CN116007214A - 离心式压缩机储能热管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种离心式压缩机储能热管理系统，包括：制冷回路，其被配置为流通制冷剂；换热介质回路，其被配置为流通换热介质，以对目标设备进行冷却或加热；换热装置，其分别与所述制冷回路和换热介质回路连通及热交换，以使得所述制冷回路中的制冷剂能够冷却所述换热介质回路中的换热介质；以及离心式压缩机，其与所述制冷回路连通。

Description

离心式压缩机储能热管理系统

技术领域

本发明涉及热管理技术领域，特别涉及一种离心式压缩机储能热管理系统。

背景技术

热管理是电化学储能的刚需，对储能系统的性能、寿命、安全性都有显著影响。液冷热管理系统的换热能力强，使用液冷热管理系统可以保证电芯温差在3℃以内，相对于风冷热管理系统可以显著提升储能系统的寿命。

目前储能的液冷热管理系统所需的制冷量通常在100kW及以下，这种小冷量的制冷循环采用的压缩机主要为涡旋压缩机。涡旋压缩机需要油循环，会降低压缩机与液冷热管理系统的可靠性；涡旋压缩机的轴承通常为接触式球轴承，容易磨损，其寿命通常会是液冷热管理系统寿命的瓶颈；涡旋压缩机的体积与质量较大，不利于储能系统能量密度提升，尤其随着储能系统功率密度的增加，制冷量需求显著增加，涡旋压缩机这方面的劣势会更加显著。

发明内容

本发明的目的在于提供一种离心式压缩机储能热管理系统，以解决现有的小冷量的制冷循环采用的涡旋压缩机不利于储能系统能量密度提升的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种离心式压缩机储能热管理系统，包括：

制冷回路，其被配置为流通制冷剂；

换热介质回路，其被配置为流通换热介质，以对目标设备进行冷却或加热；

换热装置，其分别与所述制冷回路和换热介质回路连通及热交换，以使得所述制冷回路中的制冷剂能够冷却所述换热介质回路中的换热介质；以及

离心式压缩机，其与所述制冷回路连通。

可选的，在所述的离心式压缩机储能热管理系统中，还包括：

制冷系统组件，被配置为设置在制冷回路中，包括冷凝器、风扇、旁通阀、主节流元件、辅节流元件、经济器、温度传感器和压力传感器；

冷却液系统组件，被配置为设置在换热介质回路中，包含水泵、温度传感器和压力传感器；

其中所述换热装置为蒸发器；所述目标设备为电池组热源。

可选的，在所述的离心式压缩机储能热管理系统中，蒸发器的第一输出端分别连接至离心式压缩机的第一输入端、以及旁通阀的输入端；

所述离心式压缩机的输出端连接至冷凝器的输入端，同时旁通阀的输出端连接至冷凝器的输入端；

冷凝器的输出端连接至经济器的第一输入端，经济器的第一输出端连接至主节流元件的输入端，主节流元件的输出端连接至蒸发器的第一输出端；

经济器的第一输出端还连接至辅节流元件的输入端，辅节流元件的输出端连接至经济器的第二输入端，经济器的第二输出端连接至离心式压缩机的第二输入端；

蒸发器的第二输出端连接至电池组热源的输入端，电池组热源的输出端连接至水泵的输入端，水泵的输出端连接至蒸发器的第二输入端；

风扇设置在冷凝器上，温度传感器和压力传感器分别设置在蒸发器的第一输入端、第一输出端处和第二输出端处、以及离心式压缩机的第一输出端和第二输入端处。

可选的，在所述的离心式压缩机储能热管理系统中，所述离心式压缩机包括：

电机，其包括：

壳体，其内部的两端分别设置有第一腔室及第二腔室；以及

转子，其上设置有径向轴承，所述径向轴承包括高压侧径向轴承和低压侧径向轴承，为气浮轴承并且被配置为在径向上支承转子；

高压叶轮和低压叶轮，布置于所述转子的端部，且位于所述第一腔室和/或第二腔室内；

压缩机吸气口，其与所述第一腔室的进气口连通；

压缩机排气口，其与所述第二腔室的出气口连通；

高低压连接管，其两端分别与所述第一腔室的出气口以及第二腔室的进气口连通。

可选的，在所述的离心式压缩机储能热管理系统中，所述离心式压缩机还包括：低压压壳、级间补气口、高压压壳、低压锁紧螺母、低压轮盖密封、低压端盖、高压端盖、高压轮盖密封、高压锁紧螺母；

