本發(fā)明涉及新能源軌道車輛換熱領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

以氫為能源進(jìn)行發(fā)電的燃料電池動(dòng)力是清潔能源技術(shù)之一，符合國(guó)家未來(lái)清潔能源戰(zhàn)略。鑒于其清潔、高效、對(duì)環(huán)境無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外相關(guān)機(jī)構(gòu)正加緊進(jìn)行技術(shù)深入研究并進(jìn)行工程應(yīng)用推廣。

氫燃料電池工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，對(duì)于150kW及以上的大功率燃料電池，這些熱量一般是通過(guò)特殊處理的水將熱量帶走，再通過(guò)外部冷卻裝置將熱量散出。氫燃料電池對(duì)冷卻水溫有著苛刻的要求，水溫低，一般在55-65℃。這將造成在同樣外界環(huán)境溫度和散熱功率時(shí)，冷卻裝置體積、風(fēng)機(jī)流量等參數(shù)均會(huì)大幅度增高，在軌道車對(duì)空間尺寸一定的情況下，這將導(dǎo)致功耗、噪聲等指標(biāo)難以滿足車輛總體指標(biāo)要求。

目前，氫燃料電池供電技術(shù)在國(guó)內(nèi)軌道交通領(lǐng)域正在進(jìn)行工程化應(yīng)用，個(gè)別軌道交通制造商已研制出商業(yè)應(yīng)用的軌道車輛樣機(jī)，配套冷卻裝置采用集成式冷卻裝置，安裝方便，散熱性能滿足車輛運(yùn)用要求，但噪聲和功耗指標(biāo)難以滿足整車運(yùn)用要求。因此，急需在規(guī)定的車輛空間尺寸內(nèi)，合理利用車輛空間，研制出低噪聲、低功耗冷卻裝置，解決目前氫燃料電池軌道車輛冷卻裝置存在的問(wèn)題，盡快推進(jìn)新能源軌道車輛的商業(yè)化運(yùn)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是研制出一種滿足國(guó)內(nèi)采用大功率氫燃料電池供電技術(shù)的軌道車輛冷卻要求的低噪聲、低功耗冷卻技術(shù)和產(chǎn)品。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出以下技術(shù)方案：一種大功率氫燃料電池軌道車輛用分散式冷卻裝置，包括連接有進(jìn)出水管路的冷卻模塊。補(bǔ)水箱布置在冷卻模塊同側(cè)，排氣管連接冷卻模塊與補(bǔ)水箱。補(bǔ)水管連接進(jìn)出水管路與補(bǔ)水箱。其特征在于：冷卻裝置所有的零部件均分散布置在車體結(jié)構(gòu)的頂部，冷卻模塊布置在儲(chǔ)氫裝置側(cè)面。根據(jù)氫燃料電池散熱功率決定冷卻模塊的數(shù)量，并根據(jù)需要決定采用并聯(lián)或者串聯(lián)或者串聯(lián)與并聯(lián)混合的連接方式。冷卻模塊由防塵網(wǎng)、散熱器和風(fēng)機(jī)組成。風(fēng)機(jī)布置在靠車體結(jié)構(gòu)的側(cè)面。風(fēng)機(jī)由風(fēng)筒、支撐架和外轉(zhuǎn)子電機(jī)組成。轉(zhuǎn)子電機(jī)的轉(zhuǎn)子和葉片為整體鑄鋁一體結(jié)構(gòu)。散熱器采用鋁板翅式結(jié)構(gòu)，內(nèi)腔采用鈍化處理。

本發(fā)明的有益效果是采用多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的冷卻模塊進(jìn)行分散布置，極大地增加了通風(fēng)面積，降低通風(fēng)壓力損失。與集成式冷卻裝置相比，在相同散熱功率的前提下，功耗可降低30％，噪聲可降低10dB(A)，徹底解決了原冷卻裝置噪聲高、功耗大等問(wèn)題，環(huán)保節(jié)能效果顯著。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明大功率氫燃料電池軌道車輛用分散式冷卻裝置采用四冷卻模塊的車體安裝主視圖。

圖2為圖1的俯視圖。

圖3為本發(fā)明大功率氫燃料電池軌道車輛用分散式冷卻裝置采用四冷卻模塊的車體結(jié)構(gòu)布置示意圖。

圖4為本發(fā)明大功率氫燃料電池軌道車輛用分散式冷卻裝置采用二冷卻模塊的車體結(jié)構(gòu)布置示意圖。

圖5為本發(fā)明大功率氫燃料電池軌道車輛用分散式冷卻裝置采用四冷卻模塊時(shí)的并聯(lián)工作原理圖。

圖6為三風(fēng)機(jī)冷卻模塊結(jié)構(gòu)圖。

圖7為二風(fēng)機(jī)冷卻模塊結(jié)構(gòu)圖。

圖8為風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖。

圖中標(biāo)記：1-冷卻模塊，2-補(bǔ)水箱，3-儲(chǔ)氫裝置，4-進(jìn)出水管路，5-排氣管，6-補(bǔ)水管，7-車體結(jié)構(gòu)；11-防塵網(wǎng)，12-散熱器，13-風(fēng)機(jī)；131-通風(fēng)筒，132-支撐架，133-外轉(zhuǎn)子電機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖1到圖8，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明：

本發(fā)明的大功率氫燃料電池軌道車輛用分散式冷卻裝置，如圖1所示，包括冷卻模塊1、補(bǔ)水箱2、進(jìn)出水管路4、排氣管5和補(bǔ)水管6，冷卻裝置所有部件分散布置在軌道車輛車體結(jié)構(gòu)7的頂部，冷卻模塊1布置在儲(chǔ)氫裝置3的側(cè)面，可充分利用車輛空間。

本發(fā)明大功率氫燃料電池軌道車輛用分散式冷卻裝置冷卻模塊1可根據(jù)氫燃料電池散熱功率需求靈活編組，數(shù)量可相應(yīng)增加或減少，并根據(jù)需要采用并聯(lián)或串聯(lián)或串聯(lián)和并聯(lián)混合方式連接，滿足氫燃料電池散熱性能和水壓力損失要求。

本發(fā)明大功率氫燃料電池軌道車輛用分散式冷卻裝置的冷卻模塊1，包括防塵網(wǎng)11、散熱器12和風(fēng)機(jī)13。風(fēng)機(jī)13布置在車體的側(cè)面，冷卻空氣從車頂部吸入，并從車體側(cè)面排出。

附圖中CF表示出風(fēng)，JCS表示進(jìn)出水。

本發(fā)明大功率氫燃料電池軌道車輛用分散式冷卻裝置的風(fēng)機(jī)13可根據(jù)氫燃料電池散熱功率需求相應(yīng)地增加或減少數(shù)量。風(fēng)機(jī)13為外轉(zhuǎn)子軸流結(jié)構(gòu)，采用變頻控制，可有效節(jié)省空間尺寸和功耗。

本發(fā)明大功率氫燃料電池軌道車輛用分散式冷卻裝置的風(fēng)機(jī)13包括通風(fēng)筒131、支撐架132和外轉(zhuǎn)子電機(jī)133。外轉(zhuǎn)子電機(jī)133的轉(zhuǎn)子和葉片為整體鑄鋁一體結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明大功率氫燃料電池軌道車輛用分散式冷卻裝置的散熱器12采用鋁板翅式結(jié)構(gòu)，內(nèi)腔采用鈍化處理。

本發(fā)明的冷卻裝置采用多個(gè)相同結(jié)構(gòu)的冷卻模塊1進(jìn)行分散布置，大大增加了通風(fēng)面積，降低了通風(fēng)壓力損失，與集成式冷卻裝置相比，在相同散熱功率的前提下，功耗可降低30％，噪聲可降低10dB(A)。