一种轨道交通车辆及其储能电源散热系统的制作方法

本实用新型涉及轨道交通车辆技术领域，特别涉及一种储能电源散热系统。本实用新型还涉及一种轨道交通车辆。

背景技术：

随着轨道交通技术的发展，越来越多的轨道交通车辆已投入生产使用。

近些年来人们越来越重视新型电源的开发与利用，储能电源作为一种新形式的电源，在轨道交通领域也得到较多的运用。

超级电容作为储能电源的一种，因其高功率密度、宽温度特性以及优秀的环境适应性，越来越受到轨道交通行业的重视。超级电容储能电源的内部温度直接影响到储能电源的工作效率、安全性以及使用寿命等多个重要指标，储能电源的温度控制是设计储能电源过程中需要考虑的重要因素。

目前的储能电源箱设计，采用箱体外壁面进出风的方法，由于箱体内部结构非常复杂，导致内部空气流动容易受到阻碍，从而严重的影响了储能电源的散热效果，甚至导致储能电源内部温度分布极其不均匀。同时，现有技术中对于储能电源的散热方法比较粗糙，储能电源箱内不同位置的储能电源可能受到不同的散热效果，对于各个储能电源的散热性能分配不精确，可能导致部分储能电源的局部温升过高或者冷却过度的问题。

因此，如何提高对储能电源的散热均匀性，合理分配散热性能，避免出现局部温升过高或局部冷却过度的情况，是本领域技术人员面临的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种储能电源散热系统，能够提高对储能电源的散热均匀性，合理分配散热性能，避免出现局部温升过高或局部冷却过度的情况。本实用新型的另一目的是提供一种轨道交通车辆。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种储能电源散热系统，包括用于安装各储能电源的散热支架、开设于所述散热支架内的若干个气腔、开设于所述散热支架表面上并与对应的所述气腔连通以对各所述储能电源分别进行散热的出风口、与各所述气腔连通并用于控制冷空气的输出风压的空压控制器，以及设置于各所述储能电源的外壁表面上、用于检测其表面温度并将检测值发送给所述空压控制器以使其控制各所述气腔的输出风压的温度传感器。

优选地，还包括与车辆控制系统信号连接、用于将车辆运行功率的变化趋势数据发送给所述空压控制器的预测散热控制器，以使所述空压控制器根据接收数据预先调节各所述气腔的输出风压。

优选地，所述散热支架内沿垂向方向开设有若干层所述气腔，且各层所述气腔与对应的各所述出风口分别连通。

优选地，各所述出风口分别开设在所述散热支架表面上位于各所述储能电源的侧边位置处，且各所述出风口的出风方向均朝向各所述储能电源的外壁表面。

优选地，位于所述散热支架两侧位置的所述出风口的开口面积小于位于所述散热支架中间位置的所述出风口的开口面积。

优选地，所述空压控制器的出风口通过若干根空气管路与各所述气腔分别连通。

本实用新型还提供一种轨道交通车辆，包括车体和设置于所述车体上的储能电源散热系统，其中，所述储能电源散热系统具体为上述任一项所述的储能电源散热系统。

本实用新型所提供的储能电源散热系统，主要包括散热支架、气腔、出风口、空压控制器和温度传感器。其中，散热支架主要用于安装各个储能电源，同时也是各个储能电源的主要散热场所。在散热支架内开设有若干个气腔，同时在散热支架的表面上开设有若干个出风口，各个出风口分别与各自对应的气腔连通，并且各个出风口分别用于对相应的各个储能电源进行强制对流散热。空压控制器同时与各个气腔连通，主要用于向各个气腔中导入冷空气，同时可精确地控制进入到各个气腔中的冷空气的输出风压，进而可以精确控制各个出风口处的冷空气的流量与风速等参数。温度传感器设置在各个储能电源的外壁表面上，主要用于检测各个储能电源的表面温度，同时将实时检测值发送给空压控制器，使得空压控制器根据接收到的温度检测数据分别调节各个气腔中的输出风压，从而针对性地对各个储能电源进行散热，实现散热性能的精确分配。因此，本实用新型所提供的储能电源散热系统，提高对储能电源的散热均匀性，合理分配散热性能，避免出现局部温升过高或局部冷却过度的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的一种具体实施方式的模块结构图。

图2为图1中所示的散热支架的具体结构示意图。

图3为图2的俯视图。

其中，图1—图3中：

储能电源—a；

散热支架—1，气腔—2，出风口—3，空压控制器—4，温度传感器—5，预测散热控制器—6，空气管路—7。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1，图1为本实用新型所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。

