CN117141530A - 氢能源动力轨道车辆组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氢能源动力轨道车辆组，包括动力车模块及设备车模块，动力车模块包括动力车厢及储能装置，动力车厢的内部具有载客空间，储能装置位于载客空间之外；设备车模块包括设备车厢及氢能源系统，氢能源系统安装于设备车厢且至少部分位于设备车厢的内部，设备车厢连接于动力车厢，氢能源系统用于向动力车模块供电。氢能源系统与储能装置均位于载客空间之外，不占用载客空间，有利于提高车厢的空间利用率；并且，设备车模块独立于动力车模块之外，实际应用中，可在原有的不具有氢能源系统的动力车模块的基础上增设设备车模块，形成本发明实施例提供的氢能源动力轨道车辆组，无需重新制造动力车模块，有利于降低改造成本，提高实用程度。

Description

氢能源动力轨道车辆组

技术领域

本发明涉及轨道车辆技术领域，尤其是涉及一种氢能源动力轨道车辆组。

背景技术

现有的轨道交通车辆通常通过接触网或车载储能装置供电，其中车载储能供电的一种形式是采用动力电池或超级电容等储能装置配合氢能源系统作为驱动车辆的动力来源。在高续航要求下，氢能源系统以及储能装置的体积较大，现有的车厢空间较小，若要将氢能源系统、储能装置以及其他车辆必需设备全部布设在车厢内，则需要缩减现有车厢的载客空间，导致车厢的空间利用率较低。相关技术中，可设计比现有车厢更长的车厢，以增大车厢的空间，使车厢能够在容纳氢能源系统、储能装置以及其他车辆必需设备的同时，仍具有较大的载客空间，但是上述方式需要对车厢进行重新设计，改造成本较高，实用程度较低。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种氢能源动力轨道车辆组，设置有用于安装氢能源系统的设备车模块以及用于载客和安装储能装置的动力车模块，氢能源系统与储能装置均位于动力车厢的载客空间之外，有利于提升车厢的空间利用率，降低改造成本，提高实用程度。

本发明实施例提供的氢能源动力轨道车辆组，包括：动力车模块，包括动力车厢及储能装置，所述动力车厢的内部具有载客空间，所述储能装置位于所述载客空间之外；设备车模块，包括设备车厢及氢能源系统，所述氢能源系统安装于所述设备车厢且至少部分位于所述设备车厢的内部，所述设备车厢连接于所述动力车厢，所述氢能源系统用于向所述动力车模块供电。

本发明实施例提供的氢能源动力轨道车辆组，至少具有如下有益效果：本发明实施例提供的氢能源动力轨道车辆组设置有动力车模块和设备车模块，动力车模块中的储能装置位于动力车厢的载客空间之外，设备车模块包括设备车厢及氢能源系统，氢能源系统安装于设备车厢，氢能源系统与储能装置均位于载客空间之外，不占用载客空间，有利于提高车厢的空间利用率；并且，设备车模块独立于动力车模块之外，实际应用中，可在原有的不具有氢能源系统的动力车厢的基础上增设设备车模块，再在动力车厢上布置储能装置，形成本发明实施例提供的氢能源动力轨道车辆组，无需重新制造动力车模块，有利于降低改造成本，提高实用程度。

在本发明的一些实施例中，所述动力车模块设置有两个，两个所述动力车厢分别连接于所述设备车厢的两端，所述设备车模块包括两个所述氢能源系统，两个所述氢能源系统用于一一对应地向两个所述动力车模块提供动力。

在本发明的一些实施例中，所述氢能源系统包括氢燃料电池装置及储氢装置，所述储氢装置用于向所述氢燃料电池装置提供氢气，所述氢燃料电池装置用于向所述动力车模块供电，两个所述储氢装置均容纳于所述设备车厢的内部并分别布置于所述设备车厢内部的一组对角处，两个所述氢燃料电池装置均安装于所述设备车厢的顶部并关于所述设备车厢顶部的一个中心轴线对称设置；或，两个所述储氢装置均容纳于所述设备车厢的内部并分别布置于所述设备车厢内部的一组对角处，两个所述氢燃料电池装置均容纳于所述设备车厢的内部并分别布置于所述设备车厢内部的另一组对角处。

在本发明的一些实施例中，所述设备车厢的内部具有相互隔离的设备容纳空间及贯通空间，所述设备容纳空间用于容纳所述氢能源系统，所述贯通空间贯穿所述设备车厢以连通两个所述动力车厢的所述载客空间。

在本发明的一些实施例中，所述储能装置连接于所述动力车厢的上方。

在本发明的一些实施例中，所述动力车模块还包括动力转向架，所述动力转向架连接于所述动力车厢的上方，所述动力转向架用于安装于轨道梁，所述储能装置及所述氢能源系统均用于驱动所述动力转向架相对所述轨道梁移动。

