一種軌道交通車輛及儲能電源的製作方法

2023-06-29 05:57:11 3

一種軌道交通車輛及儲能電源的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種儲能電源，包括設置有進風口和出風口的儲能電源箱體、設置於儲能電源箱體內的安裝板以及安裝於安裝板上的多個超級電容模組，進風口設置於儲能電源箱體底板的兩端，安裝板與儲能電源箱體的底板之間具有與進風口相通的底部通風隔層，相鄰兩個超級電容模組之間均具有通風間隙，安裝板上與通風間隙相對應的位置開設有通風孔。該儲能電源可以實現對儲能電源中的各個超級電容模組進行均勻的冷卻，從而可以有效解決目前位於儲能電源箱體中部位置的超級電容模組容易積聚熱量的問題。本發明還公開了一種具有上述儲能電源的軌道交通車輛，並且該軌道交通車輛的儲能電源的進風口與製冷裝置的冷風出口連通。
【專利說明】—種軌道交通車輛及儲能電源
【技術領域】
[0001]本發明涉及軌道交通車輛製造【技術領域】，尤其涉及一種軌道交通車輛及儲能電源。
【背景技術】
[0002]儲能式軌道交通車輛上安裝有儲能電源，儲能電源作為儲能式軌道交通車輛的動力來源，可以實現綠色電力牽引，同時又無需在整個軌道車輛的運行路段架設電網，僅需在車站內部架設用於為儲能電源充電的充電電網即可，這可有效保護城市景觀，是解決現代城市交通和節能環保的有效途徑。
[0003]儲能電源主要由超級電容單體通過串聯和並聯構成，超級電容集中在儲能電源箱體內。儲能電源在工作時，超級電容本身以及箱體內控制系統部件會不斷散發熱量，而超級電容工作時對溫度的要求較為嚴格，如果儲能電源在高溫下得不到及時的通風散熱，將會導致儲能電源內部溫度過高或溫度分布不均勻，這最終會降低超級電容的使用壽命，嚴重時還會導致超級電容損壞，影響超級電容的安全性和可靠性。
[0004]目前儲能電源冷卻風進風口設置在儲能電源底部的兩側，冷卻風由進風口進入之後直接由底部豎直向上吹出，由於儲能電源兩側的超級電容靠近冷卻風進口，因而散熱相對較好，而中部的超級電容易於積聚熱量，這可能導致中部超級電容溫度過高而降低儲能電源的使用壽命。
[0005]因此，如何能夠使儲能電源中的超級電容實現均勻的冷卻是目前本領域技術人員亟需解決的技術問題。

【發明內容】

[0006]本發明的目的之一是提供一種儲能電源，以使得該儲能電源中的各個超級電容實現均勻的冷卻，避免儲能電源局部過熱，以保證儲能電源的可靠運行，本發明的另一目的在於提供一種軌道交通車輛，該種軌道交通車輛採用上述儲能電源，並且儲能電源的進風口與製冷裝置的冷風出口連通，以便在溫度較高的環境下實現對儲能電源更為有效的冷卻。
[0007]為解決上述現有技術問題，本發明所提供的儲能電源，包括設置有進風口和出風口的儲能電源箱體、設置於所述儲能電源箱體內的安裝板以及安裝於所述安裝板上的多個超級電容模組，所述進風口設置於所述儲能電源箱體底板的兩端，且所述安裝板與所述儲能電源箱體的底板之間具有底部通風隔層，任意相鄰兩個所述超級電容模組之間均具有通風間隙，所述安裝板上與所述通風間隙相對應的位置開設有通風孔。
[0008]優選的，還包括設置於所述進風口上用於將冷卻風向所述底部通風隔層的中部導引的導風格柵。
[0009]優選的，所述儲能電源箱體的頂板與所述超級電容模組的頂部之間具有頂部通風隔層，所述頂部通風隔層與各個所述通風間隙連通，所述出風口開設於所述儲能電源箱體的側面且與所述頂部通風隔層相通，所述出風口處設置有第一出風百葉窗，所述第一出風百葉窗伸出所述儲能電源箱體的側面形成防水外簷。
