CN109950440A - 轨道车辆蓄电池柜 - Google Patents

Abstract

本发明属于轨道车辆技术领域，公开一种轨道车辆蓄电池柜，包括柜体骨架、由柜体骨架形成的柜体内腔及设于柜体骨架上的柜门，柜体内腔被分隔成多个电池容纳区，每个电池容纳区均为包括上层容纳区和下层容纳区的双层设计，蓄电池分别通过上层电池支架和下层电池支架安装至上层容纳区和下层容纳区内。柜体内腔为双层设计的电池容纳区，可同时有序地放置多个蓄电池在内，本文设计的蓄电池柜可安装的蓄电池容量比传统的蓄电池柜多40%以上。上层电池支架一端通过支架转轴和轴承座配合、另一端由液压杆带动，使上层电池支架以支架转轴处为支点作定点旋转运动，轻松顺利实现上层电池的安装和拆卸；液压杆为上层电池分担部分重量，保证上层电池的稳定性。

Description

轨道车辆蓄电池柜

技术领域

本发明涉及轨道车辆技术领域，具体地，涉及一种轨道车辆蓄电池柜。

背景技术

轨道车辆蓄电池柜是轨道车辆重要的组成部件，用于安装蓄电池，蓄电池的主要用途是启动时供给启动机强大的电流；另外在发动机停转或发电机电压较低时，向各用电设备供电，而在发电机电压高于蓄电池电压时，它又能将发电机的一部分电能转变为化学能储存起来，即充电；当发电机超载时，他又能协助发电机供电。

因现今轨道交通行业快速发展，客户对轨道车辆的要求越来越高，同时为顺应节能、环保、高效的要求，轨道车辆里面蓄电池设备更新换代越来越快，蓄电池的功能越来越强，新的蓄电池容量大，现有技术的蓄电池柜体无论是从容量还是结构上均无法与新的蓄电池匹配，因此亟需开发一种新的蓄电池柜来与新的蓄电池匹配。

发明内容

本发明解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种有效增大容量、便于检查和维修、可稳定安装电池的轨道车辆蓄电池柜。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种轨道车辆蓄电池柜，包括柜体骨架、由柜体骨架形成的柜体内腔及设于柜体骨架上的柜门，柜体内腔被分隔成多个电池容纳区，每个电池容纳区均为包括上层容纳区和下层容纳区的双层设计，蓄电池分别通过上层电池支架和下层电池支架安装至上层容纳区和下层容纳区内。

进一步地，柜门设于柜体骨架长度方向的两端，电池容纳区沿柜体骨架宽度方向排列；柜体骨架长度方向中段部位处设有侧门框和与侧门框相邻的顶盖板框，侧门框上可拆卸安装有侧门，顶盖板框上可拆卸安装有顶盖板。

更进一步地，侧门与侧门框螺栓连接，顶盖板与顶盖板框螺栓连接。

更进一步地，上层电池支架包括支撑底架、左支架、右支架和设于支撑底架一端的上层电池定位板，左支架和右支架外表面在靠近电池定位板的端部对称设有支架转轴，侧门框上悬设有轴承座安装梁，轴承座安装梁上安装有轴承座，轴承座内设有轴承，支架转轴可与轴承配合发生旋转；左支架和右支架外表面在远离电池定位板的端部对称设有液压撑杆座，柜体骨架在靠近下层容纳区位置设有与液压撑杆座位置对应的液压底座，液压底座和液压撑杆座之间设置有液压杆。

再进一步地，上层电池支架靠近液压杆位置的末端下方还设有支架支撑板，支架支撑板两端具有安装端，安装端可拆卸安装至柜体骨架边缘处的竖梁上。

再进一步地，上层电池支架上还设有与电池定位板配合来定位和夹紧电池的电池推板。

再进一步地，上层电池支架还包括紧挨电池定位板设置的电池定位抓板，电池定位抓板朝向电池的表面呈楔形斜坡结构，楔形斜坡结构上布置尖角。

进一步地，下层电池支架包括电池支撑骨架、设于电池支撑骨架一端的下层电池定位板，下层电池定位板外表面设有电池缓冲垫。

更进一步地，柜体内腔底部在顶盖板框设置位置对应处设置有电池中部定位板，电池中部定位板两侧表面呈楔形斜坡状，楔形斜坡上布置尖角结构，下层电池支架的电池缓冲垫与尖角结构接触。

