CN103457360B - 一种轨道交通车辆及储能电源 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种储能电源，包括设置有进风口和出风口的储能电源箱体、设置于储能电源箱体内的安装板以及安装于安装板上的多个超级电容模组，进风口设置于储能电源箱体底板的两端，安装板与储能电源箱体的底板之间具有与进风口相通的底部通风隔层，相邻两个超级电容模组之间均具有通风间隙，安装板上与通风间隙相对应的位置开设有通风孔。该储能电源可以实现对储能电源中的各个超级电容模组进行均匀的冷却，从而可以有效解决目前位于储能电源箱体中部位置的超级电容模组容易积聚热量的问题。本发明还公开了一种具有上述储能电源的轨道交通车辆，并且该轨道交通车辆的储能电源的进风口与制冷装置的冷风出口连通。

Description

一种轨道交通车辆及储能电源

技术领域

本发明涉及轨道交通车辆制造技术领域，尤其涉及一种轨道交通车辆及储能电源。

背景技术

储能式轨道交通车辆上安装有储能电源，储能电源作为储能式轨道交通车辆的动力来源，可以实现绿色电力牵引，同时又无需在整个轨道车辆的运行路段架设电网，仅需在车站内部架设用于为储能电源充电的充电电网即可，这可有效保护城市景观，是解决现代城市交通和节能环保的有效途径。

储能电源主要由超级电容单体通过串联和并联构成，超级电容集中在储能电源箱体内。储能电源在工作时，超级电容本身以及箱体内控制系统部件会不断散发热量，而超级电容工作时对温度的要求较为严格，如果储能电源在高温下得不到及时的通风散热，将会导致储能电源内部温度过高或温度分布不均匀，这最终会降低超级电容的使用寿命，严重时还会导致超级电容损坏，影响超级电容的安全性和可靠性。

目前储能电源冷却风进风口设置在储能电源底部的两侧，冷却风由进风口进入之后直接由底部竖直向上吹出，由于储能电源两侧的超级电容靠近冷却风进口，因而散热相对较好，而中部的超级电容易于积聚热量，这可能导致中部超级电容温度过高而降低储能电源的使用寿命。

因此，如何能够使储能电源中的超级电容实现均匀的冷却是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种储能电源，以使得该储能电源中的各个超级电容实现均匀的冷却，避免储能电源局部过热，以保证储能电源的可靠运行，本发明的另一目的在于提供一种轨道交通车辆，该种轨道交通车辆采用上述储能电源，并且储能电源的进风口与制冷装置的冷风出口连通，以便在温度较高的环境下实现对储能电源更为有效的冷却。

为解决上述现有技术问题，本发明所提供的储能电源，包括设置有进风口和出风口的储能电源箱体、设置于所述储能电源箱体内的安装板以及安装于所述安装板上的多个超级电容模组，所述进风口设置于所述储能电源箱体底板的两端，且所述安装板与所述储能电源箱体的底板之间具有底部通风隔层，任意相邻两个所述超级电容模组之间均具有通风间隙，所述安装板上与所述通风间隙相对应的位置开设有通风孔。

优选的，还包括设置于所述进风口上用于将冷却风向所述底部通风隔层的中部导引的导风格栅。

优选的，所述储能电源箱体的顶板与所述超级电容模组的顶部之间具有顶部通风隔层，所述顶部通风隔层与各个所述通风间隙连通，所述出风口开设于所述储能电源箱体的侧面且与所述顶部通风隔层相通，所述出风口处设置有第一出风百叶窗，所述第一出风百叶窗伸出所述储能电源箱体的侧面形成防水外檐。

优选的，所述储能电源箱体内设置有多层超级电容模组，且储能电源箱体的顶板与顶层超级电容模组的顶部之间形成所述顶部通风隔层，每层用于放置所述超级电容模组的安装板上均设置有通风孔，且每个所述安装板与所述储能电源箱体的侧板相接触的位置均设置有挡风隔板。