[0010]優選的，所述儲能電源箱體內設置有多層超級電容模組，且儲能電源箱體的頂板與頂層超級電容模組的頂部之間形成所述頂部通風隔層，每層用於放置所述超級電容模組的安裝板上均設置有通風孔，且每個所述安裝板與所述儲能電源箱體的側板相接觸的位置均設置有擋風隔板。
[0011]優選的，還包括設置於所述出風口處且位於所述儲能電源箱體內部的第二出風百葉窗，所述第二出風百葉窗的側板和第二出風百葉窗的底板與所述儲能電源箱體側板之間形成夾層，所述第二出風百葉窗的導板位於所述夾層內，且與所述第一出風百葉窗的導板的傾斜方向相同，所述夾層的底部設置有一端連接在所述第二出風百葉窗的底板上另一端連接在所述儲能電源箱體側板上的導流板，且所述導流板向所述第一出風百葉窗傾斜。
[0012]優選的，還包括安裝於所述第二出風百葉窗的底板上的散熱風扇。
[0013]優選的，所述儲能電源箱體的頂蓋位於所述儲能電源箱體內部的一側還設置有防曬隔板。
[0014]本發明中所提供的軌道交通車輛包括儲能電源，其中所述儲能電源為如上任意一項所述的儲能電源，並且所述儲能電源的進風口與製冷裝置的冷風出口連通。
[0015]優選的，所述儲能電源的進風口通過客室以及客室與車體之間的隔層與所述製冷裝置的冷風出口間接連通，其中:
[0016]所述製冷裝置為軌道車輛的客室空調，所述客室空調的冷風出口與所述客室連通；
[0017]所述客室與客室和車體之間的隔層相連通；
[0018]所述儲能電源的進風口與所述隔層相連通。
[0019]優選的，所處儲能電源的底部安裝於軌道交通車輛的頂部，且所述儲能電源的進風口與軌道交通車輛之間設置有用於防水的密封條。
[0020]由以上技術方案可以得出，本發明所提供的儲能電源，包括儲能電源箱體、設置在儲能電源箱體內的安裝板以及設置在安裝板上的多個超級電容模組，並且該儲能電源的進風口設置在電源箱體底板的兩端，在安裝板與儲能電源箱體底板之間設置有與進風口相通的底部通風隔層，任意相鄰的兩個超級電容模組之間均具有通風間隙，並且安裝板上與通風間隙相對應的位置開設有通風孔。
[0021]由於儲能電源的底部設置了與進風口相通的底部通風隔層，因此由進風口進入儲能電源的冷卻風可以充滿整個底部通風隔層，同時相鄰兩個超級電容模組之間設置有通風間隙，安裝板上與通風間隙相對應的位置設置有通風孔，這樣底部通風隔層內的冷卻風可以通過安裝板上的通風孔進入任意相鄰的兩個超級電容模組之間的通風間隙內，最後由出風口排出，由此可見，本發明中所提供的儲能電源可以實現對整個儲能電源中的各個超級電容模組進行均勻的冷卻，從而可以有效解決目前位於儲能電源箱體中部位置的超級電容模組容易積聚熱量的問題，進而有效保證儲能電源工作的安全性。
[0022]本發明所提供的軌道交通車輛由於安裝有上述儲能電源，因而其儲能電源中的各個超級電容模組均可得到均勻冷卻，同時由於本發明所提供的軌道交通車輛中的儲能電源的進風口與製冷裝置的冷風出口相連通，因而這可以在外界溫度較高的情況下，依然能夠實現對儲能電源理想的冷卻效果。【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發明實施例所提供的儲能電源的冷卻風流向示意圖；
[0024]圖2為本發明實施例中所提供的儲能電源的主視示意圖；
[0025]圖3為圖2中所示的儲能電源的側面示意圖；
[0026]圖4為圖2的A-A剖視圖；
[0027]圖5為圖2中所示的儲能電源的仰視示意圖；
[0028]圖6為本發明實施例中所提供的第一出風百葉窗的結構示意圖；
[0029]圖7為圖6中所示的第一出風百葉窗的側面示意圖；
[0030]圖8為本發明實施例中所提供的第二出風百葉窗的結構示意圖；
[0031]圖9為圖8中所提供的第二出風百葉窗的B-B剖視圖；
[0032]圖10為本發明實施例中所提供的第二出風百葉窗在儲能電源箱體側板上的安裝示意圖；
[0033]圖11為圖10的C-C剖視圖。
[0034]其中，I為進風口，2為底部通風隔層，3為安裝板，4為超級電容模組，5為出風口，6為頂部通風隔層，7為通風間隙，8為導風格柵，9為第一出風百葉窗，10為第一出風百葉窗的導板，11為第二出風百葉窗，12為散熱風扇安裝部，13第二出風百葉窗的導板，14為散熱風扇。
【具體實施方式】
[0035]本發明的核心目的之一是提供一種儲能電源，該儲能電源可以實現對整個儲能電源中的各個超級電容模組進行均勻的冷卻，從而可以有效解決儲能電源箱體中部位置的超級電容模組容易積聚熱量的問題，進而有效保證儲能電源工作的安全性。同時本發明的另一目的還在於提供一種軌道交通車輛，該軌道交通車輛通過將儲能電源的進風口與製冷裝置的冷風出口相連通，以保證在高溫環境下依然可以對儲能電源進行有效冷卻。
[0036]為了使本【技術領域】的人員更好地理解本發明的方案，下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步的詳細說明。
[0037]請參考圖1，圖1為本發明實施例所提供的儲能電源的冷卻風流向示意圖，其中圖中的箭頭方向代表冷卻風的流動方向。
[0038]本發明中所提供的儲能電源包括儲能電源箱體、安裝板3以及超級電容模組4，其中超級電容模組4是多個超級電容單體通過串、並聯的方式所組成的模組，安裝板3固定安裝在儲能電源箱體內，安裝板3的主要作用是支撐超級電容模組4，多個超級電容模組4設置在安裝板3上並通過串、並聯形成儲能電源，儲能電源箱體上設置有進風口 I和出風口 5，本實施例中所提供的儲能電源的核心改進點在於，進風口 I設置在電源箱體底板的兩端，並且安裝板3與儲能電源箱體的底板之間具有一定的距離，從而形成與進風口 I相通的底部通風隔層2，任意相鄰的兩個超級電容模組4之間均具有通風間隙7，並且安裝板3上與通風間隙7相對應的位置開設有通風孔。
[0039]由於儲能電源的底部設置了與進風口 I相通的底部通風隔層2，因此由進風口 I進入儲能電源的冷卻風可以充滿整個底部通風隔層2，同時由於相鄰兩個超級電容模組4之間設置有通風間隙7，安裝板3上與通風間隙7相對應的位置設置有通風孔，這樣底部通風隔層2內的冷卻風可以通過安裝板3上的通風孔進入任意相鄰的兩個超級電容模組4之間的通風間隙7內，最後由出風口 5排出，由此可見，本發明中所提供的儲能電源可以實現對整個儲能電源中的各個超級電容模組進行均勻的冷卻，從而可以有效解決目前位於儲能電源箱體中部位置的超級電容模組容易積聚熱量的問題，進而有效保證儲能電源工作的安全性。
[0040]為了進一步優化上述實施例中所提供的技術方案，本實施例中還在進風口 I處設置了導風格柵8，如圖5中所示，導風格柵8將由進風口 I處進入的冷卻風向底部通風隔層2的中部導流，如圖1中所示，冷卻風由進風口 I經過導風格柵8被導入到底部通風隔層2的中部，然後再通過安裝板3上的通風孔進入到相鄰超級電容模組4之間的通風間隙7內，這樣可以進一步提高冷卻風對儲能電源中部位置的冷卻效果，避免儲能電源中部過熱。