在本发明的一些实施例中，所述动力车模块还包括移动车，所述移动车用于安装于所述轨道梁，所述储能装置容纳于所述移动车的内部，所述移动车连接于所述动力转向架。

在本发明的一些实施例中，所述动力转向架设置有两个，两个所述动力转向架分别位于所述移动车在所述轨道梁的延伸方向上的两侧。

在本发明的一些实施例中，所述移动车仅连接于其中一个所述动力转向架。

在本发明的一些实施例中，所述设备车模块还包括非动力转向架，所述非动力转向架连接于所述设备车厢，所述非动力转向架用于安装于轨道梁。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明的一些实施例提供的氢能源动力轨道车辆组的示意图；

图2为图1所示的氢能源动力轨道车辆组的设备车模块的示意图；

图3为图2中A-A截面的剖视图；

图4为图2中B-B截面的剖视图；

图5为图1所示的氢能源动力轨道车辆组的动力车模块的示意图；

图6为本发明的另一些实施例提供的氢能源动力轨道车辆组的设备车模块的示意图；

图7为图6中C-C截面的剖视图；

图8为图6中D-D截面的剖视图；

图9为本发明的另一些实施例提供的氢能源动力轨道车辆组的动力车模块的示意图。

附图标记：

动力车模块100，动力车厢110，储能装置120，动力转向架130，移动车140，第一散热件150，设备车模块200，设备车厢210，设备容纳空间211，贯通空间212，氢能源系统220，氢燃料电池装置221，储氢装置222，第二散热件223，非动力转向架230，轨道梁300。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

现有的轨道交通车辆通常通过接触网或车载储能装置供电，其中车载储能供电的一种形式是采用动力电池或超级电容等储能装置配合氢能源系统作为驱动车辆的动力来源。在高续航要求下，氢能源系统以及储能装置的体积较大，现有的车厢空间较小，若要将氢能源系统、储能装置以及其他车辆必需设备全部布设在车厢内，则需要缩减现有车厢的载客空间，导致车厢的空间利用率较低。相关技术中，可设计比现有车厢更长的车厢，以增大车厢的空间，使车厢能够在容纳氢能源系统、储能装置以及其他车辆必需设备的同时，仍具有较大的载客空间，但是上述方式需要对车厢进行重新设计，改造成本较高，实用程度较低。

基于此，参照图1，本发明实施例提供的氢能源动力轨道车辆组包括动力车模块100及设备车模块200，参照图5及图9，动力车模块100包括动力车厢110及储能装置120，动力车厢110的内部具有载客空间，储能装置120位于载客空间之外，具体而言，储能装置120可选用动力电池或超级电容；参照图2至图4、图6至图8，设备车模块200包括设备车厢210及氢能源系统220，氢能源系统220安装于设备车厢210且至少部分位于设备车厢210的内部，设备车厢210连接于动力车厢110，氢能源系统220用于向动力车模块100供电。

本发明实施例提供的氢能源动力轨道车辆组设置有动力车模块100和设备车模块200，动力车模块100中的储能装置120位于动力车厢110的载客空间之外，设备车模块200包括设备车厢210及氢能源系统220，氢能源系统220安装于设备车厢210，氢能源系统220与储能装置120均位于载客空间之外，不占用载客空间，有利于提高车厢的空间利用率；并且，设备车模块200独立于动力车模块100之外，实际应用中，可在原有的不具有氢能源系统220的动力车厢110的基础上增设设备车模块200，再在动力车厢110上布置储能装置120，形成本发明实施例提供的氢能源动力轨道车辆组，无需重新制造动力车模块100，有利于降低改造成本，提高实用程度。

进一步地，参照图1，动力车模块100设置有两个，两个动力车厢110分别连接于设备车厢210的两端，设备车模块200包括两个氢能源系统220，两个氢能源系统220用于一一对应地向两个动力车模块100提供动力。两个动力车模块100共用一个设备车模块200，实际应用中，在两个原有的动力车厢110之间增设一个设备车模块200，一个设备车模块200中所安装的两个氢能源系统220即可分别向两个动力车厢110供电，有利于减少整个列车中的设备车模块200的数量，一方面能够减少列车中的编组数量，降低车辆编组的复杂程度，另一方面，相比于分别使用两个设备车厢210安装两个氢能源系统220，使用一个设备车厢210安装两个氢能源系统220的制造成本更低，因此能够进一步降低改造成本。

进一步地，参照图2至图4、图6至图8，氢能源系统220包括氢燃料电池装置221及储氢装置222，储氢装置222用于向氢燃料电池装置221提供氢气，氢燃料电池装置221用于向动力车模块100供电。两个氢燃料电池装置221与两个储氢装置222在设备车厢210中的布局方式可根据实际需求进行设置，示例性地：