推力盘，其设置于所述转子的端部；以及

高压侧推力轴承和低压侧推力轴承，其设置于所述推力盘的一侧或两侧，且为气浮轴承。

可选的，在所述的离心式压缩机储能热管理系统中，来自蒸发器的低温低压制冷剂气体经吸气口进入离心式压缩机；

在离心式压缩机内部，通过低压叶轮压缩做功制冷剂气体进入低压压壳，通过高低压连接管制冷剂气体进入高压叶轮进一步压缩并进入高压压壳，最后经过排气口将高温高压制冷剂气体排入冷凝器；

高低压连接管上设有级间补气孔，接入来自经济器的排气，对低压叶轮的排气进行冷却，降低高压叶轮的压缩功耗，进而提升系统效率；

高压叶轮和低压叶轮均采用闭式叶轮，消除叶尖间隙引起的叶片压力面到吸力面的二次流动，提升压缩机气动效率，并且高压叶轮和低压叶轮的轮盖侧均设有密封结构，降低叶轮出口到进口的回流效应，提升压缩机效率；

高压叶轮与低压叶轮采用背靠背的设计方式，高低压侧的叶轮轴向推力方向相反，互相抵消，降低推力轴承所受到的轴向推力；

推力盘的两侧各有一个推力轴承，以承受指向低压侧或高压侧的轴向推力；

电机转轴旋转时，低压侧径向轴承与高压侧径向轴承吸入制冷剂气体，形成气膜支撑转子高速旋转，推力转轴与推力轴承无接触；

同时推力轴承形成气膜，承受轴向推力。

可选的，在所述的离心式压缩机储能热管理系统中，推力轴承与径向轴承为动压式气浮轴承，高压叶轮的排气经过高压叶轮与高压端盖之间空隙，然后通过高压端盖与转轴之间的间隙进入高压侧径向轴承，然后经过电机定子与转子之间的气隙进入低压侧径向轴承，随后通过推力盘与电机壳之间的间隙以及推力盘与低压端盖之间的间隙依次经过两个推力轴承，最后依次经过低压端盖与转轴之间的间隙、低压叶轮与低压端盖之间的间隙进入低压叶轮排气口，回到主气路中，依次经过低压压壳、高低压连接管、高压叶轮，实现内循环；电机为高速永磁同步电机。

可选的，在所述的离心式压缩机储能热管理系统中，

机组工作时，氟系统中冷媒以高温高压的气体从压缩机中排出，经过冷凝器冷凝成高温高压液体，在经过主节流元件成低温低压液体，在经过蒸发器成低温低压的气体并回到压缩机；

补气路将经过经济器后的低温低压的液体经过经济器蒸发侧后成低温低压的气体再排入压缩机补气侧；

冷却液系统中冷却液经过蒸发器与冷媒进行换热并流向电池组处进行冷却散热，散热完成后再流向蒸发器中进行换热降温。

可选的，在所述的离心式压缩机储能热管理系统中，根据离心式压缩机的喘振特性进行系统的控制运行；

检测压缩机压比/流量得到当前运行状态点，根据当前运行状态点判断是否达到喘振保护区，若是则判断风扇的挡位是否处于干预状态，否则继续检测压缩机压比/流量得到当前运行状态点；

