[发明专利]具有主动调节冷却能力分布的空间电源系统冷板

摘要

本发明公开了具有主动调节冷却能力分布的空间电源系统冷板100，包括碳纤维材料层、半导体制冷片(TEC)、微槽道板、温度控制系统、电源系统、单相流体冷却循环系统。碳纤维材料层用于辅助调节冷却能力分布；半导体制冷片夹在两层碳纤维材料中，用于调节冷却能力分布；微槽道板作为基层冷板，用于整体冷板的最终散热，将热量带入单相流体冷却循环系统；温度控制系统控制半导体制冷片工作，调节冷却能力分布；电源系统给半导体制冷片供电；单相流体冷却循环系统将冷板中热流散出，完成微槽道板中的流体回路。该冷板具有主动调节冷却能力分布、控制电池控制单元(PCU)和电池组底部温度、消耗性工质需求少、能提升电源充放电效率等优点。

主权项

1.具有主动调节冷却能力分布的空间电源系统冷板(100)，其特征在于包括：碳纤维材料层(101)、半导体制冷片(102)、微槽道板(103)、温度控制系统(200)、电源系统(300)和单相流体冷却循环系统(400)，其中：碳纤维材料层(101)用于初次均匀化冷却对象中的电源控制单元向下传递的副热流(Q₁)和冷却对象中的电池组向下传递的主热流(Q₂)，用于快速导热以初步平均化冷板的横向温差，碳纤维材料板(101)包括第一碳纤维材料层(101A)和第二碳纤维材料层(101B)，半导体制冷片(102)被夹在第一碳纤维材料层(101A)和第二碳纤维材料层(101B)之间，用于控制空间电源系统冷板的纵向传热的方向和速率，以快速传递纵向大热流，并调节空间电源系统冷板的制冷能力分布，微槽道板(103)被设置在第二碳纤维材料层(101B)下方，作为基层冷板，微槽道板(103)具有微槽道，通过其微槽道内的液体，将热量带入单相流体冷却循环系统，温度控制系统(200)用于控制半导体制冷片的工作，包括：第一组温度传感器(201A)，其被均匀布置在第一碳纤维材料层(101A)的上表面，第二组温度传感器(201B)，其被均匀布置在第二碳纤维材料层(101B)的下表面，控制器(203)，驱动电路(204)，其中：第一组温度传感器(201A)和第二组温度传感器(201B)通过总线各形成信号，该信号连接到温度变送单元(202)，再连接到控制器(203)，控制器(203)连接驱动电路(204)，驱动电路通过总线分别连接到各个半导体制冷片(102)，在控制器(203)中，所述信号中包含温度的平均值和每个测点之间的温度差，电源系统(300)用于保障半导体制冷片(102)的工作，单相流体冷却循环系统(400)包括温度控制阀(401)、散热器(402)、罐(403)、泵(404)，从空间电源系统冷板流出的冷却液通过温度控制阀(401)由散热器(402)把热量释放到太空中，再流回罐(403)和/或直接流回罐(403)，准备由泵(404)驱动进行下一个冷却循环。