CN112930080A - 一种轨道车辆散热系统 - Google Patents

一种轨道车辆散热系统 Download PDF

Info

Publication number
CN112930080A
CN112930080A CN202110076356.3A CN202110076356A CN112930080A CN 112930080 A CN112930080 A CN 112930080A CN 202110076356 A CN202110076356 A CN 202110076356A CN 112930080 A CN112930080 A CN 112930080A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat
heat dissipation
air duct
rail vehicle
pipeline
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110076356.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112930080B (zh
Inventor
易柯
刘强
毛业军
朱茂华
杨天智
李仕林
李时民
徐力
杨胜
陈诗文
付瑜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CRRC Zhuzhou Locomotive Co Ltd
Original Assignee
CRRC Zhuzhou Locomotive Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CRRC Zhuzhou Locomotive Co Ltd filed Critical CRRC Zhuzhou Locomotive Co Ltd
Priority to CN202110076356.3A priority Critical patent/CN112930080B/zh
Publication of CN112930080A publication Critical patent/CN112930080A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112930080B publication Critical patent/CN112930080B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20845—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for automotive electronic casings
    • H05K7/20863—Forced ventilation, e.g. on heat dissipaters coupled to components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20845—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for automotive electronic casings
    • H05K7/20872—Liquid coolant without phase change
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20845—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for automotive electronic casings
    • H05K7/20881—Liquid coolant with phase change
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20909—Forced ventilation, e.g. on heat dissipaters coupled to components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20927—Liquid coolant without phase change
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20936—Liquid coolant with phase change

Abstract

本发明公开了一种轨道车辆散热系统，其包括取热装置、热传递装置、走行风散热装置和风道；取热装置用于收集轨道车辆上发热设备的热量，热传递装置包括导热管道、回流管道和循环泵，导热管道、回流管道内具有液态导热介质；取热装置、热传递装置和走行风散热装置依次相连组成液态导热介质循环系统；轨道车辆的外部设置有风道，轨道车辆处于行驶状态时，所述风道中具有走行风穿过，所述走行风散热装置的一部分位于所述风道内。本发明将走行风灌入专设风道进行散热，可以在不增加车载散热装置体积或重量的情况下达到常规风机无法达到的散热效果，从而使车载散热装置具有显著高于常规散热方式的散热性能，具有节省能源和降低成本的突出性能。