当判断风扇的挡位是否处于干预状态时，若是则判断主节流元件开度是否干预调节；否则根据喘振曲线进行风扇挡位调节；

当判断主节流元件开度是否干预调节时，若是则判断辅节流元件干预控制是否干预调节，否则根据喘振曲线进行主节流元件调节；

当判断辅节流元件干预控制是否干预调节时，若是则判断旁通阀是否开启，否则根据喘振曲线进行辅节流元件调节；

当判断旁通阀是否开启时，若是则判断检测当前运行状态点是否到达喘振报警点，否则开启旁通阀并调节；

当判断当前运行状态点是否到达喘振报警点时，若是则压缩机停机报警，否则返回检测压缩机压比/流量得到当前运行状态点。

可选的，在所述的离心式压缩机储能热管理系统中，还包括：

当判断风扇的挡位是否处于干预状态时，判断当前机组压力是否小于第一阈值，若是则风扇挡位处于干预调节状态，否则机组停机报警；

风扇挡位处于干预调节状态时，调大或调小风扇挡位，判断风扇干预时间是否大于第二阈值，若是则进行主节流元件开度干预调节；

当判断主节流元件开度是否处于干预状态时，判断当前机组压力是否小于第三阈值，若是则主节流元件处于干预调节状态，否则机组停机报警；

主节流元件处于干预调节状态时，判断回气过热度是否小于第四阈值，若是则主节流元件进行动作，否则退出主节流元件干预状态；

判断主节流元件干预时间是否大于第五阈值，若是则进行辅节流元件开度干预调节；

当判断辅节流元件开度是否处于干预状态时，根据主路过冷度选择辅节流元件的控制策略，判断排气过热度是否小于第六阈值，若是则判断辅节流元件干预时间是否大于第七阈值，否则退出辅节流元件干预状态；

判断辅节流元件干预时间是否大于第七阈值，若是则进行旁通阀干预调节；

当判断旁通阀是否干预时，判断旁通阀是否开启，若是则退出旁通阀干预调节，否则开启旁通阀。

在本发明提供的离心式压缩机储能热管理系统中，采用高速气浮离心压缩机取代涡旋压缩机，用于储能液冷系统的制冷循环，避免了涡旋压缩机带来的多种弊端。

本发明由于采用了气浮轴承，不需要油润滑，省去了回油管路，提升了压缩机与系统的可靠性；气浮轴承工作时转轴不与轴承接触，而是靠气膜悬浮电机转子，可以将轴承寿命提高至少1倍；相同冷量下，基于高速永磁同步电机的离心压缩机的尺寸与重量会比涡旋压缩机小40％左右，可以减小液冷系统的体积，换而言之，同样尺寸的集装箱内可以布置更多的电池，有助于提升储能系统能量密度，随着储能系统制冷功率需求的增加，高速离心压缩机这方面的优势会更加显著。

附图说明

图1是本发明一实施例离心式压缩机储能热管理系统示意图；

图2是本发明一实施例离心式压缩机储能热管理系统控制方法示意图；

图3是本发明一实施例离心式压缩机储能热管理系统风扇挡位控制方法示意图；

图4是本发明一实施例离心式压缩机储能热管理系统主节流元件控制方法示意图；

图5是本发明一实施例离心式压缩机储能热管理系统辅节流元件控制方法示意图；

图6是本发明一实施例离心式压缩机储能热管理系统旁通阀控制方法示意图；

图7是本发明一实施例离心式压缩机特性曲线示意图；

图8是本发明一实施例离心式压缩机储能热管理系统离心式压缩机结构示意图；

图9是本发明一实施例离心式压缩机储能热管理系统离心式压缩机结构示意图；

图10是本发明一实施例离心式压缩机储能热管理系统离心式压缩机结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式参考附图进一步阐述本发明。

应当指出，各附图中的各组件可能为了图解说明而被夸大地示出，而不一定是比例正确的。在各附图中，给相同或功能相同的组件配备了相同的附图标记。

在本发明中，除非特别指出，“布置在…上”、“布置在…上方”以及“布置在…之上”并未排除二者之间存在中间物的情况。此外，“布置在…上或上方”仅仅表示两个部件之间的相对位置关系，而在一定情况下、如在颠倒产品方向后，也可以转换为“布置在…下或下方”，反之亦然。

