[發明專利]一種有軌電車儲能熱管理系統和方法

在審

• 申請號: 201910013810.3
• 申請日: 2019-01-08
• 公開（公告）號: CN109742482A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 戴朝華;傅雪婷;郭愛;杜云
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/615;H01M10/617;H01M10/625;H01M10/635;H01M10/6561;H01M10/6563;H01M10/6566;H01M10/659
• 代理公司: 成都帝鵬知識產權代理事務所(普通合伙) 51265
• 代理人: 黎照西

本發明公開一種有軌電車儲能熱管理系統和方法，包括儲能組件、儲能箱體、驅動器、控制器、溫度檢測器和人機交互裝置；所述儲能組件，包括多個儲能單體構成，在每個儲能單體之間設置有變相散熱件；所述控制器分別與驅動器、溫度檢測器和人機交互裝置通信電連接；所述控制器通過溫度檢測器監測儲能組件的溫度以及環境溫度，根據耦合熱管理控制策略進行分析，從而由控制器發信號給驅動器對進風導流板、進風閥門與進風風扇進行控制，構建自然風與空調風相互配合的耦合風冷調節儲能組溫度。本發明能夠有效對儲能系統進行散熱和加熱，大大增強的熱管理的效率，提高儲能系統的壽命，并且還提高了有軌電車整車能量的利用率。

技術領域

本發明屬于有軌電車技術領域，特別是涉及一種有軌電車儲能熱管理系統和方法。

背景技術

目前，有軌電車作為城市軌道交通發展的重點，其能量利用率和儲能組件的壽命成為制約車輛動力輸出的關鍵，而儲能組件的工作溫度對其壽命起著決定性作用。

現已投入使用的有軌電車均使用強制風進行儲能電池的熱管理，在這種熱管理過程中從儲能箱底中部引車廂內空調風進入箱體儲能組件進行強制散熱或加熱，風引入箱體后以串行通風的方式從箱體兩側流出，在流動的過程中冷卻風(熱風)被加熱(冷卻)，容易導致儲能組件存在溫度梯度從而影響其使用壽命，且使用強制風冷(加熱)過程中風扇與發動機的使用會增加不必要的能量損耗，嚴重降低其能量利用效率。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出了一種有軌電車儲能熱管理系統和方法，對有軌電車中儲能系統的熱管理部分進行結構改進設計和相應熱管理控制策略，能夠有效對儲能系統進行散熱和加熱，大大增強的熱管理的效率，提高儲能系統的壽命，并且還提高了有軌電車整車能量的利用率。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種有軌電車儲能熱管理系統，包括儲能組件、儲能箱體、驅動器、控制器、溫度檢測器和人機交互裝置；

所述儲能組件，包括多個儲能單體構成，在每個儲能單體之間設置有變相散熱件；

所述儲能箱體，放置儲能組件；在儲能箱體上設置有自然風進風口、空調風進風口和出風口，在所述自然風進風口上設置的進風導流板，在所述空調風進風口上設置進風閥門與進風風扇，所述進風導流板、進風閥門與進風風扇的驅動端均分別通過驅動器連接至控制器；

所述控制器分別與驅動器、溫度檢測器和人機交互裝置通信電連接；所述控制器通過溫度檢測器監測儲能組件的溫度以及環境溫度，根據耦合熱管理控制策略進行分析，從而由控制器發信號給驅動器對進風導流板、進風閥門與進風風扇進行控制，構建自然風與空調風相互配合的耦合風冷調節儲能組溫度。

進一步的是，在所述儲能箱體底壁上設置有空調風進風口，在空調風進風口內設置進風風扇；在所述空調風進風口處設置進風閥門為旋轉閥門，所述驅動器接收到控制器的信號后驅動旋轉閥門開閉。箱體底部的進風風扇轉動從而引車廂內空調風對儲能系統進行強制散熱，充分利用車內自身條件為儲能系統散熱，減少能源浪費；所述旋轉閥門包括擋板或葉片，驅動器驅動擋板或葉片以轉軸為中心旋轉來控制閥門開閉。

進一步的是，在所述箱體一側側壁上設置進風導流板，近進風導流板端設有自然風進風口；在所述進風導流板的對側箱體側壁上設置出風導流板，近出風導流板端設有出風口，在所述出風口內設置排風風扇，通過排風風扇的轉動產生壓強差將箱體內的冷卻風導流到外部；所述出風導流板與箱體所在面垂直，有利于減小出風口處的流動阻力。

進一步的是，在所述儲能箱體內并列放置多個儲能組件，且在每個儲能組件旁的儲能箱體底壁上均設置有空調風進風口，在每個空調風進風口內均設置有進風風扇，在空調風進風口處均設置有進風閥門。

進一步的是，在所述儲能箱體底部設置有U型支撐固定架，在支撐固定儲能箱體的同時，由U型結構兩側的壁板對儲能箱體兩側的自然風進風口和出風口形成流通導向回路，還能夠增加導風效果，提高儲能箱體內部儲能組件的熱管理效果。