[0041]本領域技術人員可以理解的是，由於超級電容模組4本身是由多個超級電容單體經過串、並聯的方式組合而成的，多個超級電容單體是通過連接銅排實現的串聯和並聯，為了提高散熱效果，任意相鄰兩個電容單體之間也應當留出適當空隙以供冷卻風通過，從而實現對每個電容單體的冷卻。
[0042]考慮到儘量少的佔用車內空間的安裝要求，儲能電源目前一般安裝在軌道交通車輛的外部，並且更為普遍的情況是將儲能電源安裝在軌道交通車輛的車頂，由於儲能電源的進風口 I設置在儲能電源箱體底板的兩端，當儲能電源安裝在軌道交通車輛頂部之後，其底部將與軌道交通車輛頂部貼合，採用密封措施將車頂與進風口 I處進行密封可以達到進風口 I處的防水目的，而儲能電源的出風口 5由於需要與外界環境相通，並且其本身即暴露在外部環境中，因而出風口 5處就成為了防水的關鍵部位，為此，本實施例中所提供的儲能電源的出風口 5設置在儲能電源箱體的側面，並且出風口 5處設置有第一出風百葉窗9，第一出風百葉窗9伸出儲能電源箱體的側面並且形成防水外簷。如圖6和圖7中所示，電源箱體的頂板與超級電容模組4的頂部之間具有一定的間隙，該間隙形成頂部通風隔層6，頂部通風隔層6與各個通風間隙7均相通，並且儲能電源的出風口 5與頂部間隙7相通。
[0043]出風口 5的設置數量不受限制，本實施例中出風口 5具體設置為四個，四個出風口5分別位於儲能電源箱體相對的兩個側板上，每個側板上設置有兩個出風口 5，如圖3中所
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[0044]外簷式的第一出風百葉窗9可以有效避免雨水落入到出風口 5內，請參考圖6，第一出風百葉窗的導板10的橫截面呈梯形，其冷卻風出口位於底部，這可以在保證排風通暢的同時最大限度的避免雨水的落入；冷卻風由底部通風隔層2經過安裝板3上的通風孔後，沿著各個超級電容模組4之間的通風間隙7進入到頂部通風隔層6內，進入到頂部通風隔層6內的冷卻風最終由出風口 5排出儲能電源箱體。
[0045]為了優化儲能電源的結構，節省儲能電源佔用面積，本實施例中的儲能電源內設置有多層超級電容模組4，儲能電源箱體的頂板與頂層超級電容模組4的頂部之間形成頂部通風隔層6，每層用於放置超級電容模組4的安裝板3上均設置有通風孔，為了保證冷卻風沿著通風孔流動，本實施例中還在每個安裝板3與儲能電源箱體側板相接觸的位置上設置了擋風隔板，從而實現安裝板3的邊緣部位與儲能電源箱體側板之間的密封，避免冷了卻風從安裝板3與儲能電源箱體側板之間洩露。[0046]請參考圖1，上述實施例中所提供的儲能電源在進行冷卻時，冷卻風由進風口 I進入，在導流格柵8的作用下將冷卻風導向底部通風隔層2的中部位置，然後冷卻風通過第一層安裝板3上的通風孔後對第一層超級電容模組4進行冷卻，沿著第一層超級電容模組4形成的通風間隙7並通過第二層安裝板3上的通風孔後進入到第二層超級電容模組4的通風間隙7中對其進行冷卻，冷卻風最終進入到頂部通風隔層6內，並通過兩側的出風口 5排出儲能電源箱體。
[0047]更進一步的，本實施例中的儲能電源中還包括設置在出風口 5處，並且位於儲能電源箱體內部的第二出風百葉窗11，第二出風百葉窗11的側板和底板與儲能箱體的側板之間形成了一個夾層，並且第二出風百葉窗的導板13就位於該夾層內，如圖10和圖11中所示，第二出風百葉窗的導板13與第一出風百葉窗的導板10的傾斜方向相同，這就形成了內外雙重百葉窗的結構，該夾層的底部設置有一導流板，導流板的一端連接在第二出風百葉窗11的底板上，另一端連接在儲能電源箱體的側板上，並且導流板向第一出風百葉窗9的方向傾斜。
[0048]出風口 5處形成了雙重百葉窗的結構，儲能電源箱體側板外部是外簷式的第一出風百葉窗9，內部是傾斜的柵格百葉窗，導流板的傾斜角度為60°，這樣即使有少量雨水越過第一出風百葉窗9進入到第二出風百葉窗11處，那麼也會沿著第二出風百葉窗的導板13流至導流板上，並最終通過導流板導流至第一出風百葉窗9處排出，由此可見，這種雙重百葉窗既能夠方便冷卻風排出，也能夠可靠的防止雨水濺入。
[0049]當冷卻風的壓力較低時，將無法保證對儲能電源的有效冷卻，為此本實施例中還在第二出風百葉窗11的底板上設置了散熱風扇安裝部12，並在散熱風扇安裝部上安裝了散熱風扇14，以便加強冷卻風在儲能電源內部的流動，如圖11所示。
[0050]本領域技術人員熟知的是，在陽光較為強烈的情況下，直射的陽光對儲能電源內部的升溫作用較為明顯，為了避免陽光的直射，本實施例中優選的在儲能電源箱體的頂板位於儲能電源箱體內部的一側設置有防曬隔板，防曬隔板朝向頂板的一側塗有防曬漆；更為優選的，本實施例中的防曬隔板可拆裝的設置在儲能電源箱體的頂板上，在太陽輻射較強的季節可以將防曬隔板安裝在儲能電源箱體的頂板上，這可以有效減輕陽光對儲能電源的直射作用，降低儲能電源內的溫升，而在太陽輻射較低的季節可將防曬隔板拆除。
[0051 ] 本發明中同時還提供了 一種軌道交通車輛，該軌道交通車輛包括儲能電源，並且儲能電源為上述儲能電源，該軌道交通車輛的儲能電源的進風口 I與製冷裝置的冷風出口相連通。
[0052]製冷裝置可以是單獨設置也可以為車輛的客室空調，儲能電源進風口 I可以與製冷裝置的冷風出口直接相連也可間接相連，本實施例中提供的軌道車輛中的製冷裝置為客室空調，並且該客室空調的冷風出口與客室連通；
[0053]客室與車體和客室之間的隔層連通；
[0054]儲能電源的進風口 I與隔層相連通。
[0055]由此可見，儲能電源的進風口 I是通過客室、以及客室與車體之間的隔層與製冷裝置的冷風出口間接連通，由於客室空調吹出的冷風在客室完成調溫作用後一般會進入車輛車體與客室間的隔層，從而使隔層內的壓力相對於空氣大氣壓有30Pa左右的微正壓，因而將儲能電源的進風口 I和車體與客室間的隔層相連可以使空調廢排(完成客室調溫作用後的客室空調冷風)在儲能電源內部進行主動流動，由於空調廢排相對於外界空氣的溫度來說依然較低，因而這可以進一步優化對儲能電源的冷卻效果。
[0056]當然，當儲能電源內部的溫度超過設定值時，可以開啟儲能電源內部的散熱風扇14進行冷卻風的被動循環，以保證儲能電源的冷卻效果。
[0057]本實施例中的儲能電源安裝在軌道交通車輛的頂部，並且為了防止雨水由儲能電源的進風口 I與車頂之間的安裝縫隙進入到儲能電源內部，本實施例中的儲能電源的進風口I與軌道車輛之間設置有用於防水的密封條。