进一步地，柜门上由外至内平行设置有第一散热板、第二散热板和第三散热板，第一散热板和第二散热板贴合且各自的散热口位置对应设置，第一散热板的散热口和第二散热板的散热口朝向相反，第三散热板与第二散热板之间具有间距，第三散热板的散热口与第二散热板的散热口朝向相反且错位设置。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1）柜体内腔为双层设计的电池容纳区，可同时有序地放置多个蓄电池在内，据统计，本文设计的蓄电池柜可安装的蓄电池容量比传统的蓄电池柜多40%以上；

2）柜体骨架中段部位处设置侧门和顶盖板来便于器件的装配、维修和检查，同时对蓄电池柜起到一定的密封作用；

3）上层电池支架一端通过支架转轴和轴承座配合、另一端由液压杆带动，使上层电池支架以支架转轴处为支点，作定点旋转运动，轻松顺利地实现上层电池的安装和拆卸；液压杆可为上层电池分担部分重量，保证上层电池固定的稳定性；

4）上层电池安装到位后，可通过电池推板将上层电池夹紧，进一步紧固上层电池，防止其发生窜动；

5）电池定位抓板表面呈楔形斜坡结构且布置尖角，该斜坡结构是与电池组件上的橡胶部件接触的，可保证接触时尖角与橡胶处于紧密咬死的状态，避免电池因列车运行而产生抖动；

6）下层电池定位板外表面设置的电池缓冲垫主要起缓冲作用，避免车辆运动时的振动对电池组件产生影响；

7）电池容纳区沿柜体骨架宽度方向排列，上层容纳区由轴承座和液压杆支撑固定，呈整齐排列的各上层容纳区不会发生接触和干涉，而下层容纳区由于只有下层电池支架安装和支撑电池，为避免各下层容纳区之间尤其是沿柜体骨架宽度方向并排排列的电池发生碰撞，沿柜体骨架宽度方向的前后两块电池中间定位部分设有电池中部定位板来分隔两块电池组件，电池中部定位板两侧表面也呈楔形斜坡状且布置尖角结构，下层电池支架的电池缓冲垫与尖角结构接触，增加摩擦系数，电池缓冲垫与尖角结构咬死，使下层容纳区的电池组件相对静止，不因列车的运行而发生抖动；

8）柜门上的第一散热板、第二散热板和第三散热板的百叶窗大小根据蓄电池柜的整体性能进行合理优化设计，三块散热板的叠放布置方式符合气流的流动方向，可保证散热量的大小与蓄电池柜电池散热量的大小相符合；

9）柜体骨架上安装的吊轴为柜体骨架悬挂在车下的重要受力部件，整个柜体的重量全部落在四个吊轴上，吊轴穿插于骨架上的两根方管上，可确保吊轴自身安装稳定，同时也保证柜体悬挂时的受力均匀。

附图说明

图1为实施例1所述的轨道车辆蓄电池柜的整体结构示意图；

图2为图1中侧门、顶盖板和柜门拆下后轨道车辆蓄电池柜的结构示意图；

图3为柜体骨架结构示意图；

图4为吊轴在柜体骨架上的安装示意图；

图5为上层电池支架和下层电池支架均置于柜体内腔的蓄电池柜横向剖面图；

图6为上层电池支架的结构示意图；

图7为侧门框上安装的轴承座与上层电池支架上的支架转轴配合的结构示意图；

图8为液压杆将上层电池支架与柜体骨架连接的结构示意图；

图9为电池推板的结构示意图；

图10为柜体骨架上用于支撑下层电池支架的柜底架的结构示意图；

图11为电池柜底架上螺柱封板的结构示意图；

图12为下层电池支架的爆炸图；

图13为下层电池支架安装至柜体内腔的结构示意图；

图14为柜体内腔内电池中部定位板的结构示意图；

图15为电池中部定位板与两侧电池组件连接的结构示意图；

图16为柜门上第一散热板、第二散热板和第三散热板的结构布置示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1～5所示，提供一种轨道车辆蓄电池柜，其包括柜体骨架1、由柜体骨架形成的柜体内腔及设于柜体骨架上的柜门2，柜体内腔呈长方体状，柜体内腔被分隔成多个电池容纳区，每个电池容纳区均为包括上层容纳区31和下层容纳区32的双层设计，蓄电池（以下统称电池）分别通过上层电池支架41和下层电池支架42安装至上层容纳区31和下层容纳区内32。本实施例的柜体内腔采用双层设计，可同时有序地放置多个电池在内，其可安装的电池容量比传统的蓄电池柜多40%以上。