优选的，还包括设置于所述出风口处且位于所述储能电源箱体内部的第二出风百叶窗，所述第二出风百叶窗的侧板和第二出风百叶窗的底板与所述储能电源箱体侧板之间形成夹层，所述第二出风百叶窗的导板位于所述夹层内，且与所述第一出风百叶窗的导板的倾斜方向相同，所述夹层的底部设置有一端连接在所述第二出风百叶窗的底板上另一端连接在所述储能电源箱体侧板上的导流板，且所述导流板向所述第一出风百叶窗倾斜。

优选的，还包括安装于所述第二出风百叶窗的底板上的散热风扇。

优选的，所述储能电源箱体的顶盖位于所述储能电源箱体内部的一侧还设置有防晒隔板。

本发明中所提供的轨道交通车辆包括储能电源，其中所述储能电源为如上任意一项所述的储能电源，并且所述储能电源的进风口与制冷装置的冷风出口连通。

优选的，所述储能电源的进风口通过客室以及客室与车体之间的隔层与所述制冷装置的冷风出口间接连通，其中：

所述制冷装置为轨道车辆的客室空调，所述客室空调的冷风出口与所述客室连通；

所述客室与客室和车体之间的隔层相连通；

所述储能电源的进风口与所述隔层相连通。

优选的，所处储能电源的底部安装于轨道交通车辆的顶部，且所述储能电源的进风口与轨道交通车辆之间设置有用于防水的密封条。

由以上技术方案可以得出，本发明所提供的储能电源，包括储能电源箱体、设置在储能电源箱体内的安装板以及设置在安装板上的多个超级电容模组，并且该储能电源的进风口设置在电源箱体底板的两端，在安装板与储能电源箱体底板之间设置有与进风口相通的底部通风隔层，任意相邻的两个超级电容模组之间均具有通风间隙，并且安装板上与通风间隙相对应的位置开设有通风孔。

由于储能电源的底部设置了与进风口相通的底部通风隔层，因此由进风口进入储能电源的冷却风可以充满整个底部通风隔层，同时相邻两个超级电容模组之间设置有通风间隙，安装板上与通风间隙相对应的位置设置有通风孔，这样底部通风隔层内的冷却风可以通过安装板上的通风孔进入任意相邻的两个超级电容模组之间的通风间隙内，最后由出风口排出，由此可见，本发明中所提供的储能电源可以实现对整个储能电源中的各个超级电容模组进行均匀的冷却，从而可以有效解决目前位于储能电源箱体中部位置的超级电容模组容易积聚热量的问题，进而有效保证储能电源工作的安全性。

本发明所提供的轨道交通车辆由于安装有上述储能电源，因而其储能电源中的各个超级电容模组均可得到均匀冷却，同时由于本发明所提供的轨道交通车辆中的储能电源的进风口与制冷装置的冷风出口相连通，因而这可以在外界温度较高的情况下，依然能够实现对储能电源理想的冷却效果。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的储能电源的冷却风流向示意图；

图2为本发明实施例中所提供的储能电源的主视示意图；

图3为图2中所示的储能电源的侧面示意图；

图4为图2的A-A剖视图；

图5为图2中所示的储能电源的仰视示意图；

图6为本发明实施例中所提供的第一出风百叶窗的结构示意图；

图7为图6中所示的第一出风百叶窗的侧面示意图；

图8为本发明实施例中所提供的第二出风百叶窗的结构示意图；

图9为图8中所提供的第二出风百叶窗的B-B剖视图；

图10为本发明实施例中所提供的第二出风百叶窗在储能电源箱体侧板上的安装示意图；

图11为图10的C-C剖视图。

其中，1为进风口，2为底部通风隔层，3为安装板，4为超级电容模组，5为出风口，6为顶部通风隔层，7为通风间隙，8为导风格栅，9为第一出风百叶窗，10为第一出风百叶窗的导板，11为第二出风百叶窗，12为散热风扇安装部，13第二出风百叶窗的导板，14为散热风扇。

具体实施方式

本发明的核心目的之一是提供一种储能电源，该储能电源可以实现对整个储能电源中的各个超级电容模组进行均匀的冷却，从而可以有效解决储能电源箱体中部位置的超级电容模组容易积聚热量的问题，进而有效保证储能电源工作的安全性。同时本发明的另一目的还在于提供一种轨道交通车辆，该轨道交通车辆通过将储能电源的进风口与制冷装置的冷风出口相连通，以保证在高温环境下依然可以对储能电源进行有效冷却。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明实施例所提供的储能电源的冷却风流向示意图，其中图中的箭头方向代表冷却风的流动方向。