在本发明中，各实施例仅仅旨在说明本发明的方案，而不应被理解为限制性的。

在本发明中，除非特别指出，量词“一个”、“一”并未排除多个元素的场景。

在此还应当指出，在本发明的实施例中，为清楚、简单起见，可能示出了仅仅一部分部件或组件，但是本领域的普通技术人员能够理解，在本发明的教导下，可根据具体场景需要添加所需的部件或组件。另外，除非另行说明，本发明的不同实施例中的特征可以相互组合。例如，可以用第二实施例中的某特征替换第一实施例中相对应或功能相同或相似的特征，所得到的实施例同样落入本申请的公开范围或记载范围。

在此还应当指出，在本发明的范围内，“相同”、“相等”、“等于”等措辞并不意味着二者数值绝对相等，而是允许一定的合理误差，也就是说，所述措辞也涵盖了“基本上相同”、“基本上相等”、“基本上等于”。以此类推，在本发明中，表方向的术语“垂直于”、“平行于”等等同样涵盖了“基本上垂直于”、“基本上平行于”的含义。

另外，本发明的各方法的步骤的编号并未限定所述方法步骤的执行顺序。除非特别指出，各方法步骤可以以不同顺序执行。

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的离心式压缩机储能热管理系统作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明的目的在于提供一种离心式压缩机储能热管理系统，以解决现有的小冷量的制冷循环采用的涡旋压缩机不利于储能系统能量密度提升的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种离心式压缩机储能热管理系统，包括：制冷回路，其被配置为流通制冷剂；换热介质回路，其被配置为流通换热介质，以对目标设备进行冷却或加热；换热装置，其分别与所述制冷回路和换热介质回路连通及热交换，以使得所述制冷回路中的制冷剂能够冷却所述换热介质回路中的换热介质；以及离心式压缩机，其与所述制冷回路连通。

图1-10提供了本发明的实施例，如图1所示，本实施例的离心式压缩机储能热管理系统包括：制冷回路，其被配置为流通制冷剂；换热介质回路，其被配置为流通换热介质，以对目标设备进行冷却或加热；换热装置，其分别与所述制冷回路和换热介质回路连通及热交换，以使得所述制冷回路中的制冷剂能够冷却所述换热介质回路中的换热介质；以及离心式压缩机1，其与所述制冷回路连通。

具体的，所述离心式压缩机储能热管理系统还包括：制冷系统组件，被配置为设置在制冷回路中，包括冷凝器4、风扇5、旁通阀16、主节流元件8、辅节流元件7、经济器6、温度传感器(2、11、13、14)和压力传感器(3、10、12、15)；冷却液系统组件，被配置为设置在换热介质回路中，包含水泵17、温度传感器19和压力传感器20；其中所述换热装置为蒸发器9；所述目标设备为电池组热源18。其中节流元件包括电子膨胀阀，热力膨胀阀，毛细管等。

如图1所示，蒸发器的第一输出端分别连接至离心式压缩机的第一输入端、以及旁通阀的输入端；所述离心式压缩机的输出端连接至冷凝器的输入端，同时旁通阀的输出端连接至冷凝器的输入端；冷凝器的输出端连接至经济器的第一输入端，经济器的第一输出端连接至主节流元件的输入端，主节流元件的输出端连接至蒸发器的第一输出端；经济器的第一输出端还连接至辅节流元件的输入端，辅节流元件的输出端连接至经济器的第二输入端，经济器的第二输出端连接至离心式压缩机的第二输入端；蒸发器的第二输出端连接至电池组热源的输入端，电池组热源的输出端连接至水泵的输入端，水泵的输出端连接至蒸发器的第二输入端；风扇设置在冷凝器上，温度传感器和压力传感器分别设置在蒸发器的第一输入端、第一输出端处和第二输出端处、以及离心式压缩机的第一输出端和第二输入端处。

如图8-10所示，该高速气浮离心压缩机由以下部件组成：压缩机吸气口21、低压压壳22、级间补气口23、高低压连接管24、高压压壳25、压缩机排气口26、低压叶轮27、低压锁紧螺母28、低压轮盖密封29、低压端盖30、电机机壳31、电子定子32、电机转子33、高压端盖34、高压轮盖密封35、高压叶轮36、高压锁紧螺母37、高压侧径向轴承38、低压侧径向轴承39、高压侧推力轴承40、推力盘41、低压侧推力轴承42。