具体地，如图1和图2所示，本实施例中柜体内腔包含四个两两整齐排列的电池容纳区，四个柜门2分别设于柜体骨架1长度方向的两端，柜门2用于防止灰尘、雨滴等进入柜体内腔，起到密封作用，电池容纳区沿柜体骨架宽度方向排列；柜体骨架长度方向中段部位处设有侧门框5和与侧门框相邻的顶盖板框6，侧门框5上可拆卸安装有侧门51，顶盖板框6上可拆卸安装有顶盖板61，侧门和顶盖板的设置有利于器件的装配、维修和检查。

侧门51上面有相应的接地等标示；顶盖板框在与侧门框相邻的边框处设有顶部定位板62供顶盖板61定位（顶部定位板上设有螺纹孔用于安装顶盖板），顶盖板61上也设有相应的接地等标示，顶盖板材质因减重、维修、安装等需求，宜采用铝板，为加强其强度，中间还冲有加强筋。侧门与侧门框、顶盖板与顶盖板框的接触面均粘贴有密封条，密封条的作用主要起密封以及减缓轨道车辆运行时引起的振动。

为便于操作者更方便地进行器件的装配和维修等，一般选择将侧门51与侧门框5、顶盖板61与顶盖板框6螺栓连接。顶盖板框的另外两条边框上面开有螺孔，安装有螺柱，即该两条边框与顶部定位板组成一组部件，以安装顶盖板。

柜体骨架1主体主要包柜底架11、顶部框架12及连接柜底架和顶部框架的多根竖梁13，柜底架11上设有底封板111，顶部框架上设顶封板121，柜底架和顶部框架之间除设置柜门以外的边界面上设有侧封板131，顶封板、底封板和侧封板均通过铆接或粘接的方式连接至柜体骨架上。柜体骨架的主体框架结构均采用方管制作。

顶部框架12两端具有伸出于蓄电池柜两侧柜门2的伸出段，顶部框架12与柜门2交接处的边梁为横边梁122，伸出段具有与横边梁平行设置的伸出横边梁123及与从顶部框架伸出的伸出竖边梁124。伸出竖边梁124上焊接有起吊搭接板125，起吊搭接板上布置螺纹用于螺纹连接起吊板126，起吊板126用于蓄电池柜起吊时用，以保护柜体不受到损伤和出现不必要的安全事故等。由于蓄电池柜需要悬挂在车辆下方，本实施例在每个伸出横边梁123上均匀设置两个吊轴127，如图4所示，如此一来，整个蓄电池柜的重量全落在四个吊轴127上，吊轴通过穿插的方式插在横边梁122和伸出横边梁123上，吊轴在穿出伸出横边梁的位置处设有吊轴封板128对吊轴起到局部加强的作用。两个吊轴之间间距的中心处还设有贯穿伸出横边梁的吊轴块129，吊轴块可以作为蓄电池柜平时起吊用，与车体底部连接，蓄电池柜装配时先将此处与车体连接，然后再对接吊轴，吊轴未安装好前，吊轴块可起到辅助作用，防止蓄电池柜落下，同时承受一部分蓄电池柜受到的力。

如图10所示，柜底架11相应地被划分为四个区域与四个电池容纳区对应，每个区域长度方向两侧均设有第一安装板112，每个区域长度方向中心轴线处设有第二安装板113，两种安装板均用钣金薄板折弯而成，第一安装板112上可安装螺柱，以利于后续电池的装配；第二安装板113需具有较高的强度，其侧面开有贯穿性圆孔供后续安装器件时走线之用；第一安装板112和第二安装板113整体还起到加强柜底架骨架的作用；柜底架骨架上也开有多个螺孔供后续器件的安装，其中在靠近第一安装板112末端的位置处的螺孔始端还设有螺柱封板114（见图10和11所示），螺柱封板114可对该部位起到加强作用，同时由于其形成台阶，可保证器件安装后不与柜体连接，防止安装时损伤柜体表面油漆。