在一些实施例中，参照图2至图4，两个储氢装置222均容纳于设备车厢210的内部并分别布置于设备车厢210内部的一组对角处，两个氢燃料电池装置221均安装于设备车厢210的顶部并关于设备车厢210顶部的一个中心轴线对称设置，设备车厢210的另一组对角处可用于分别放置两个动力车模块100的电气柜等其他车辆必需设备。设置两个氢燃料电池装置221在设备车厢210的顶部轴对称设置，两个储氢装置222以及两个动力车模块100的电气柜等其他车辆必需设备在设备车厢210的内部中心对称设置，有利于提升设备车模块200的重量分布的均匀程度，使设备车模块200更为平衡，降低将设备车模块200安装至轨道梁300后设备车模块200发生偏斜的可能性，从而提升设备车模块200运行的稳定性。

在另一些实施例中，参照图6至图8，两个储氢装置222均容纳于设备车厢210的内部并分别布置于设备车厢210内部的一组对角处，两个氢燃料电池装置221均容纳于设备车厢210的内部并分别布置于设备车厢210内部的另一组对角处，两个动力车模块100的电气柜等其他车辆必需设备可在设备车厢210的顶部并关于设备车厢210顶部的一个中心轴线对称设置。设置两个氢燃料电池装置221及两个储氢装置222在设备车厢210的内部中心对称设置，两个动力车模块100的电气柜等其他车辆必需设备在设备车厢210的顶部轴对称设置，有利于提升设备车模块200的重量分布的均匀程度，使设备车模块200更为平衡，降低将设备车模块200安装至轨道梁300后设备车模块200发生偏斜的可能性，从而提升设备车模块200运行的稳定性。

进一步地，参照图2至图4、图6至图8，氢能源系统220还包括第二散热件223，第二散热件223用于对氢燃料电池装置221进行散热，第二散热件223与氢燃料电池装置221设置于同一位置，例如，参照图2至图4，第二散热件223与氢燃料电池装置221可同时设置于设备车厢210的顶部；参照图6至图8，第二散热件223与氢燃料电池装置221也可同时设置有设备车厢210内部的设备容纳空间211中。

进一步地，参照图3、图4、图7及图8，设备车厢210的内部具有相互隔离的设备容纳空间211及贯通空间212，设备容纳空间211用于容纳氢能源系统220，贯通空间212贯穿设备车厢210以连通两个动力车厢110的载客空间，贯通空间212用于供乘客走动以在两个动力车厢110之间移动，有利于提高氢能源动力轨道车辆组的内部空间的整体性。

进一步地，参照图9，储能装置120连接于动力车厢110的上方，储能装置120未被其他部件遮挡，因此储能装置120的检修操作较为简便，有利于降低氢能源动力轨道车辆组的维护成本。

进一步地，参照图1、图5及图9，动力车模块100还包括动力转向架130，动力转向架130连接于动力车厢110的上方，动力转向架130用于安装于轨道梁300，储能装置120及氢能源系统220均用于驱动动力转向架130相对轨道梁300移动。动力转向架130连接于动力车厢110的上方，不占用载客空间，且动力转向架130安装于轨道梁300，能够平稳地沿轨道梁300运行，提升氢能源动力轨道车辆组的运行稳定性。

进一步地，参照图1、图5及图9，动力车模块100还包括移动车140，移动车140用于安装于轨道梁300，储能装置120容纳于移动车140的内部，移动车140连接于动力转向架130，以使氢能源动力轨道车辆组运行过程中，移动车140能够与动力转向架130同步移动，保证供电的稳定性。储能装置120安装于移动车140中，移动车140安装于轨道梁300，能够节省动力车厢110顶部的空间；且储能装置120与轨道梁300中安装的动力转向架130电连接，可以理解的是，储能装置120与动力转向架130之间的导线也可布设于轨道梁300中，有利于降低布线难度。

进一步地，参照图1、图5及图9，动力车模块100还包括第一散热件150，第一散热件150用于对储能装置120进行散热，第一散热件150与储能装置120安装于同一位置，例如，参照图1及图5，第一散热件150与储能装置120均安装于移动车140中；参照图9，第一散热件150与储能装置120均安装于动力车厢110的顶部。

进一步地，参照图1、图5及图9，动力转向架130设置有两个，两个动力转向架130分别位于移动车140在轨道梁300的延伸方向上的两侧。两个动力转向架130能够共同承担动力车厢110的重量，有利于减小单个动力转向架130所承担的重量，降低单个动力转向架130受力过大而损坏的可能性，提升氢能源动力轨道车辆组的结构稳定性；并且，单个动力转向架130所承担的重量减小后，单个动力转向架130的承重能力要求也相应降低，有利于降低单个动力转向架130的制造成本，使氢能源动力轨道车辆组更为经济实用。