本发明中所提供的储能电源包括储能电源箱体、安装板3以及超级电容模组4，其中超级电容模组4是多个超级电容单体通过串、并联的方式所组成的模组，安装板3固定安装在储能电源箱体内，安装板3的主要作用是支撑超级电容模组4，多个超级电容模组4设置在安装板3上并通过串、并联形成储能电源，储能电源箱体上设置有进风口1和出风口5，本实施例中所提供的储能电源的核心改进点在于，进风口1设置在电源箱体底板的两端，并且安装板3与储能电源箱体的底板之间具有一定的距离，从而形成与进风口1相通的底部通风隔层2，任意相邻的两个超级电容模组4之间均具有通风间隙7，并且安装板3上与通风间隙7相对应的位置开设有通风孔。

由于储能电源的底部设置了与进风口1相通的底部通风隔层2，因此由进风口1进入储能电源的冷却风可以充满整个底部通风隔层2，同时由于相邻两个超级电容模组4之间设置有通风间隙7，安装板3上与通风间隙7相对应的位置设置有通风孔，这样底部通风隔层2内的冷却风可以通过安装板3上的通风孔进入任意相邻的两个超级电容模组4之间的通风间隙7内，最后由出风口5排出，由此可见，本发明中所提供的储能电源可以实现对整个储能电源中的各个超级电容模组进行均匀的冷却，从而可以有效解决目前位于储能电源箱体中部位置的超级电容模组容易积聚热量的问题，进而有效保证储能电源工作的安全性。

为了进一步优化上述实施例中所提供的技术方案，本实施例中还在进风口1处设置了导风格栅8，如图5中所示，导风格栅8将由进风口1处进入的冷却风向底部通风隔层2的中部导流，如图1中所示，冷却风由进风口1经过导风格栅8被导入到底部通风隔层2的中部，然后再通过安装板3上的通风孔进入到相邻超级电容模组4之间的通风间隙7内，这样可以进一步提高冷却风对储能电源中部位置的冷却效果，避免储能电源中部过热。

本领域技术人员可以理解的是，由于超级电容模组4本身是由多个超级电容单体经过串、并联的方式组合而成的，多个超级电容单体是通过连接铜排实现的串联和并联，为了提高散热效果，任意相邻两个电容单体之间也应当留出适当空隙以供冷却风通过，从而实现对每个电容单体的冷却。

考虑到尽量少的占用车内空间的安装要求，储能电源目前一般安装在轨道交通车辆的外部，并且更为普遍的情况是将储能电源安装在轨道交通车辆的车顶，由于储能电源的进风口1设置在储能电源箱体底板的两端，当储能电源安装在轨道交通车辆顶部之后，其底部将与轨道交通车辆顶部贴合，采用密封措施将车顶与进风口1处进行密封可以达到进风口1处的防水目的，而储能电源的出风口5由于需要与外界环境相通，并且其本身即暴露在外部环境中，因而出风口5处就成为了防水的关键部位，为此，本实施例中所提供的储能电源的出风口5设置在储能电源箱体的侧面，并且出风口5处设置有第一出风百叶窗9，第一出风百叶窗9伸出储能电源箱体的侧面并且形成防水外檐。如图6和图7中所示，电源箱体的顶板与超级电容模组4的顶部之间具有一定的间隙，该间隙形成顶部通风隔层6，顶部通风隔层6与各个通风间隙7均相通，并且储能电源的出风口5与顶部间隙7相通。

出风口5的设置数量不受限制，本实施例中出风口5具体设置为四个，四个出风口5分别位于储能电源箱体相对的两个侧板上，每个侧板上设置有两个出风口5，如图3中所示。

外檐式的第一出风百叶窗9可以有效避免雨水落入到出风口5内，请参考图6，第一出风百叶窗的导板10的横截面呈梯形，其冷却风出口位于底部，这可以在保证排风通畅的同时最大限度的避免雨水的落入；冷却风由底部通风隔层2经过安装板3上的通风孔后，沿着各个超级电容模组4之间的通风间隙7进入到顶部通风隔层6内，进入到顶部通风隔层6内的冷却风最终由出风口5排出储能电源箱体。