Description

一种轨道车辆散热系统
技术领域
本发明涉及一种轨道车辆散热系统，属于轨道车辆散热技术领域，尤其是涉及基于走行风高速风道的机车散热系统。
背景技术
通风冷却系统是轨道车辆的重要组成部分，它的作用是对牵引系统(主变压器、主变流柜、牵引电机等)进行冷却，确保牵引系统安全运行。随着科技技术的快速发展，机车上变压器、变流器、牵引电机等电器的功率及功率密度不断增大，因而所需的散热冷却功率亦不断加大，若继续沿用传统的车载冷却塔，其散热量、体积、重量、噪声等都难以满足高品质机车的要求，因此如何解决机车不断增加的电器发热问题，是业界亟待解决的一个技术难点。
发明内容
为了提高轨道车辆的散热效果，减少能耗，本发明提供一种轨道车辆散热系统，具体技术方案如下。
一种轨道车辆散热系统，其特征在于，包括取热装置、热传递装置、走行风散热装置和风道；所述取热装置用于收集轨道车辆上发热设备的热量，所述热传递装置包括导热管道、回流管道和循环泵，所述导热管道、回流管道内具有液态导热介质；所述取热装置、热传递装置和走行风散热装置依次相连组成液态导热介质循环系统；所述轨道车辆的外部设置有所述风道，所述轨道车辆处于行驶状态时，所述风道中具有走行风穿过，所述走行风散热装置的一部分位于所述风道内。
采用上述的技术方案，可以将轨道车辆内部的发热设备(如主变压器、主变流柜、牵引电机等)的热量通过热传递装置的导热管道传递至走行风散热装置，在走行风散热装置内进行热交换冷却后的液态导热介质通过回流管道回流至取热装置吸收发热设备的热量，从而完成形成导热介质循环系统；多个发热设备的热量传递至走行风散热装置进行统一散热，利用轨道车辆的走行风将走行风散热装置中的热量带走；以此可以提高轨道车辆的散热效率，而且散热不需外加动力、具有较好的节能环保效应。
进一步地，所述轨道车辆散热系统还包括有车载冷却装置，所述车载冷却装置包括风机和冷却塔换热器，所述冷却塔换热器和所述走行风散热装置并联设置，两者均与所述导热管道和回流管道连接。
进一步地，连接于所述冷却塔换热器的导热管道和回流管道上均设置有电磁阀，连接于所述走行风散热装置的导热管道和回流管道上均设置有电磁阀。通过对不同电磁阀的控制，可以实现液态导热介质的流量和流向的控制。轨道车辆高速行驶过程中，可以增加流向走行风散热装置的液态导热介质，轨道车辆处于停止状态时，可以增加流向冷却塔换热器的液态导热介质，从而达到各种条件下对发热设备的可靠散热效果。
进一步地，所述液态导热介质为油、水、防冻液或冷却液。
进一步地，所述取热装置包括盘旋管道或者S型管道。盘旋管道或者S型管道与发热设备中的发热源紧密接触，盘旋管道或者S型管道内通有液态导热介质。
进一步地，所述风道位于轨道车辆的车顶，所述风道沿着所述轨道车辆的纵向方向延伸，风道的进风口和出风口完全相同。风道进出风口前后对称布置，车辆作为头车或尾车时，走行风都能灌入风道内部，持续对走行风散热装置进行散热。
进一步地，所述走行风散热装置为相变散热装置，相变散热装置包括下腔体、设于所述下腔体内的流通管道、上腔体以及平行层叠布置的多层相变热管，所述相变热管的蒸发段设于所述下腔体内，所述相变热管的冷凝段设于所述上腔体内；在相变热管的冷凝段、相邻两层相变热管之间设有翅片，至少部分所述翅片位于所述风道内，采用走行风对翅片进行冷却。
存储有热量的液态导热介质通过流通管道流入下腔体内，在下腔体内将热量传递给相变热管的蒸发段，再通过相变热管的冷凝段将热量传递给翅片，最后通过走行风将翅片上的热量带走，使液态导热介质的温度降低，实现液态导热介质的冷却，冷却后的液态导热介质流出下腔体。采用相变散热装置，经过“液态导热介质-相变工质-走行风”的传热路径，大大提高了散热速率和散热效果。工作时相变热管内工质受热后蒸发，迅速的把热传递到冷端，工质在冷端散热冷凝回流到热端，如此循环，迅速将热量传递到冷端。
本发明将机车高速运动时的走行风灌入专设风道进行散热，走行风散热装置不需另外添加任何动力，并且可以在不增加车载散热装置体积或重量的情况下达到常规风机无法达到的散热效果，从而使车载散热装置具有显著高于常规散热方式的散热性能，具有节省能源和降低成本的突出性能，并且大大降低了散热装置的体积和重量。
走行风散热装置置于专设的高速风道中，高速风道从车顶或侧壁引风，不会给机车带来多余阻力，且能降低噪音，不占用专门空间、安装方便，使用安全，与现有的机车冷却方式相比具有显著优势。
附图说明
图1是本发明的轨道车辆散热系统的示意图；
图2是本发明的走行风散热装置的示意图。
图中：1-走行风散热装置，2-风道，3-取热装置，4-车载冷却装置，5-风机，6-冷却塔换热器，7-循环泵，8-导热管道，9-回流管道，10-电磁阀，11-下腔体，12-流通管道，13-相变热管，14-翅片，15-上腔体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
参见图1-2，一种轨道车辆散热系统，其包括取热装置3、热传递装置、走行风散热装置1和风道2；取热装置3用于收集轨道车辆上发热设备的热量，热传递装置包括导热管道8、回流管道9和循环泵7，导热管道8、回流管道9内具有液态导热介质(未图示)，液态导热介质为油、水、防冻液或冷却液等；取热装置3、热传递装置和走行风散热装置1依次相连组成液态导热介质循环系统；轨道车辆的外部设置有所述风道2，轨道车辆处于行驶状态时，风道中具有走行风穿过，走行风散热装置的一部分位于风道内。