[0058]本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種儲能電源，包括設置有進風口(I)和出風口(5)的儲能電源箱體、設置於所述儲能電源箱體內的安裝板(3)以及安裝於所述安裝板(3)上的多個超級電容模組(4)，其特徵在於，所述進風口(I)設置於所述儲能電源箱體底板的兩端，且所述安裝板(3)與所述儲能電源箱體的底板之間具有與所述進風口( I)相通的底部通風隔層(2)，任意相鄰兩個所述超級電容模組(4)之間均具有通風間隙(7)，所述安裝板(3)上與所述通風間隙(7)相對應的位置開設有通風孔。
2.根據權利要求1所述的儲能電源，其特徵在於，還包括設置於所述進風口(I)上用於將冷卻風向所述底部通風隔層(2)的中部導引的導風格柵(8)。
3.根據權利要求1所述的儲能電源，其特徵在於，所述儲能電源箱體的頂板與所述超級電容模組(4)的頂部之間具有頂部通風隔層(6)，所述頂部通風隔層(6)與各個所述通風間隙(7)連通，所述出風口(5)開設於所述儲能電源箱體的側面且與所述頂部通風隔層(6)相通，所述出風口(5)處設置有第一出風百葉窗(9)，所述第一出風百葉窗(9)伸出所述儲能電源箱體的側面形成防水外簷。
4.根據權利要求3所述的儲能電源，其特徵在於，所述儲能電源箱體內設置有多層超級電容模組(4)，且儲能電源箱體的頂板與處於頂層的超級電容模組(4)的頂部之間形成所述頂部通風隔層(6 )，每層用於放置所述超級電容模組(4 )的安裝板(3 )上均設置有通風孔，且每個所述安裝板(3)與所述儲能電源箱體的側板相接觸的位置均設置有擋風隔板。
5.根據權利要求3所述的儲能電源，其特徵在於，還包括設置於所述出風口(5)處且位於所述儲能電源箱體內部的第二出風百葉窗(11)，所述第二出風百葉窗(11)的側板和底板與所述儲能電源箱體側板之間形成夾層，所述第二出風百葉窗的導板(13)位於所述夾層內，且與所述第一出風百葉窗的導板(10)的傾斜方向相同，所述夾層的底部設置有一端連接在所述第二出風百葉窗(11)的底板上另一端連接在所述儲能電源箱體側板上的導流板，且所述導流板向所述第一出風百葉窗(9)傾斜。
6.根據權利要求5所述的儲能電源，其特徵在於，還包括安裝於所述第二出風百葉窗(11)的底板上的散熱風扇(14)。
7.根據權利要求1所述的儲能電源，其特徵在於，所述儲能電源箱體的頂板位於所述儲能電源箱體內部的一側還設置有防曬隔板。
8.—種軌道交通車輛，包括儲能電源，其特徵在於，所述儲能電源為如權利要求1-7任意一項所述的儲能電源，且所述儲能電源的進風口(I)與製冷裝置的冷風出口連通。
9.根據權利要求8所述的軌道交通車輛，其特徵在於，所述儲能電源的進風口(I)通過客室以及客室與車體之間的隔層與所述製冷裝置的冷風出口間接連通，其中: 所述製冷裝置為軌道車輛的客室空調，所述客室空調的冷風出口與所述客室連通； 所述客室與客室和車體之間的隔層相連通； 所述儲能電源的進風口(I)與所述隔層相連通。
10.根據權利要求9所述的軌道交通車輛，其特徵在於，所處儲能電源的底部安裝於軌道交通車輛的頂部，且所述儲能電源的進風口(I)與軌道交通車輛之間設置有用於防水的密封條。
【文檔編號】H05K7/20GK103457360SQ201310375553
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月26日 優先權日:2013年8月26日
【發明者】張偉先, 張彥林, 李玉梅, 李躍中, 王雪蓮, 黃鈺強, 王樂, 沈朝喜, 汪俊 申請人:南車株洲電力機車有限公司