为了优化储能电源的结构，节省储能电源占用面积，本实施例中的储能电源内设置有多层超级电容模组4，储能电源箱体的顶板与顶层超级电容模组4的顶部之间形成顶部通风隔层6，每层用于放置超级电容模组4的安装板3上均设置有通风孔，为了保证冷却风沿着通风孔流动，本实施例中还在每个安装板3与储能电源箱体侧板相接触的位置上设置了挡风隔板，从而实现安装板3的边缘部位与储能电源箱体侧板之间的密封，避免冷了却风从安装板3与储能电源箱体侧板之间泄露。

请参考图1，上述实施例中所提供的储能电源在进行冷却时，冷却风由进风口1进入，在导流格栅8的作用下将冷却风导向底部通风隔层2的中部位置，然后冷却风通过第一层安装板3上的通风孔后对第一层超级电容模组4进行冷却，沿着第一层超级电容模组4形成的通风间隙7并通过第二层安装板3上的通风孔后进入到第二层超级电容模组4的通风间隙7中对其进行冷却，冷却风最终进入到顶部通风隔层6内，并通过两侧的出风口5排出储能电源箱体。

更进一步的，本实施例中的储能电源中还包括设置在出风口5处，并且位于储能电源箱体内部的第二出风百叶窗11，第二出风百叶窗11的侧板和底板与储能箱体的侧板之间形成了一个夹层，并且第二出风百叶窗的导板13就位于该夹层内，如图10和图11中所示，第二出风百叶窗的导板13与第一出风百叶窗的导板10的倾斜方向相同，这就形成了内外双重百叶窗的结构，该夹层的底部设置有一导流板，导流板的一端连接在第二出风百叶窗11的底板上，另一端连接在储能电源箱体的侧板上，并且导流板向第一出风百叶窗9的方向倾斜。

出风口5处形成了双重百叶窗的结构，储能电源箱体侧板外部是外檐式的第一出风百叶窗9，内部是倾斜的栅格百叶窗，导流板的倾斜角度为60°，这样即使有少量雨水越过第一出风百叶窗9进入到第二出风百叶窗11处，那么也会沿着第二出风百叶窗的导板13流至导流板上，并最终通过导流板导流至第一出风百叶窗9处排出，由此可见，这种双重百叶窗既能够方便冷却风排出，也能够可靠的防止雨水溅入。

当冷却风的压力较低时，将无法保证对储能电源的有效冷却，为此本实施例中还在第二出风百叶窗11的底板上设置了散热风扇安装部12，并在散热风扇安装部上安装了散热风扇14，以便加强冷却风在储能电源内部的流动，如图11所示。

本领域技术人员熟知的是，在阳光较为强烈的情况下，直射的阳光对储能电源内部的升温作用较为明显，为了避免阳光的直射，本实施例中优选的在储能电源箱体的顶板位于储能电源箱体内部的一侧设置有防晒隔板，防晒隔板朝向顶板的一侧涂有防晒漆；更为优选的，本实施例中的防晒隔板可拆装的设置在储能电源箱体的顶板上，在太阳辐射较强的季节可以将防晒隔板安装在储能电源箱体的顶板上，这可以有效减轻阳光对储能电源的直射作用，降低储能电源内的温升，而在太阳辐射较低的季节可将防晒隔板拆除。

本发明中同时还提供了一种轨道交通车辆，该轨道交通车辆包括储能电源，并且储能电源为上述储能电源，该轨道交通车辆的储能电源的进风口1与制冷装置的冷风出口相连通。

制冷装置可以是单独设置也可以为车辆的客室空调，储能电源进风口1可以与制冷装置的冷风出口直接相连也可间接相连，本实施例中提供的轨道车辆中的制冷装置为客室空调，并且该客室空调的冷风出口与客室连通；