优选地，轨道车辆散热系统还包括有车载冷却装置4，车载冷却装置4包括风机5和冷却塔换热器6，冷却塔换热器6和走行风散热装置1并联设置，两者均与导热管道8和回流管道9连接。连接于冷却塔换热器6的导热管道8和回流管道9上均设置有电磁阀10，连接于走行风散热装置1的导热管道8和回流管道9上均设置有电磁阀10。通过对不同电磁阀的控制，可以实现液态导热介质的流量和流向的控制。轨道车辆高速行驶过程中，可以增加流向走行风散热装置1的液态导热介质，轨道车辆处于停止状态时，可以增加流向冷却塔换热器6的液态导热介质，从而达到各种条件下对发热设备的可靠散热效果。
为了更好地吸收发热设备的热量，取热装置3包括盘旋管道或者S型管道(未图示)。盘旋管道或者S型管道与发热设备中的发热源紧密接触，盘旋管道或者S型管道内通有液态导热介质。
优选地，风道2位于轨道车辆的车顶，风道2沿着轨道车辆的纵向方向延伸，风道2的进风口和出风口完全相同(即风道进出风口前后对称布置)，车辆作为头车或尾车时，走行风都能灌入风道内部，持续对走行风散热装置进行散热。
优选地，走行风散热装置1为相变散热装置，相变散热装置包括下腔体11、设于下腔体11内的流通管道12、上腔体15以及平行层叠布置的多层相变热管13，相变热管13的蒸发段(未图示)设于下腔体11内，相变热管13的冷凝段(未图示)设于上腔体15内；在相变热管的蒸发段和/或冷凝段、相邻两层相变热管13之间设有翅片14，至少部分翅片14位于风道2内，采用走行风对翅片进行冷却。
在散热过程中，存储有热量的液态导热介质通过流通管道8流入下腔体11内，在下腔体11内将热量通过液态导热介质传递给相变热管13的蒸发段，再通过相变热管13的冷凝段将热量传递给翅片14，最后通过走行风将翅片14上的热量带走，使液态导热介质的温度降低，实现对液态导热介质的冷却，冷却后的液态导热介质流出下腔体11，通过回流管道9流回取热装置3，如此循环，实现对发热设备的高效冷却。所述散热系统采用带水道(或液态导热通道)的相变散热装置，经过“液态导热介质-相变工质-走行风”的传热路径，利用相变传热特点，大大提高了系统的散热效率，使得散热速度和散热效果明显高于板翅式换热器等传统散热器；由于走行风的变化使得进入散热装置风侧的风量变化较大，而所述利用走行风的相变散热装置液体侧和风侧尺寸可以分别设置，从而这种结构显著提高了走行风散热装置单位体积的热流密度；并且相变散热装置液态导热介质与风侧采用间接式方式传热，显著减少了泄漏风险。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种轨道车辆散热系统，其特征在于，包括取热装置、热传递装置、走行风散热装置和风道；所述取热装置用于收集轨道车辆上发热设备的热量，所述热传递装置包括导热管道、回流管道和循环泵，所述导热管道、回流管道内具有液态导热介质；所述取热装置、热传递装置和走行风散热装置依次相连组成液态导热介质循环系统；所述轨道车辆的外部设置有所述风道，所述轨道车辆处于行驶状态时，所述风道中具有走行风穿过，所述走行风散热装置的一部分位于所述风道内。
2.根据权利要求1所述的一种轨道车辆散热系统，其特征在于，所述轨道车辆散热系统还包括有车载冷却装置，所述车载冷却装置包括风机和冷却塔换热器，所述冷却塔换热器和所述走行风散热装置并联设置，两者均与所述导热管道和回流管道连接。
3.根据权利要求2所述的一种轨道车辆散热系统，其特征在于，连接于所述冷却塔换热器的导热管道和回流管道上均设置有电磁阀，连接于所述走行风散热装置的导热管道和回流管道上均设置有电磁阀。
4.根据权利要求1所述的一种轨道车辆散热系统，其特征在于，所述液态导热介质为油、水、防冻液或冷却液。
5.根据权利要求1所述的一种轨道车辆散热系统，其特征在于，所述取热装置包括盘旋管道或者S型管道。
6.根据权利要求1所述的一种轨道车辆散热系统，其特征在于，所述风道位于轨道车辆的车顶，所述风道沿着所述轨道车辆的纵向方向延伸，风道的进风口和出风口完全相同。
7.根据权利要求1所述的一种轨道车辆散热系统，其特征在于，所述走行风散热装置为相变散热装置，相变散热装置包括下腔体、设于所述下腔体内的流通管道、上腔体以及平行层叠布置的多层相变热管，所述相变热管的蒸发段设于所述下腔体内，所述相变热管的冷凝段设于所述上腔体内；在相变热管的冷凝段、相邻两层相变热管之间设有翅片，至少部分所述翅片位于所述风道内。
CN202110076356.3A 2021-01-20 2021-01-20 一种轨道车辆散热系统 Active CN112930080B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110076356.3A CN112930080B (zh) 2021-01-20 2021-01-20 一种轨道车辆散热系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110076356.3A CN112930080B (zh) 2021-01-20 2021-01-20 一种轨道车辆散热系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112930080A true CN112930080A (zh) 2021-06-08
CN112930080B CN112930080B (zh) 2022-11-08