如图6所示，上层电池支架41包括支撑底架411、左支架412、右支架413和设于支撑底架一端的上层电池定位板414，其中左支架412和右支架413外表面在靠近上层电池定位板的端部对称设有支架转轴415，如图3和图7所示，侧门框5上横向悬设有轴承座安装梁52，轴承座安装梁上安装有轴承座53，轴承座内设有轴承，支架转轴415可与轴承配合发生旋转；反观上层电池支架的另一端，其左支架412和右支架413外表面在远离上层电池定位板的端部对称设有液压撑杆座416，见图8所示，柜体骨架1在靠近下层容纳区位置设有与液压撑杆座位置对应的液压底座14，液压底座14和液压撑杆座416之间设置有液压杆A，整体形成液压支撑系统。如此一来，液压杆A和支架转轴415结合相当于形成了一种“跷跷板”结构，以支架转轴为支点，通过液压杆的伸缩来实现上层电池定位板的倾斜和水平切换，便于进行电池的安装和拆卸。

液压支撑系统中液压杆的主要作用是为上层电池分担部分重量，保证上层电池安装的稳定性。

具体地，轴承座53分为轴承底座和圆弧盖板两部分，上层电池支架安装前，轴承座的两个部分是分离的，仅轴承底座安装在轴承座安装梁上，当支架转轴套上轴承放入轴承底座后，再盖上圆弧盖板，用螺栓将圆弧盖板和轴承底座连接就好。

支架转轴为圆钢，焊接在左、右支架上，左、右支架外表面还布置了转轴加强板，以对上层电池支架进行结构加强。

上层电池支架装配好电池且调整至呈水平状态后，为确保上层电池支架保持固定状态，如图9所示，上层电池支架41靠近液压杆A位置的末端下方还设有支架支撑板7，支架支撑板两端具有安装端71，安装端71通过螺栓安装至柜体骨架的边缘竖梁13上，而上层电池支架41在该末端也设有与柜体骨架该边缘竖梁螺栓连接的搭接块417，搭接块417的延伸方向与支架支撑板安装后安装端71的延伸方向相反。至此，装配好电池的上层电池支架通过轴承座53和支架支撑板7来固定其两端，实现其位置稳定。当然，需拆卸电池时，先拆下支架支撑板及搭接块处的螺栓，再调整液压杆即可使上层电池支架倾斜。

此外，为配合电池的装配，使得电池定位准确及安装稳定，如图6和图9所示，上层电池支架41上还设有与上层电池定位板414从电池两端配合来定位和夹紧电池的电池推板418，电池推板通过螺栓与上层电池支架及电池连接，即电池定位好后，将电池推板贴紧电池端部后螺栓连接即可。

为更好地实现对电池的定位和固定，上层电池支架41还包括紧挨上层电池定位板414设置的电池定位抓板419，电池定位抓板419朝向电池的表面呈楔形斜坡结构，楔形斜坡结构上布置尖角，该尖角部位与电池结构组件上的橡胶部件接触的，可保证接触时尖角与橡胶处于紧密咬死的状态，避免电池因列车运行而产生抖动。

如图12至14所示，下层电池支架42包括电池支撑骨架421、设于电池支撑骨架一端的下层电池定位板422，下层电池定位板外表面设有电池缓冲垫423。

详细来说，下层电池支架42还包括设于电池支撑骨架另一端的电池前把手424、设于电池支撑骨架两侧底部的电池安装板425、设于两个电池安装板边缘处的电池侧把手426，电池前把手是方便电池安装拆卸作业时的抓取，电池支撑骨架421支撑整个电池的重量，电池安装板425为定位电池左右安装的位置，下层电池定位板422主要定位电池安装的前后位置，需根据电池的规格进行匹配设计，电池缓冲垫423主要起缓冲作用，避免车辆运动时产生的振动对部件的影响。

由于柜体内腔被分隔成四个电池容纳区，沿蓄电池柜长度方向的两个电池容纳区之间未设阻挡，虽然上层电池支架朝向该处的端部可由轴承座划定位置，但下层电池支架在送入蓄电池柜内安装时无法估算送入深度，因此，本实施例的柜体内腔底部在顶盖板框设置位置对应处设置有电池中部定位板8，如图15所示，电池中部定位板8两侧表面均呈楔形斜坡状，楔形斜坡上布置尖角结构，下层电池支架的电池缓冲垫423与尖角结构接触，在接触时可保证处于紧密咬死状态，避免下层电池支架中的电池因列车运行而产生抖动。