客室与车体和客室之间的隔层连通；

储能电源的进风口1与隔层相连通。

由此可见，储能电源的进风口1是通过客室、以及客室与车体之间的隔层与制冷装置的冷风出口间接连通，由于客室空调吹出的冷风在客室完成调温作用后一般会进入车辆车体与客室间的隔层，从而使隔层内的压力相对于空气大气压有30Pa左右的微正压，因而将储能电源的进风口1和车体与客室间的隔层相连可以使空调废排（完成客室调温作用后的客室空调冷风）在储能电源内部进行主动流动，由于空调废排相对于外界空气的温度来说依然较低，因而这可以进一步优化对储能电源的冷却效果。

当然，当储能电源内部的温度超过设定值时，可以开启储能电源内部的散热风扇14进行冷却风的被动循环，以保证储能电源的冷却效果。

本实施例中的储能电源安装在轨道交通车辆的顶部，并且为了防止雨水由储能电源的进风口1与车顶之间的安装缝隙进入到储能电源内部，本实施例中的储能电源的进风口1与轨道车辆之间设置有用于防水的密封条。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种储能电源，包括设置有进风口(1)和出风口(5)的储能电源箱体、设置于所述储能电源箱体内的安装板(3)以及安装于所述安装板(3)上的多个超级电容模组(4)，其特征在于，所述进风口(1)设置于所述储能电源箱体底板的两端，且所述安装板(3)与所述储能电源箱体的底板之间具有与所述进风口(1)相通的底部通风隔层(2)，任意相邻两个所述超级电容模组(4)之间均具有通风间隙(7)，所述安装板(3)上与所述通风间隙(7)相对应的位置开设有通风孔；

所述储能电源箱体的顶板与所述超级电容模组(4)的顶部之间具有顶部通风隔层(6)，所述顶部通风隔层(6)与各个所述通风间隙(7)连通，所述出风口(5)开设于所述储能电源箱体的侧面且与所述顶部通风隔层(6)相通，所述出风口(5)处设置有第一出风百叶窗(9)，所述第一出风百叶窗(9)伸出所述储能电源箱体的侧面形成防水外檐；

还包括设置于所述出风口(5)处且位于所述储能电源箱体内部的第二出风百叶窗(11)，所述第二出风百叶窗(11)的侧板和底板与所述储能电源箱体侧板之间形成夹层，所述第二出风百叶窗的导板(13)位于所述夹层内，且与所述第一出风百叶窗的导板(10)的倾斜方向相同，所述夹层的底部设置有一端连接在所述第二出风百叶窗(11)的底板上另一端连接在所述储能电源箱体侧板上的导流板，且所述导流板向所述第一出风百叶窗(9)倾斜。

2.根据权利要求1所述的储能电源，其特征在于，还包括设置于所述进风口(1)上用于将冷却风向所述底部通风隔层(2)的中部导引的导风格栅(8)。

3.根据权利要求1所述的储能电源，其特征在于，所述储能电源箱体内设置有多层超级电容模组(4)，且储能电源箱体的顶板与处于顶层的超级电容模组(4)的顶部之间形成所述顶部通风隔层(6)，每层用于放置所述超级电容模组(4)的安装板(3)上均设置有通风孔，且每个所述安装板(3)与所述储能电源箱体的侧板相接触的位置均设置有挡风隔板。

4.根据权利要求1所述的储能电源，其特征在于，还包括安装于所述第二出风百叶窗(11)的底板上的散热风扇(14)。

5.根据权利要求1所述的储能电源，其特征在于，所述储能电源箱体的顶板位于所述储能电源箱体内部的一侧还设置有防晒隔板。

6.一种轨道交通车辆，包括储能电源，其特征在于，所述储能电源为如权利要求1-5任意一项所述的储能电源，且所述储能电源的进风口(1)与制冷装置的冷风出口连通。

7.根据权利要求6所述的轨道交通车辆，其特征在于，所述储能电源的进风口(1)通过客室以及客室与车体之间的隔层与所述制冷装置的冷风出口间接连通，其中：

所述制冷装置为轨道车辆的客室空调，所述客室空调的冷风出口与所述客室连通；

所述客室与客室和车体之间的隔层相连通；

所述储能电源的进风口(1)与所述客室与车体之间的隔层相连通。

8.根据权利要求7所述的轨道交通车辆，其特征在于，所述储能电源的底部安装于轨道交通车辆的顶部，且所述储能电源的进风口(1)与轨道交通车辆之间设置有用于防水的密封条。