[發明專利]一種混合動力軌道車余熱利用系統及控制方法

有效

• 申請號: 202010830092.1
• 申請日: 2020-08-18
• 公開（公告）號: CN111923938B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 李仕林;朱茂華;楊天智;徐力;劉智遠
• 申請（專利權）人: 中車株洲電力機車有限公司
• 主分類號: B61C17/00
• 分類號: B61C17/00;B61D27/00;B61C7/04
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 盧宏;曾利平

本發明公開了一種混合動力軌道車余熱利用系統及控制方法，通過控制第一電磁閥、第二電磁閥以及第三電磁閥，實現四種不同的工作模式；在變壓器供熱模式或柴油機供熱模式下，利用變壓器或柴油機的余熱為空調換熱器加熱，從而將熱量帶入司機室為司機室供暖，在提高了變壓器或柴油機散熱能力的同時，提高了司機室供暖功率，降低了司機室電加熱功率，節能環保，提高了機車運行效率；在柴油機預熱模式或變壓器供熱柴油機預熱模式下，利用變壓器的余熱為柴油機換熱器加熱，減少了柴油機預熱時間，實現了機車弓網或第三軌電力供電無間斷地切換至柴油機供電，保證了機車無間斷供電，提高了柴油機使用壽命。

技術領域

本發明屬于混合動力軌道車技術領域，尤其涉及一種混合動力軌道車余熱利用系統及控制方法。

背景技術

為了保證旅客乘車的舒適性，要求混合動力軌道車的空調系統能夠在低溫環境下提供大量暖氣，以便為司機室和乘客室供暖，由于混合動力軌道車空間大，因此，需要消耗的電加熱功率大，影響軌道車運行效率。

混合動力軌道車除了配置有弓網或第三軌電力供電以外，還配置有柴油機作為輔助動力，因此，該類機車發熱元件有變壓器和柴油機，如果能夠利用變壓器和柴油機運行時的余熱為司機室供暖或者為柴油機預熱，將能減小整個軌道車的能量消耗，提高軌道車的運行效率。

在汽車行業或其他民用行業雖然也有對柴油機進行余熱回收利用的裝置或方法，例如授權公告號為CN2851617，名稱為以柴油機尾氣預熱油箱柴油的裝置的專利文獻，但是并沒有利用變壓器余熱為柴油機預熱的裝置或方法，工業用或民用移動電源車、電站對柴油機進行預熱多數是利用蓄電池供電進行電加熱，其原因在于：一是混合動力汽車或民用混合動力車沒有變壓器；二是即使有變壓器，也因為在結構上，柴油機與變壓器之間無關聯關系，不能利用變壓器為柴油機預熱，且柴油機與變壓器的冷卻介質不同，柴油機一般采用水冷，變壓器一般采用油冷，導致在技術上不可能利用變壓器余熱對柴油機進行預熱，利用其他能源（例如蓄電池）進行預熱，浪費能源。

發明內容

本發明的目的在于提供一種混合動力軌道車余熱利用系統及控制方法，以解決現有混合動力軌道車為司機室供暖消耗能量大而影響運行效率，以及供電模式切換過程中不能無間斷切換等問題。

本發明獨立權利要求的技術方案解決了上述發明目的中的一個或多個。

本發明是通過如下的技術方案來解決上述技術問題的：一種混合動力軌道車余熱利用系統，包括變壓器換熱器、柴油機換熱器、空調換熱器、第一水泵、第二水泵以及第三水泵；所述第一水泵的入口通過第一管路與所述空調換熱器的第二端口連接，第一水泵的出口通過第二管路與變壓器換熱器的第一端口連接，所述變壓器換熱器的第二端口通過第三管路與柴油機換熱器的第二端口連接，所述柴油機換熱器的第一端口通過第四管路與空調換熱器的第一端口連接；所述變壓器換熱器的第三端口通過第五管路與變壓器的輸入口連接，變壓器換熱器的第四端口通過第六管路與變壓器的輸出口連接，所述第二水泵設于第五管路上；所述柴油機換熱器的第三端口通過第七管路與柴油機的輸入口連接，柴油機換熱器的第四端口通過第八管路與柴油機的輸出口連接，所述第三水泵設于第七管路上；其特征是：

還包括第一電磁閥、第二電磁閥以及第三電磁閥；所述第一電磁閥設于所述第二管路上，且所述第一電磁閥還通過第九管路與所述第三管路連接；在所述變壓器換熱器第二端口與第九管路之間的第三管路上設有第二電磁閥，且所述第二電磁閥還通過第十管路與所述第四管路連接；在所述柴油機換熱器第一端口與第十管路之間的第四管路上設有第三電磁閥，且所述第三電磁閥還通過第十一管路與第一管路連接；所述第一電磁閥、第二電磁閥以及第三電磁閥均由DCU（Drive Control Unit，牽引控制單元）控制。