如图16所示，柜门2上设有散热装置为电池散热，柜门采用铰链结构设计，有利于器件的装配、维修和检查，柜门上的散热装置包括由外至内平行设置的第一散热板21、第二散热板22和第三散热板23，各散热板上开设有百叶窗形式的散热口，第一散热板21和第二散热板22贴合且各自的散热口位置对应设置，且第一散热板21的散热口和第二散热板22的散热口朝向相反，第三散热板23与第二散热板22之间具有间距，第三散热板23的散热口与第二散热板22的散热口朝向相反且错位设置。

各散热板的散热口大小可根据蓄电池柜的整体性能进行合理优化设计，第一散热板和第二散热板贴合叠加能控制一定的散热量且同时避免外部一定量的雨水或杂物进入蓄电池柜内，三个散热板的布置符合气流的流动方向，通过该三个散热板的三层风道设计，可保证散热量的大小与电池散热量的大小相符合。

当然，散热的主要部件还是安装在柜门内部的风扇24，其安装在第三散热板上，每个柜门2上需布置四个风扇，具体可通过温度传感器来判断调节风扇叶片的转速，避免温度过低时风量过大，温度过高时风量过小，有利保证整个电池组件高效而安全的运行。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轨道车辆蓄电池柜，其特征在于，包括柜体骨架、由柜体骨架形成的柜体内腔及设于柜体骨架上的柜门，柜体内腔被分隔成多个电池容纳区，每个电池容纳区均为包括上层容纳区和下层容纳区的双层设计，蓄电池分别通过上层电池支架和下层电池支架安装至上层容纳区和下层容纳区内。

2.根据权利要求1所述的轨道车辆蓄电池柜，其特征在于，柜门设于柜体骨架长度方向的两端，电池容纳区沿柜体骨架宽度方向排列；柜体骨架长度方向中段部位处设有侧门框和与侧门框相邻的顶盖板框，侧门框上可拆卸安装有侧门，顶盖板框上可拆卸安装有顶盖板。

3.根据权利要求2所述的轨道车辆蓄电池柜，其特征在于，侧门与侧门框螺栓连接，顶盖板与顶盖板框螺栓连接。

4.根据权利要求2或3所述的轨道车辆蓄电池柜，其特征在于，上层电池支架包括支撑底架、左支架、右支架和设于支撑底架一端的上层电池定位板，左支架和右支架外表面在靠近上层电池定位板的端部对称设有支架转轴，侧门框上悬设有轴承座安装梁，轴承座安装梁上安装有轴承座，轴承座内设有轴承，支架转轴可与轴承配合发生旋转；左支架和右支架外表面在远离上层电池定位板的端部对称设有液压撑杆座，柜体骨架在靠近下层容纳区位置设有与液压撑杆座位置对应的液压底座，液压底座和液压撑杆座之间设置有液压杆。

5.根据权利要求4所述的轨道车辆蓄电池柜，其特征在于，上层电池支架靠近液压杆位置的末端下方还设有支架支撑板，支架支撑板两端具有安装端，安装端可拆卸安装至柜体骨架边缘处的竖梁上。

6.根据权利要求4或5所述的轨道车辆蓄电池柜，其特征在于，上层电池支架上还设有与上层电池定位板配合来定位和夹紧电池的电池推板。

7.根据权利要求6所述的轨道车辆蓄电池柜，其特征在于，上层电池支架还包括紧挨上层电池定位板设置的电池定位抓板，电池定位抓板朝向电池的表面呈楔形斜坡结构，楔形斜坡结构上布置尖角。

8.根据权利要求2所述的轨道车辆蓄电池柜，其特征在于，下层电池支架包括电池支撑骨架、设于电池支撑骨架一端的下层电池定位板，下层电池定位板外表面设有电池缓冲垫。

9.根据权利要求8所述的轨道车辆蓄电池柜，其特征在于，柜体内腔底部在顶盖板框设置位置对应处设置有电池中部定位板，电池中部定位板两侧表面呈楔形斜坡状，楔形斜坡上布置尖角结构，下层电池支架的电池缓冲垫与尖角结构接触。

10.根据权利要求1所述的轨道车辆蓄电池柜，其特征在于，柜门上由外至内平行设置有第一散热板、第二散热板和第三散热板，第一散热板和第二散热板贴合且各自的散热口位置对应设置，第一散热板的散热口和第二散热板的散热口朝向相反，第三散热板与第二散热板之间具有间距，第三散热板的散热口与第二散热板的散热口朝向相反且错位设置。