用于接收外部热源的热量；热能收集存储结构与间隔导热结构之间形成有第一腔体，第一腔体充填有导热储能工质，导热储能工质用于吸收热能收集存储结构的热量；间隔导热结构用于吸收导热储能工质的热量，且间隔导热结构与热储能结构之间形成有第二腔体，第二腔体充填有潜热储能工质，潜热储能工质用于吸收间隔导热结构的热量。本发明缓解了现有技术中存在的储能装置导热能力和储热性能无法同时满足使用需求的技术问题。

技术领域

本发明涉及宇航器件热控制的技术领域，尤其是涉及一种多级储能装置。

背景技术

近年来，宇航器件的热控领域微纳电子技术飞速发展，各类光电芯片及器件的集成度快速提升。集成度的提高导致芯片单位面积的发热功率剧增，由此引发的“热障”问题日益严峻。

例如弹载导引头的热管理问题成为高端装备性能发展的一个关键技术难题，以弹载导引头中广泛使用的氮化镓TR收发组件为例，单通道芯片热流密度近100W/cm²，模块的发热功耗在百瓦到千瓦，在导弹飞行巡航过程，由于高速飞行的气动加热原因，导弹外壳的温度通常在200℃以上，内部的芯片发热不仅无法向外部散出，还需要一定的隔热措施防止外部的气动加热影响内部单机的正常工作。此时将内部芯片的发热短暂的吸收储存起来是比较理想的解决方案。

储能类热控制器件能够通过腔体内部工质，在发生固-液相变过程中吸收大量的热量，起到短时或周期性的将无法排散的热量短暂的吸收储存。常用的储能材料例如烷烃类、结晶水合盐、脂肪酸、多元醇类虽然有良好的相变潜热，但都存在导热能力差的问题，带来吸热速度慢、储能响应慢、温度抑制直效果不明显的问题。而金属类相变材料具有导热系数大，有良好的导热能力与响应速率，但是相变潜热较小，一般只有20-80KJ/kg，存在吸热能力大但容量小，材料重量大的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多级储能装置，以缓解现有技术中存在的储能装置导热能力和储热性能无法同时满足使用需求的技术问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：

本发明提供一种多级储能装置，包括热能收集存储结构、热储能结构和间隔导热结构，所述间隔导热结构夹设于所述热能收集存储结构与所述热储能结构之间；

所述热能收集存储结构用于接收外部热源的热量；

所述热能收集存储结构与所述间隔导热结构之间形成有第一腔体，所述第一腔体充填有导热储能工质，所述导热储能工质用于吸收所述热能收集存储结构的热量并液化；

所述间隔导热结构用于传导所述导热储能工质的热量，且所述间隔导热结构与所述热储能结构之间形成有第二腔体，所述第二腔体充填有潜热储能工质，所述潜热储能工质用于吸收所述间隔导热结构的传导的热量并液化。

本发明可选的实施方式中，所述热能收集存储结构包括用于接收外部热源的热能的第一外壳体，所述第一外壳体与所述间隔导热结构连接，且所述第一外壳体与间隔导热结构之间形成所述第一腔体。

进一步地，热能收集存储结构还包括多个第一支撑件，多个所述第一支撑件设于所述第一腔体内，且多个所述第一支撑件两端分别与所述第一外壳体和所述间隔导热结构连接。

进一步地，多个所述第一支撑件在所述第一腔体内呈矩阵排列。

本实施例可选的实施方式中，所述热储能结构包括第二外壳体，所述第二外壳体与所述间隔导热结构连接，且第二外壳体与所述间隔导热结构之间形成所述第二腔体。

进一步地，所述第二外壳体上设有多个间隔设置的凹凸弯折板，各个所述凹凸弯折板均容置于所述第二腔体内，且各个所述凹凸弯折板与所述间隔导热结构背离所述热能收集存储结构的一侧连接。