[實用新型]一種有軌電車用超級電容熱管理系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920022297.X
• 申請日: 2019-01-08
• 公開（公告）號: CN209232595U
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李明;戴朝華;傅雪婷;杜云;郭愛;孔繁冰
• 申請（專利權(quán)）人: 中車唐山機(jī)車車輛有限公司;西南交通大學(xué)
• 主分類號: H01G11/18
• 分類號: H01G11/18;H01G11/10;H01G11/78
• 代理公司: 成都帝鵬知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51265
• 代理人: 黎照西

本實用新型公開了一種有軌電車用超級電容熱管理系統(tǒng)，包括多個超級電容單體列陣排列構(gòu)成的超級電容模組、旋轉(zhuǎn)閥門、散熱片、相變基質(zhì)、控制電路、驅(qū)動器、氣體流道、內(nèi)箱體和外箱體；通過冷卻氣流流道中旋轉(zhuǎn)閥門的調(diào)節(jié)配合改變氣流方向，使冷卻氣流的往復(fù)流動；多個超級電容單體構(gòu)成的超級電容模組浸泡在相變基質(zhì)中并密封在內(nèi)箱體中；在超級電容模組中排與排之間放置散熱片并伸出內(nèi)箱體頂蓋外，且所述散熱片伸向氣體流道。本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)軌電車用超級電容的均勻散熱，有效降低超級電容組內(nèi)各區(qū)域的溫差，使超級電容保持更好的一致性，提高系統(tǒng)的使用壽命和經(jīng)濟(jì)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于有軌電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種有軌電車用超級電容熱管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著城市交通擁堵和汽車尾氣排放引起的環(huán)境污染問題持續(xù)發(fā)酵，發(fā)展城市公共交通，以及增加新能源技術(shù)的應(yīng)用，成為現(xiàn)在城市交通發(fā)展的熱點。目前重點發(fā)展的無接觸網(wǎng)式現(xiàn)代有軌電車普遍采用高能量超級電容作為輔助電源，由于有軌電車空間有限且難以利用迎風(fēng)效應(yīng)其所用超級電容散熱更為困難，在大電流高倍率充放電過程中，熱量會迅速積聚導(dǎo)致超級電容模塊中間區(qū)域溫度較高，如不能及時使各個區(qū)域得到有效的冷卻，會加劇超級電容之間溫度的不均衡性，導(dǎo)致其老化速度加快，性能參數(shù)惡化。為保證超級電容模組覆蓋車輛全壽命周期，需采用熱管理系統(tǒng)將溫度控制在22-25℃之內(nèi)，嚴(yán)格控制各個區(qū)域的溫差使其保持更好的一致性。

目前，有軌電車普遍采用主動風(fēng)冷的熱管理系統(tǒng)，從內(nèi)箱體底部引車廂內(nèi)空調(diào)風(fēng)進(jìn)入箱體，對各組超級電容器模塊內(nèi)的單體進(jìn)行強(qiáng)制散熱。冷卻風(fēng)引入外箱體后以串行通風(fēng)的方式從模組左側(cè)進(jìn)入、右側(cè)流出，在流動的過程中空氣被加熱，這種單向強(qiáng)制風(fēng)冷熱管理方式容易出現(xiàn)模組內(nèi)右側(cè)區(qū)域模塊的溫度高于左側(cè)，導(dǎo)致模塊內(nèi)超級電容單體存在溫度梯度從而嚴(yán)重影響其動力輸出和使用壽命。

實用新型內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)方法的不足，本實用新型的目的在于提出一種有軌電車用超級電容熱管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)軌電車用超級電容的均勻散熱，有效降低超級電容組內(nèi)各區(qū)域的溫差，使超級電容保持更好的一致性，提高系統(tǒng)的使用壽命和經(jīng)濟(jì)性能。

為實現(xiàn)以上目的，本實用新型采用技術(shù)方案是：一種有軌電車用超級電容熱管理系統(tǒng)，包括多個超級電容單體列陣排列構(gòu)成的超級電容模組、旋轉(zhuǎn)閥門、散熱片、相變基質(zhì)、控制電路、驅(qū)動器、氣體流道、內(nèi)箱體和外箱體；

在所述外箱體頂部設(shè)置氣體流道，所述氣體流道連通冷卻氣流入口和氣流出口，在所述氣體流道上設(shè)置旋轉(zhuǎn)閥門；所述控制電路連接驅(qū)動器，驅(qū)動器收到控制電路的信號后對旋轉(zhuǎn)閥門進(jìn)行控制；通過冷卻氣流流道中旋轉(zhuǎn)閥門的調(diào)節(jié)配合改變氣流方向，使冷卻氣流的往復(fù)流動；

所述內(nèi)箱體置于外箱體內(nèi)部，多個超級電容單體構(gòu)成的超級電容模組浸泡在相變基質(zhì)中并密封在內(nèi)箱體中；在超級電容模組中排與排之間放置散熱片并伸出內(nèi)箱體頂蓋外，且所述散熱片伸向氣體流道。

進(jìn)一步的是，所述氣體流道橫跨在外箱體頂部，在所述外箱體的頂部的兩端分別設(shè)置通孔Ⅰ和通孔Ⅱ，且通過通孔Ⅰ和通孔Ⅱ連通氣體流道；

在所述氣體流道近通孔Ⅰ的一端設(shè)置冷卻氣流入口，在近冷卻氣流入口處的外箱體側(cè)壁頂部設(shè)置氣流出口Ⅰ；在通孔Ⅰ和氣流出口Ⅰ處設(shè)置旋轉(zhuǎn)閥門Ⅰ，開啟或閉合通孔Ⅰ，同時閉合或開啟氣流出口Ⅰ；

在所述氣體流道近通孔Ⅱ的一端為封閉結(jié)構(gòu)，在近通孔Ⅱ處的外箱體側(cè)壁頂部設(shè)置氣流出口Ⅱ，在通孔Ⅱ和氣流出口Ⅱ處設(shè)置旋轉(zhuǎn)閥門Ⅱ，開啟或閉合通孔Ⅱ，同時閉合或開啟氣流出口Ⅱ；

通過控制旋轉(zhuǎn)閥門Ⅰ和旋轉(zhuǎn)閥門Ⅱ的方向，調(diào)節(jié)通孔Ⅰ、通孔Ⅱ、氣流出口Ⅰ和氣流出口Ⅱ的開啟或閉合，從而調(diào)節(jié)配合改變氣流方向，實現(xiàn)冷卻氣流的往復(fù)流動。

進(jìn)一步的是，在所述冷卻氣流入口處設(shè)置進(jìn)風(fēng)風(fēng)扇，在所述氣流出口Ⅰ處設(shè)置排風(fēng)風(fēng)扇Ⅰ，在所述氣流出口Ⅱ處設(shè)置排風(fēng)風(fēng)扇Ⅱ，所述風(fēng)扇通過驅(qū)動器連接至控制電路；通過風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生壓強(qiáng)差將箱體內(nèi)的冷卻風(fēng)導(dǎo)流到空氣中。