在一些实施例中，参照图1、图5及图9，在设置有两个动力转向架130的动力车模块100中，移动车140仅连接于其中一个动力转向架130，移动车140与动力转向架130之间可通过刚性杆件等结构刚性连接，或通过弹性连接杆等结构弹性连接，通过其中一个动力转向架130带动移动车140沿轨道梁300移动即可实现移动车140与动力转向架130的同步移动。

在另一些实施例中，在设置有两个动力转向架130的动力车模块100中，也可设置移动车140同时连接于两个动力转向架130，但是，氢能源动力轨道车辆组在运行过程中，两个动力转向架130之间的距离并不恒定，因此，移动车140同时连接于两个动力转向架130的情况下，移动车140与动力转向架130之间应通过弹性连接杆等结构弹性连接，以保证运行的稳定性。

进一步地，参照图1至图4、图6至图8，设备车模块200还包括非动力转向架230，非动力转向架230连接于设备车厢210，非动力转向架230用于安装于轨道梁300。非动力转向架230能够与动力车模块100中的动力转向架130共同承担氢能源动力轨道车辆组整体的重量，有利于进一步减小单个动力转向架130所承担的重量，降低单个动力转向架130受力过大而损坏的可能性，提升氢能源动力轨道车辆组的结构稳定性；并且，单个动力转向架130所承担的重量减小后，单个动力转向架130的承重能力要求也相应降低，有利于降低单个动力转向架130的制造成本，使氢能源动力轨道车辆组更为经济实用。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.氢能源动力轨道车辆组，其特征在于，包括：

动力车模块，包括动力车厢及储能装置，所述动力车厢的内部具有载客空间，所述储能装置位于所述载客空间之外；

设备车模块，包括设备车厢及氢能源系统，所述氢能源系统安装于所述设备车厢且至少部分位于所述设备车厢的内部，所述设备车厢连接于所述动力车厢，所述氢能源系统用于向所述动力车模块供电。

2.根据权利要求1所述的氢能源动力轨道车辆组，其特征在于，所述动力车模块设置有两个，两个所述动力车厢分别连接于所述设备车厢的两端，所述设备车模块包括两个所述氢能源系统，两个所述氢能源系统用于一一对应地向两个所述动力车模块提供动力。

3.根据权利要求2所述的氢能源动力轨道车辆组，其特征在于，所述氢能源系统包括氢燃料电池装置及储氢装置，所述储氢装置用于向所述氢燃料电池装置提供氢气，所述氢燃料电池装置用于向所述动力车模块供电，

两个所述储氢装置均容纳于所述设备车厢的内部并分别布置于所述设备车厢内部的一组对角处，两个所述氢燃料电池装置均安装于所述设备车厢的顶部并关于所述设备车厢顶部的一个中心轴线对称设置；

或，

两个所述储氢装置均容纳于所述设备车厢的内部并分别布置于所述设备车厢内部的一组对角处，两个所述氢燃料电池装置均容纳于所述设备车厢的内部并分别布置于所述设备车厢内部的另一组对角处。

4.根据权利要求2所述的氢能源动力轨道车辆组，其特征在于，所述设备车厢的内部具有相互隔离的设备容纳空间及贯通空间，所述设备容纳空间用于容纳所述氢能源系统，所述贯通空间贯穿所述设备车厢以连通两个所述动力车厢的所述载客空间。

5.根据权利要求1所述的氢能源动力轨道车辆组，其特征在于，所述储能装置连接于所述动力车厢的上方。

6.根据权利要求1所述的氢能源动力轨道车辆组，其特征在于，所述动力车模块还包括动力转向架，所述动力转向架连接于所述动力车厢的上方，所述动力转向架用于安装于轨道梁，所述储能装置及所述氢能源系统均用于驱动所述动力转向架相对所述轨道梁移动。

7.根据权利要求6所述的氢能源动力轨道车辆组，其特征在于，所述动力车模块还包括移动车，所述移动车用于安装于所述轨道梁，所述储能装置容纳于所述移动车的内部，所述移动车连接于所述动力转向架。

8.根据权利要求7所述的氢能源动力轨道车辆组，其特征在于，所述动力转向架设置有两个，两个所述动力转向架分别位于所述移动车在所述轨道梁的延伸方向上的两侧。

9.根据权利要求8所述的氢能源动力轨道车辆组，其特征在于，所述移动车仅连接于其中一个所述动力转向架。

10.根据权利要求1所述的氢能源动力轨道车辆组，其特征在于，所述设备车模块还包括非动力转向架，所述非动力转向架连接于所述设备车厢，所述非动力转向架用于安装于轨道梁。