基于本小型高速气浮离心压缩机，现设计一款在离心式压缩机的基础上的系统设计。并且针对离心式压缩机的喘振特性，基于本系统设计上对防止压缩机进入到喘振区推出一个控制方法。来自蒸发器的低温低压制冷剂气体经吸气口进入压缩机，通过低压叶轮压缩做功进入低压压壳，然后通过高低压连接管进入高压叶轮进一步压缩并进入高压压壳，最后经过排气口将高温高压的制冷剂气体排入冷凝器。高低压连接管上设有级间补气孔，可以接入来自经济器的排气，对低压叶轮的排气进行冷却，降低高压叶轮的压缩功耗，进而提升系统的效率。

高低压叶轮均采用闭式叶轮，相对于开式叶轮，消除了叶尖间隙引起的叶片压力面到吸力面的二次流动，有效的提升了压缩机气动效率。并且高低压叶轮的轮盖侧均设有密封结构，可显著降低叶轮出口到进口的回流效应，可进一步提升压缩机效率。

高压叶轮与低压叶轮采用背靠背的设计方式，高低压侧的叶轮轴向推力方向相反，互相抵消，可有效降低推力轴承所受到的轴向推力。推力轴承位置如图10所示，在推力盘的两侧各有一个推力轴承，进而可以承受指向低压侧或高压侧的轴向推力。

电机转轴旋转时，低压侧径向轴承与高压侧径向轴承吸入制冷剂气体，形成气膜支撑转子高速旋转，推力转轴与轴承无接触，轴承几乎无磨损，机械损失及噪声都很小。同时推力轴承也形成气膜，承受轴向推力。本发明的推力与径向轴承为动压式气浮轴承，通过内循环实现轴承供气：高压叶轮的排气经过高压叶轮与高压端盖之间空隙，然后通过高压端盖与转轴之间的间隙进入高压侧径向轴承，然后经过电机定子与转子之间的气隙进入低压侧径向轴承，随后通过推力盘与电机壳之间的间隙以及推力盘与低压端盖之间的间隙依次经过两个推力轴承，最后依次经过低压端盖与转轴之间的间隙、低压叶轮与低压端盖之间的间隙进入低压叶轮排气口，回到主气路中，依次经过低压压壳、高低压连接管、高压叶轮，实现内循环。相对于静压气浮轴承，本发明省略了外接的补气通道，简化系统结构，提高可靠性。

本发明压缩机采用电机为高速永磁同步电机，由于空气轴承工作时为非接触式轴承，可以承受比通常的球轴承更高的转速，根据压缩机欧拉公式Δh＝U2Cu2-U1Cu1可知，同样做功能力的压缩机，转速越大，径向尺寸越小，因此永磁同步电机提升了压缩机的功率密度。

如图1所示，机组工作时，氟系统中冷媒以高温高压的气体从压缩机中排出，经过冷凝器冷凝成高温高压液体，在经过主节流元件成低温低压液体，在经过蒸发器成低温低压的气体并回到压缩机。补气路将经过经济器后的低温低压的液体经过经济器蒸发侧后成低温低压的气体再排入压缩机补气侧。旁通阀直接连接压缩机的入口与排气侧。冷却液系统中冷却液经过蒸发器与冷媒进行换热并流向电池组处进行冷却散热，散热完成后再流向蒸发器中进行换热降温。

离心式压缩机具有喘振现象，是指的是当离心式压缩机的流量减小到一定程度时发生的一种不正常的压缩机的振动，这种振动对压缩机的安全使用造成威胁，需要避免进入，离心式压缩机在生产运行过程中，有时会突然产生强烈的振动，气体介质的流量和压力也出现大幅度脉动，并伴有周期性沉闷的“呼叫”声，以及气流波动在管网中引起“呼哧”“呼哧”的强噪声，这种现象称为离心式压缩机的喘振工况，由于如图7所示的离心式压缩机的喘振特性，本发明设计了为避免压缩机进入到喘振区的控制方法。

如图2所示，根据离心式压缩机的喘振特性进行系统的控制运行；检测压缩机压比/流量得到当前运行状态点，根据当前运行状态点判断是否达到喘振保护区，若是则判断风扇的挡位是否处于干预状态，否则继续检测压缩机压比/流量得到当前运行状态点；当判断风扇的挡位是否处于干预状态时，若是则判断主节流元件开度是否干预调节；否则根据喘振曲线进行风扇挡位调节；当判断主节流元件开度是否干预调节时，若是则判断辅节流元件干预控制是否干预调节，否则根据喘振曲线进行主节流元件调节；当判断辅节流元件干预控制是否干预调节时，若是则判断旁通阀是否开启，否则根据喘振曲线进行辅节流元件调节；当判断旁通阀是否开启时，若是则判断检测当前运行状态点是否到达喘振报警点，否则开启旁通阀并调节；当判断当前运行状态点是否到达喘振报警点时，若是则压缩机停机报警，否则返回检测压缩机压比/流量得到当前运行状态点。FAN指风扇的档位，正常控制时候，风扇的档位是和HP(系统高压/排气压力)一一对应的，就是HP高的时候需要的FAN档位就越高，假设说现在风扇控制的档位为A，便可能是0-30bar中任一个，B值设定为36bar，只要A不超过B的情况下，都可以判定A是正常值，FAN档位便是正常控制。

如图3所示，当判断风扇的挡位是否处于干预状态时，判断当前机组压力是否小于第一阈值，若是则风扇挡位处于干预调节状态，否则机组停机报警；风扇挡位处于干预调节状态时，调大或调小风扇挡位，判断风扇干预时间是否大于第二阈值，若是则进行主节流元件开度干预调节；如图4所示，当判断主节流元件开度是否处于干预状态时，判断当前机组压力是否小于第三阈值，若是则主节流元件处于干预调节状态，否则机组停机报警；主节流元件处于干预调节状态时，判断回气过热度是否小于第四阈值，若是则主节流元件进行动作，否则退出主节流元件干预状态；判断主节流元件干预时间是否大于第五阈值，若是则进行辅节流元件开度干预调节；如图5所示，当判断辅节流元件开度是否处于干预状态时，根据主路过冷度选择辅节流元件的控制策略，判断排气过热度是否小于第六阈值，若是则判断辅节流元件干预时间是否大于第七阈值，否则退出辅节流元件干预状态；判断辅节流元件干预时间是否大于第七阈值，若是则进行旁通阀干预调节；如图6所示，当判断旁通阀是否干预时，判断旁通阀是否开启，若是则退出旁通阀干预调节，否则开启旁通阀。

本发明中的离心式压缩机无回油系统，压缩机与系统可靠性高。运行时轴承与电机轴无接触，轴承磨损小，寿命长。中间管补气孔，方便实现级间冷却，降低压缩机功耗。闭式叶轮+轮盖侧密封，减小泄漏及回流损失，提升压缩机气动效率。背靠背叶轮设计，减小轴向推力。内循环动压气浮轴承，无需额外补气管路，结构简单可靠。采用高速永磁同步电机，压缩机功率密度大，体积与质量小。

对于携带本离心式压缩机的该系统而言：能充分利用系统各零部件，避免压缩机进入到喘振区，保护压缩机、并且根据压缩机的状态点并根据系统的设定优先级顺序进行先后控制调节。

综上，上述实施例对离心式压缩机储能热管理系统的不同构型进行了详细说明，当然，本发明包括但不局限于上述实施中所列举的构型，任何在上述实施例提供的构型基础上进行变换的内容，均属于本发明所保护的范围。本领域技术人员可以根据上述实施例的内容举一反三。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种离心式压缩机储能热管理系统，其特征在于，包括：

制冷回路，其被配置为流通制冷剂；

换热介质回路，其被配置为流通换热介质，以对目标设备进行冷却或加热；

换热装置，其分别与所述制冷回路和换热介质回路连通及热交换，以使得所述制冷回路中的制冷剂能够冷却所述换热介质回路中的换热介质；以及

离心式压缩机，其与所述制冷回路连通。

2.如权利要求1所述的离心式压缩机储能热管理系统，其特征在于，还包括：

制冷系统组件，被配置为设置在制冷回路中，包括冷凝器、风扇、旁通阀、主节流元件、辅节流元件、经济器、温度传感器和压力传感器；

冷却液系统组件，被配置为设置在换热介质回路中，包含水泵、温度传感器和压力传感器；

其中所述换热装置为蒸发器；所述目标设备为电池组热源。

3.如权利要求2所述的离心式压缩机储能热管理系统，其特征在于，蒸发器的第一输出端分别连接至离心式压缩机的第一输入端、以及旁通阀的输入端；

所述离心式压缩机的输出端连接至冷凝器的输入端，同时旁通阀的输出端连接至冷凝器的输入端；

冷凝器的输出端连接至经济器的第一输入端，经济器的第一输出端连接至主节流元件的输入端，主节流元件的输出端连接至蒸发器的第一输出端；

经济器的第一输出端还连接至辅节流元件的输入端，辅节流元件的输出端连接至经济器的第二输入端，经济器的第二输出端连接至离心式压缩机的第二输入端；

蒸发器的第二输出端连接至电池组热源的输入端，电池组热源的输出端连接至水泵的输入端，水泵的输出端连接至蒸发器的第二输入端；

风扇设置在冷凝器上，温度传感器和压力传感器分别设置在蒸发器的第一输入端、第一输出端处和第二输出端处、以及离心式压缩机的第一输出端和第二输入端处。

4.如权利要求3所述的离心式压缩机储能热管理系统，其特征在于，所述离心式压缩机包括：

电机，其包括：

壳体，其内部的两端分别设置有第一腔室及第二腔室；以及

转子，其上设置有径向轴承，所述径向轴承包括高压侧径向轴承和低压侧径向轴承，为气浮轴承并且被配置为在径向上支承转子；

高压叶轮和低压叶轮，布置于所述转子的端部，且位于所述第一腔室和/或第二腔室内；

压缩机吸气口，其与所述第一腔室的进气口连通；

压缩机排气口，其与所述第二腔室的出气口连通；

高低压连接管，其两端分别与所述第一腔室的出气口以及第二腔室的进气口连通。

5.如权利要求4所述的离心式压缩机储能热管理系统，其特征在于，所述离心式压缩机还包括：低压压壳、级间补气口、高压压壳、低压锁紧螺母、低压轮盖密封、低压端盖、高压端盖、高压轮盖密封、高压锁紧螺母；

推力盘，其设置于所述转子的端部；以及

高压侧推力轴承和低压侧推力轴承，其设置于所述推力盘的一侧或两侧，且为气浮轴承。

6.如权利要求5所述的离心式压缩机储能热管理系统，其特征在于，来自蒸发器的低温低压制冷剂气体经吸气口进入离心式压缩机；

在离心式压缩机内部，通过低压叶轮压缩做功制冷剂气体进入低压压壳，通过高低压连接管制冷剂气体进入高压叶轮进一步压缩并进入高压压壳，最后经过排气口将高温高压制冷剂气体排入冷凝器；

高低压连接管上设有级间补气孔，接入来自经济器的排气，对低压叶轮的排气进行冷却，降低高压叶轮的压缩功耗，进而提升系统效率；

高压叶轮和低压叶轮均采用闭式叶轮，消除叶尖间隙引起的叶片压力面到吸力面的二次流动，提升压缩机气动效率，并且高压叶轮和低压叶轮的轮盖侧均设有密封结构，降低叶轮出口到进口的回流效应，提升压缩机效率；

高压叶轮与低压叶轮采用背靠背的设计方式，高低压侧的叶轮轴向推力方向相反，互相抵消，降低推力轴承所受到的轴向推力；

推力盘的两侧各有一个推力轴承，以承受指向低压侧或高压侧的轴向推力；

电机转轴旋转时，低压侧径向轴承与高压侧径向轴承吸入制冷剂气体，形成气膜支撑转子高速旋转，推力转轴与推力轴承无接触；

同时推力轴承形成气膜，承受轴向推力。

7.如权利要求6所述的离心式压缩机储能热管理系统，其特征在于，推力轴承与径向轴承为动压式气浮轴承，高压叶轮的排气经过高压叶轮与高压端盖之间空隙，然后通过高压端盖与转轴之间的间隙进入高压侧径向轴承，然后经过电机定子与转子之间的气隙进入低压侧径向轴承，随后通过推力盘与电机壳之间的间隙以及推力盘与低压端盖之间的间隙依次经过两个推力轴承，最后依次经过低压端盖与转轴之间的间隙、低压叶轮与低压端盖之间的间隙进入低压叶轮排气口，回到主气路中，依次经过低压压壳、高低压连接管、高压叶轮，实现内循环；电机为高速永磁同步电机。

8.如权利要求7所述的离心式压缩机储能热管理系统，其特征在于，

机组工作时，氟系统中冷媒以高温高压的气体从压缩机中排出，经过冷凝器冷凝成高温高压液体，在经过主节流元件成低温低压液体，在经过蒸发器成低温低压的气体并回到压缩机；

补气路将经过经济器后的低温低压的液体经过经济器蒸发侧后成低温低压的气体再排入压缩机补气侧；

冷却液系统中冷却液经过蒸发器与冷媒进行换热并流向电池组处进行冷却散热，散热完成后再流向蒸发器中进行换热降温。

9.如权利要求8所述的离心式压缩机储能热管理系统，其特征在于，根据离心式压缩机的喘振特性进行系统的控制运行；

检测压缩机压比/流量得到当前运行状态点，根据当前运行状态点判断是否达到喘振保护区，若是则判断风扇的挡位是否处于干预状态，否则继续检测压缩机压比/流量得到当前运行状态点；

当判断风扇的挡位是否处于干预状态时，若是则判断主节流元件开度是否干预调节；否则根据喘振曲线进行风扇挡位调节；

当判断主节流元件开度是否干预调节时，若是则判断辅节流元件干预控制是否干预调节，否则根据喘振曲线进行主节流元件调节；

当判断辅节流元件干预控制是否干预调节时，若是则判断旁通阀是否开启，否则根据喘振曲线进行辅节流元件调节；

当判断旁通阀是否开启时，若是则判断检测当前运行状态点是否到达喘振报警点，否则开启旁通阀并调节；

当判断当前运行状态点是否到达喘振报警点时，若是则压缩机停机报警，否则返回检测压缩机压比/流量得到当前运行状态点。

10.如权利要求9所述的离心式压缩机储能热管理系统，其特征在于，还包括：

当判断风扇的挡位是否处于干预状态时，判断当前机组压力是否小于第一阈值，若是则风扇挡位处于干预调节状态，否则机组停机报警；

风扇挡位处于干预调节状态时，调大或调小风扇挡位，判断风扇干预时间是否大于第二阈值，若是则进行主节流元件开度干预调节；

当判断主节流元件开度是否处于干预状态时，判断当前机组压力是否小于第三阈值，若是则主节流元件处于干预调节状态，否则机组停机报警；

主节流元件处于干预调节状态时，判断回气过热度是否小于第四阈值，若是则主节流元件进行动作，否则退出主节流元件干预状态；

判断主节流元件干预时间是否大于第五阈值，若是则进行辅节流元件开度干预调节；

当判断辅节流元件开度是否处于干预状态时，根据主路过冷度选择辅节流元件的控制策略，判断排气过热度是否小于第六阈值，若是则判断辅节流元件干预时间是否大于第七阈值，否则退出辅节流元件干预状态；

判断辅节流元件干预时间是否大于第七阈值，若是则进行旁通阀干预调节；

当判断旁通阀是否干预时，判断旁通阀是否开启，若是则退出旁通阀干预调节，否则开启旁通阀。

Images