Family

ID=76164898

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110076356.3A Active CN112930080B (zh) 2021-01-20 2021-01-20 一种轨道车辆散热系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112930080B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114132349A (zh) * 2021-11-26 2022-03-04 株洲中车时代电气股份有限公司 变流装置冷却系统、维护方法、维护装置及变流装置

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001345408A (ja) * 2000-05-30 2001-12-14 Hitachi Ltd 車両用発熱電気品の冷却装置
JP2006207539A (ja) * 2005-01-31 2006-08-10 Nissan Motor Co Ltd 冷却ファン制御装置
WO2013081275A1 (ko) * 2011-11-30 2013-06-06 아이스파이프 주식회사 차량용 방열장치
CN109435993A (zh) * 2018-11-01 2019-03-08 中车株洲电力机车有限公司 一种走行风冷却系统及轨道列车
WO2019049405A1 (ja) * 2017-09-08 2019-03-14 株式会社日立製作所 鉄道車両の電力変換装置および電力変換装置を搭載した鉄道車両
CN208845260U (zh) * 2018-08-22 2019-05-10 东风商用车有限公司 一种组合式风扇车用冷却系统
CN109936296A (zh) * 2017-12-15 2019-06-25 株洲中车时代电气股份有限公司 一种列车及变流器散热系统
CN110380595A (zh) * 2019-06-14 2019-10-25 西安中车永电电气有限公司 一种地铁牵引变流器用组合式风冷装置
CN111654997A (zh) * 2020-05-06 2020-09-11 中车株洲电力机车研究所有限公司 车辆走行风冷式散热系统及方法
CN112161500A (zh) * 2020-10-29 2021-01-01 湖南联诚轨道装备有限公司 一种冷却系统

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001345408A (ja) * 2000-05-30 2001-12-14 Hitachi Ltd 車両用発熱電気品の冷却装置
JP2006207539A (ja) * 2005-01-31 2006-08-10 Nissan Motor Co Ltd 冷却ファン制御装置
WO2013081275A1 (ko) * 2011-11-30 2013-06-06 아이스파이프 주식회사 차량용 방열장치
WO2019049405A1 (ja) * 2017-09-08 2019-03-14 株式会社日立製作所 鉄道車両の電力変換装置および電力変換装置を搭載した鉄道車両
CN109936296A (zh) * 2017-12-15 2019-06-25 株洲中车时代电气股份有限公司 一种列车及变流器散热系统
CN208845260U (zh) * 2018-08-22 2019-05-10 东风商用车有限公司 一种组合式风扇车用冷却系统
CN109435993A (zh) * 2018-11-01 2019-03-08 中车株洲电力机车有限公司 一种走行风冷却系统及轨道列车
CN110380595A (zh) * 2019-06-14 2019-10-25 西安中车永电电气有限公司 一种地铁牵引变流器用组合式风冷装置
CN111654997A (zh) * 2020-05-06 2020-09-11 中车株洲电力机车研究所有限公司 车辆走行风冷式散热系统及方法
CN112161500A (zh) * 2020-10-29 2021-01-01 湖南联诚轨道装备有限公司 一种冷却系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114132349A (zh) * 2021-11-26 2022-03-04 株洲中车时代电气股份有限公司 变流装置冷却系统、维护方法、维护装置及变流装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN112930080B (zh) 2022-11-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5401419B2 (ja) 鉄道車両用電力変換装置
CN106855741B (zh) 一种用于刀片服务器芯片的散热装置和系统
WO2012100490A1 (zh) 一种冷凝器
CN112954952B (zh) 轨道列车及其散热系统、散热方法
CN106507647A (zh) 一种太阳能吸收式制冷与液冷结合的散热系统
CN106440432A (zh) 一种热电回热系统
CN109474204B (zh) 一种利用吸液芯热管强化换热的汽车排气温差发电装置
CN106972219A (zh) 一种应用热管技术的板式电池冷却板
WO2020140882A1 (zh) 一种集成式散热器组件
CN112930080B (zh) 一种轨道车辆散热系统
CN112161500A (zh) 一种冷却系统
CN210015419U (zh) 半导体器件散热装置及数据中心机房
CN107509362A (zh) 一种相变冷却型电子机箱
CN107062963A (zh) 一种用于毛细泵环的交错式微通道冷凝器
CN109068539A (zh) 一种分段式风道隔断装置
CN209609092U (zh) 散热组件及空调机组
CN106642835A (zh) 压缩机空调半导体温差发电装置
CN206399263U (zh) 一种加强型空气散热器
CN206251568U (zh) 一种太阳能吸收式制冷与液冷结合的散热系统
CN214039649U (zh) 一种机车管片式散热器的优化结构
CN211088042U (zh) 用于牵引变压器的自循环冷却系统
CN106247832A (zh) 一种汽车用组合式热管换热器
CN206556309U (zh) 压缩机空调半导体温差发电装置
CN219178032U (zh) 一种制冷设备的冷凝装置
CN215909735U (zh) 一种具有改进结构的环路热管牵引变流器冷却系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant