氫燃料電池軌道車輛用冷卻裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及新能源軌道車輛換熱領域，具體涉及一種氫燃料電池軌道車輛用冷卻
目.0
【背景技術】
[0002]國內(nèi)軌道交通牽引動力一般采用電力牽引(電氣化鐵路)或柴油機牽引(非電氣化鐵路或電氣化鐵路)，新能源牽引動力軌道車輛還處于空白。
[0003]以氫為能源進行發(fā)電的燃料電池動力是清潔能源技術之一，符合國家未來清潔能源戰(zhàn)略。鑒于其清潔、高效、對環(huán)境無污染等優(yōu)點，國內(nèi)外相關機構(gòu)正加緊進行技術深入研究并進行工程應用推廣。在軌道交通領域，燃料電池供電技術在國內(nèi)外還處于發(fā)展初期，為了推進綠色環(huán)保城市交通裝備發(fā)展，國內(nèi)個別企業(yè)正進行前瞻性研究。
[0004]氫燃料電池工作時會產(chǎn)生大量的熱量(相對于發(fā)出同等功率的內(nèi)燃機，需要冷卻的熱量約高I倍)，對于大功率燃料電池，這些熱量一般是通過特殊處理的水將熱量帶走，再通過外部冷卻裝置將熱量散出。氫燃料電池對冷卻水溫、進出水溫差和水流量有著苛刻的要求，水溫低，一般在55-65°C，且控制精度要求高，一般要求在規(guī)定值± 1°C范圍內(nèi)，水溫和進出水溫差的保證程度將直接影響電池的性能和壽命。而軌道車輛對空間尺寸和重量要求苛刻，這對冷卻性能、流阻性能、噪聲等均提出了極高要求。
[0005]目前，氫燃料電池供電技術在國內(nèi)軌道交通領域還未有工程應用，針對采用氫燃料電池供電技術軌道車輛的配套冷卻技術進行研究，研發(fā)出滿足氫燃料電池供電軌道車輛的散熱、流阻、噪聲等性能要求的冷卻技術已迫在眉睫。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明所解決的技術問題為國內(nèi)采用氫燃料電池供電技術的軌道車輛提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、功能多樣的冷卻技術和產(chǎn)品。
[0007]本發(fā)明采用的技術方案是一種氫燃料電池軌道車輛用冷卻裝置，包括空氣過濾裝置、水散熱器、頂防護網(wǎng)、膨脹水箱、注水閥、減震器、電連接器、箱體、風機組、補水管、散熱器進水管、散熱器出水管，冷卻裝置為箱式結(jié)構(gòu)，箱體采用鋁制或鋼制型材焊接結(jié)構(gòu)；安裝在車體頂部，水散熱器通過散熱器安裝座固定在箱體兩側(cè)，水散熱器的前部固定空氣過濾裝置，空氣過濾裝置由兩層不銹鋼網(wǎng)構(gòu)成，內(nèi)層不銹鋼網(wǎng)為絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)，孔截面邊長或直徑范圍為1.5?3mm，起精濾作用；外層不銹鋼網(wǎng)為沖制波浪網(wǎng)結(jié)構(gòu)，孔截面邊長或直徑范圍為5?15_。;風機組安裝在框架頂部，風機組包括風機電機、安裝在風機電機的驅(qū)動軸上的風機葉輪、固定在風機葉輪上部的集流器和固定風機電機的風機支撐架整體固定在冷卻裝置頂部；膨脹水箱、頂防護網(wǎng)和電連接器均固定在箱體上；冷卻空氣從冷卻裝置兩側(cè)空氣過濾裝置和水散熱器進風冷卻，再通過風機組和頂防護網(wǎng)后從冷卻裝置頂部排出；所述頂防護網(wǎng)采用鋁制沖孔結(jié)構(gòu)，設置加強筋板；對于多個風機組冷卻時，箱體內(nèi)設有冷卻風道，當有多個風機組時，箱體內(nèi)的冷卻風道與風機組數(shù)量相對應。
[0008]水散熱器采用整體鋁板翅式結(jié)構(gòu)，水散熱器外表面采用涂層或化學鈍化防腐處理。
[0009]風機組為獨立安裝部件。
[0010]風機葉輪采用軸流葉輪，采用風機電機進行驅(qū)動，風機電機采用變頻控制。
[0011]膨脹水箱由水箱本體，水箱本體下部安裝有放水閥、和雙浮球液位開關，水箱本體安裝有空氣濾清器，水箱本體側(cè)面設有液位計，水箱本體采用鋁制或不銹鋼焊接結(jié)構(gòu)。
[0012]本發(fā)明的有益效果是將冷卻系統(tǒng)大多數(shù)部件集成在一起，不但具有散熱功能，還具有為水系統(tǒng)補水、排氣、調(diào)節(jié)平衡壓力等作用，功能多，結(jié)構(gòu)緊湊。
【附圖說明】
[0013]圖1四風機冷卻單個或多個氫燃料電池模塊冷卻裝置結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖2兩風機冷卻單個或多個氫燃料電池模塊冷卻裝置結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖3六風機或更多風機冷卻單個或多個氫燃料電池模塊裝置結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖4風機組結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖5膨脹水箱結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖中標記:1-空氣過濾裝置，2-水散熱器，3-頂防護網(wǎng)，4-膨脹水箱，5-注水閥，6-減震器，7-電連接器，8-箱體，9-風機組，10-補水管，11-散熱器進水管，12-散熱器出水管；41_風機電機，42-風機支撐架，43-風機葉輪，44-集流器；51_水箱箱體，52-空氣濾清器，53-液位計，54-放水閥，55-雙浮球液位開關。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖1到圖5，對本發(fā)明作進一步的說明:
[0020]本發(fā)明的冷卻裝置為箱式結(jié)構(gòu)，安裝在車體頂部，優(yōu)化了車體的整體安裝布置。如圖1所示，具體包括空氣過濾裝置1、水散熱器、頂防護網(wǎng)3、膨脹水箱4、注水閥5、減震器6、電連接器7、箱體8、風機組9、補水管10、散熱器進水管11、散熱器出水管12等，水散熱器2固定在箱體8兩側(cè)，水散熱器2前部固定空氣過濾裝置I ;風機組9和頂防護網(wǎng)3安裝在箱體8頂部，膨脹水箱4、電連接器7均固定在箱體8端部，。
[0021]本發(fā)明可以同時冷卻I個或多個氫燃料電池模塊。工作時，冷卻空氣從冷卻裝置兩側(cè)空氣過濾裝置I和水散熱器2進風冷卻，再通過風機組9和頂防護網(wǎng)3后從冷卻裝置頂部排出。
[0022]本發(fā)明的冷卻裝置箱體采用鋁制或鋼制型材焊接結(jié)構(gòu)。對于多個風機組9冷卻時，箱體8內(nèi)部對應風機數(shù)量分隔成對應數(shù)量的獨立冷卻風道，便于風機組9獨立工作，如圖1-圖3所不。
[0023]本發(fā)明的冷卻裝置水散熱器2采用整體鋁板翅式結(jié)構(gòu)，水散熱器2外表面采用涂層或化學鈍化防腐處理。
[0024]本發(fā)明的冷卻裝置風機組9包括風機電機41、風機葉輪43、集流器44和風機支撐架42，為獨立安裝部件，可對風機組9整體進行拆卸維護，安裝維護方便。風機葉輪43采用軸流葉輪，采用風機電機41進行驅(qū)動，風機電機41采用變頻控制。
[0025]本發(fā)明的冷卻裝置空氣過濾裝置I由兩層不銹鋼網(wǎng)構(gòu)成，內(nèi)層不銹鋼網(wǎng)為絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)，孔截面邊長或直徑范圍為1.5?3mm，起精濾作用；外層不銹鋼網(wǎng)為沖制波浪網(wǎng)結(jié)構(gòu)，孔截面邊長或直徑范圍為5?15mm，起支撐和粗濾作用。
[0026]本發(fā)明的冷卻裝置膨脹水箱4由水箱箱體51、空氣濾清器52、雙浮球液位開關55、液位計53和放水閥54組成。水箱本體采用鋁制或不銹鋼焊接結(jié)構(gòu)。
[0027]本發(fā)明的冷卻裝置頂防護網(wǎng)3采用鋁制沖孔結(jié)構(gòu)，設置加強筋板，可允許檢修人員在其上部行走。
[0028]本發(fā)明的冷卻裝置根據(jù)氫燃料電池功率需求，可由I個或多個風機組9進行冷卻。I臺冷卻裝置也可同時冷卻多個氫燃料電池模塊，相關部件可根據(jù)需求相應增減。
[0029]本發(fā)明的冷卻裝置將冷卻系統(tǒng)大多數(shù)部件集成在一起，不但具有散熱功能，還具有為水系統(tǒng)補水、排氣、調(diào)節(jié)平衡壓力等作用，功能多，結(jié)構(gòu)緊湊。
【主權(quán)項】
1.氫燃料電池軌道車輛用冷卻裝置，包括空氣過濾裝置(I)、水散熱器(2)、頂防護網(wǎng)(3)、膨脹水箱(4)、注水閥(5)、減震器￠)、電連接器(7)、箱體(8)、風機組(9)、補水管(10)、散熱器進水管(11)、散熱器出水管(12)，其特征在于:冷卻裝置為箱式結(jié)構(gòu)，箱體(8)采用鋁制或鋼制型材焊接結(jié)構(gòu)；安裝在車體頂部，水散熱器(2)通過散熱器安裝座固定在箱體(8)兩側(cè)，水散熱器(2)的前部固定空氣過濾裝置(I)，空氣過濾裝置(I)由兩層不銹鋼網(wǎng)構(gòu)成，內(nèi)層不銹鋼網(wǎng)為絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)，孔截面邊長或直徑范圍為1.5?3mm，起精濾作用；外層不銹鋼網(wǎng)為沖制波浪網(wǎng)結(jié)構(gòu)，孔截面邊長或直徑范圍為5?15mm。；風機組(9)安裝在框架頂部，風機組(9)包括風機電機(41)、安裝在風機電機(41)的驅(qū)動軸上的風機葉輪(43)、固定在風機葉輪(42)上部的集流器(44)和固定風機電機(41)的風機支撐架(42)整體固定在冷卻裝置頂部；膨脹水箱(4)、頂防護網(wǎng)(3)和電連接器(7)均固定在箱體(8)上；冷卻空氣從冷卻裝置兩側(cè)空氣過濾裝置(I)和水散熱器(2)進風冷卻，再通過風機組(9)和頂防護網(wǎng)(3)后從冷卻裝置頂部排出；所述頂防護網(wǎng)(3)采用鋁制沖孔結(jié)構(gòu)，設置加強筋板；對于多個風機組冷卻時，箱體(8)內(nèi)設有冷卻風道，當有多個風機組時，箱體(8)內(nèi)的冷卻風道與風機組數(shù)量相對應。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氫燃料電池軌道車輛用冷卻裝置，其特征在于:所述的水散熱器(2)采用整體鋁板翅式結(jié)構(gòu)，水散熱器(2)外表面采用涂層或化學鈍化防腐處理。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫燃料電池軌道車輛用冷卻裝置，其特征在于:所述的風機組(9)為獨立安裝部件。4.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氫燃料電池軌道車輛用冷卻裝置，其特征在于:所述的風機葉輪(42)采用軸流葉輪，采用風機電機(41)進行驅(qū)動，風機電機(41)采用變頻控制。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫燃料電池軌道車輛用冷卻裝置，其特征在于:所述膨脹水箱(4)由水箱本體(51)，水箱本體(51)下部安裝有放水閥(54)、和雙浮球液位開關(55)，水箱本體(51)安裝有空氣濾清器(52)，水箱本體(51)側(cè)面設有液位計(53)，水箱本體(51)采用鋁制或不銹鋼焊接結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氫燃料電池軌道車輛用冷卻裝置，包括空氣過濾裝置、水散熱器、頂防護網(wǎng)、膨脹水箱、注水閥、減震器、電連接器、箱體、風機組、補水管、散熱器進水管、散熱器出水管等，所有的部件均集成在1個箱體上，安裝在軌道車輛頂部。該冷卻裝置可滿足不同功率等級氫燃料電池供電技術軌道車輛的冷卻要求，為國內(nèi)采用氫燃料電池供電技術的軌道車輛提供了一種的冷卻技術和產(chǎn)品。
【IPC分類】H01M8/04
【公開號】CN105119005
【申請?zhí)枴緾N201510580055
【發(fā)明人】周美旺, 王博
【申請人】中國北車集團大連機車研究所有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月11日