专利名称：一种飞轮储能系统定子散热装置及飞轮储能系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种储能系统定子散热装置，还涉及一种储能系统，具体涉及一种飞轮储能系统定子散热装置及应用该散热装置的飞轮储能系统。
背景技术：
飞轮储能系统是采用飞轮电机自由转换机械能和电能，对系统能量进行储存的常用系统。如单转子单定子盘式永磁电机、双转子单定子盘式永磁电机等，具有定子无铁芯、 无铁磁损耗、效率高等优点。但是，在一些飞轮储能系统如双转子单定子盘式永磁电机结构中，由于定子盘紧紧夹在两个转子盘中间，间隙很小，对流传热极不方便，特别是在盘式飞轮电池中，由于通常将电池壳体内抽成真空，完全没有对流散热，定子散热条件更加困难。如图1所示，定子盘10的中部9是电磁作用区域，该区域除铜导线外，不能放置其他任何导电物质。所以，定子盘10通常是用环氧树脂作为基体，将铜导线全部封死固定，形成一个薄盘。由于环氧树脂热导率极低，只有0. 2W/(m*K)，所以其传热能力极低。为了提高飞轮储能系统定子的散热能力，一般采用往环氧树脂中加入氮化铝等导热绝缘粉末的办法，提高环氧树脂基体的热导率。但是，现有飞轮储能系统的定子散热结构仍存在如下缺陷1、环氧树脂添加氮化铝等导热绝缘粉末后，热导率提高有限，只能从0.2W/(m*K) 提高到2W/(m*K)左右，仍然不能满足大功率飞轮储能系统定子的散热要求；2、环氧树脂添加导热绝缘粉工艺比较复杂，很难混合均勻，导致环氧树脂热传导能力不均勻，难以保证飞轮储能系统定子可靠散热。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题之一是，提供一种飞轮储能系统定子散热装置，解决现有飞轮储能系统定子散热困难、不能满足大功率飞轮储能系统定子散热要求的缺陷。本实用新型要解决的技术问题之二是，提供一种飞轮储能系统，解决现有系统定子散热困难、不能实现系统大功率运行的缺陷。本实用新型解决其技术问题之一所采用的技术方案是构造一种飞轮储能系统定子散热装置，其特征在于，包括环形扁平状定子、沿定子环形圆周设置的导热冷却管，该冷却管与设置在定子环形圆周内的金属导线绝缘紧贴热传导接触，该冷却管两端分别连接进液管和出液管。在本实用新型的飞轮储能系统定子散热装置中，所述冷却管成螺旋形布置或所述冷却管成U形布置。在本实用新型的飞轮储能系统定子散热装置中，所述冷却管设置在所述定子环形圆周的材料中。本实用新型解决其技术问题之二所采用的技术方案是构造一种飞轮储能系统，包括环形扁平状定子、盘状转子和壳体，所述定子以环状边连接在所述壳体内侧，该定子与所述壳体之间绝缘，所述转子侧表面与所述定子侧表面邻近，所述转子转动支承在所述壳体上，其特征在于，包括定子散热装置，该定子散热装置包括环形扁平状定子、沿定子环形圆周设置的导热冷却管，该冷却管与设置在定子环形圆周内的金属导线绝缘紧贴热传导接触，该冷却管两端分别连接进液管和出液管。在本实用新型的飞轮储能系统中，所述冷却管成螺旋形布置或所述冷却管成U形布置。在本实用新型的飞轮储能系统中，所述进液管和出液管穿过所述壳体侧壁或上下端盖与外部结构连接。在本实用新型的飞轮储能系统中，所述进液管和出液管设置在所述定子的同侧或分别设置在所述定子的两侧。在本实用新型的飞轮储能系统中，所述冷却管设置在所述定子环形圆周的材料中。实施本实用新型的飞轮储能系统定子散热装置及飞轮储能系统，与现有技术比较，其有益效果是1.通过在定子环形圆周上设置与定子金属导线绝缘接触的冷却管，使定子环形圆周上的导线实现循环冷却，定子内部导线的热量经导线传导与冷却液热交换实现冷却，大大提高定子的冷却效果，满足大功率飞轮储能系统定子的冷却要求；2.结构简单，冷却效率高。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中图1是本实用新型飞轮储能系统定子散热装置中定子的结构剖面图。图2是本实用新型飞轮储能系统一种实施例的剖视图。图3是图1中A部放大图。图4是本实用新型飞轮储能系统另一种实施例的剖视图。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，本实用新型的飞轮储能系统定子散热装置包括环形扁平状定子10、沿定子环形圆周设置的导热冷却管12，导热冷却管12与设置在定子10环形圆周内的金属导线13绝缘紧贴热传导接触，导热冷却管12两端分别连接进液管和出液管41。 进液管和出液管41可以通过管接头42与导热冷却管12连接，也可以通过其他方式与导热冷却管12连接，如通过焊接等连接方式实现连接。导热冷却管12与金属导线13绝缘紧贴热传导接触连接可以采用包括但不限于如下方式实现导热冷却管12采用金属管，在金属管上设置绝缘导热层，金属冷却管与金属导线13紧贴热传导接触；或导热冷却管12采用绝缘导热材料制成，导热冷却管与金属导线 13紧贴热传导接触。为了提高冷却效果，可以将冷却管沿定子环形圆周成螺旋形布置，也可以将冷却管沿定子环形圆周成U形布置。[0030]在本实施例中，将冷却管12设置在定子10环形圆周的材料中，可以使定子外观整洁，便于安装维护。在其他实施例中，可以将冷却管12设置在定子10环形圆周的材料表面， 也能够实现本发明目的。本实用新型的飞轮储能系统包括环形扁平状定子、盘状转子和壳体，定子以环状边连接在壳体内侧，转子侧表面与定子侧表面邻近安装，转子转动支承在壳体上。定子采用上述散热结构进行散热，结构如上述。定子经环形圆周侧面连接在壳体上，且保证定子与壳体之间绝缘。飞轮储能系统定子散热装置的进液管和出液管可以穿过壳体的侧壁或上下端盖与外部结构连接，进液管和出液管可以设置在定子的同侧或分别设置在定子的两侧。如图2所示，本实施例的飞轮储能系统包括一个环形扁平状定子10、两个盘状转子20和电机壳体30，定子10以环状边11绝缘连接在电机壳体30的内侧31上，转子20位于定子10两侧转动支承在壳体30上，定子10采用上述散热装置进行强制循环散热，结构如上述。在其他实施例中，定子和转子的数量可以根据需要设置，如可以采用一个环形扁平状定子、一个盘状转子的结构，也可以采用两个环形扁平状定子、三个盘状转子的结构等，均能够实现本发明目的。图4是运用本实用新型的飞轮储能系统定子散热装置的飞轮电机的一种实施方式。
权利要求1.一种飞轮储能系统定子散热装置，其特征在于，包括环形扁平状定子、沿定子环形圆周设置的导热冷却管，该冷却管与设置在定子环形圆周内的金属导线绝缘紧贴热传导接触，该冷却管两端分别连接进液管和出液管。
2.如权利要求1所述的飞轮储能系统定子散热装置，其特征在于，所述冷却管成螺旋形布置或所述冷却管成U形布置。
3.如权利要求1或2所述的飞轮储能系统定子散热装置，其特征在于，所述冷却管设置在所述定子环形圆周的材料中。
4.一种飞轮储能系统，包括环形扁平状定子、盘状转子和壳体，所述定子以环状边连接在所述壳体内侧，该定子与所述壳体之间绝缘，所述转子侧表面与所述定子侧表面邻近，所述转子转动支承在所述壳体上，其特征在于，包括定子散热装置，该定子散热装置包括环形扁平状定子、沿定子环形圆周设置的导热冷却管，该冷却管与设置在定子环形圆周内的金属导线绝缘紧贴热传导接触，该冷却管两端分别连接进液管和出液管。
5.如权利要求4所述的飞轮储能系统，其特征在于，所述冷却管成螺旋形布置或所述冷却管成U形布置。
6.如权利要求4所述的盘式电机，其特征在于，所述进液管和出液管穿过所述壳体侧壁或上下端盖与外部结构连接。
7.如权利要求4所述的盘式电机，其特征在于，所述进液管和出液管设置在所述定子的同侧或分别设置在所述定子的两侧。
8.如权利要求4至7之一所述的飞轮储能系统，其特征在于，所述冷却管设置在所述定子环形圆周的材料中。
专利摘要一种飞轮储能系统定子散热装置及飞轮储能系统，该散热装置包括环形扁平状定子、沿定子环形圆周设置的导热冷却管，冷却管与设置在定子环形圆周内的金属导线绝缘紧贴热传导接触，冷却管两端分别连接进液管和出液管；该系统包括环形扁平状定子、盘状转子和壳体，定子以环状边连接在壳体内侧，定子与壳体之间绝缘，转子侧表面与定子侧表面邻近，转子转动支承在壳体上，定子采用上述散热装置进行散热。本实用新型通过在定子圆周上设置与定子金属导线绝缘接触的冷却管，使定子环形圆周上的导线实现循环冷却，定子内部导线的热量经导线传导与冷却液热交换实现冷却，大大提高定子冷却效果，满足大功率飞轮储能系统定子的冷却要求；结构简单，冷却效率高。
文档编号H02K9/197GK202094762SQ20112015582
公开日2011年12月28日 申请日期2011年5月16日 优先权日2011年5月16日
发明者方曼荻 申请人:深圳飞能能源有限公司