在本实用新型所提供的一种具体实施方式中，储能电源散热系统主要包括散热支架1、气腔2、出风口3、空压控制器4和温度传感器5。

其中，散热支架1主要用于安装各个储能电源a，作为各个储能电源a的承载支架使用，同时也是各个储能电源a的主要散热场所。一般的，散热支架1可呈长条矩形状，而各个储能电源a可沿其长度方向均匀立设在其表面上。

在散热支架1内开设有若干个气腔2，同时在散热支架1的表面上开设有若干个出风口3，各个出风口3分别与各自对应的气腔2连通，并且各个出风口3分别用于对相应的各个储能电源a进行强制对流散热。

空压控制器4同时与各个气腔2连通，主要用于向各个气腔2中导入冷空气，同时可精确地控制进入到各个气腔2中的冷空气的输出风压，进而可以精确控制各个出风口3处的冷空气的流量与风速等参数。

温度传感器5设置在各个储能电源a的外壁表面上，主要用于检测各个储能电源a的表面温度，同时将实时检测值发送给空压控制器4，使得空压控制器4根据接收到的温度检测数据分别调节各个气腔2中的输出风压，从而针对性地对各个储能电源a进行散热，实现散热性能的精确分配。

因此，本实施例所提供的储能电源散热系统，提高对储能电源的散热均匀性，合理分配散热性能，避免出现局部温升过高或局部冷却过度的情况。

需要说明的是，本实施例中所指储能电源a，主要指的是超级电容。当然，本储能电源散热系统也能同时适用于其余类型的储能电源，比如蓄电池等。

此外，考虑到储能电源a自身的发热效率与车辆运行功率直接相关，一般的，当车辆运行功率较高时，电能消耗加剧，储能电源a的发热效率较高，反之亦然。为此，本实施例中增设了预测散热控制器6。具体的，该预测散热控制器6与车辆控制系统信号连接，比如可与ecu等控制器信号连接，可实时分析车辆的运行功率，并可计算出一段时间内的车辆运行功率变化趋势，再将该数据发送给空压控制器4。而空压控制器4在接收到该数据后，可与温度传感器5所反馈的储能电源a表面实时温度数据相结合，预先调节各个气腔2中的输出风压，从而使得对储能电源a的散热性能分配能够及时跟上储能电源a的发热效率的变化。比如，若预测散热控制器6分析出接下来的一段时间内，车辆运行功率理论上将持续处于较高范围，则空压控制器4可以迅速提高各个气腔2中的输出风压。

如图2和图3所示，图2为图1中所示的散热支架1的具体结构示意图，图3为图2的俯视图。

在关于散热支架1的一种优选实施方式中，该散热支架1内可沿着垂向方向开设若干层气腔2，各层气腔2互相隔离，并分别与对应的出风口3连通。具体的，在散热支架1内可沿垂向开设3层或更多层气腔2，同时各层气腔2可分别通过通道或管腔与散热支架1上开设的各个出风口3连通。当然，气腔2在散热支架1内的开设方式并不仅限于上述垂直分层式开设，其余比如沿长度方向分段式开设也是可行的。

为保证从出风口3中吹出的冷空气能够高效地带走各个储能电源a的热量，本实施例中，各个出风口3可分别开设在散热支架1表面上位于各个储能电源a的侧边位置处，并且各个出风口3的出风方向均朝向各个储能电源a的外壁表面。如此设置，冷空气从各个出风口3处喷出后，即能够迅速与各个储能电源a的表面相接触，在一定流速的持续接触下，冷空气可通过对流换热过程将储能电源a散发的热量带走，相比于现有技术，有效地避免了冷空气在储能电源a箱内的无效流动，提高了散热效率。

考虑到各个储能电源a一般以电源单体立柱的方式立设在散热支架1的表面上，并且一般由4根电源单体立柱形成电源组合抱分布形式，为此，本实施例中，各个出风口3可在散热支架1的表面上与各组电源组的对应位置处呈“十”字形进行开设。如此设置，同一个出风口3中喷射出的冷空气即可以同时作用于两根电源单体的外壁表面，冷空气资源利用率得到提高。

进一步的，考虑到储能电源a一般在散热支架1上沿其长度方向均匀分布，如此，各个储能电源a所发散的热量将呈现两边稀疏而中间浓厚的分布情况，针对此，本实施例中，位于散热支架1长度方向上的两侧位置处的出风口3的开口面积，将略小于位于散热支架1长度方向上的中间位置处的出风口3的开口面积。如此设置，位于散热支架1中间范围内的出风口3将能够具有更大的冷空气流量和流速，从而针对性地对散热支架1上热量蓄积情况比较严重的区域进行降温散热。

此外，考虑到散热支架1在轨道车辆上的设置位置可能与空压控制器4的设置位置存在一定距离，本实施例中，空压控制器4的出风口3可通过若干根空气管路7与散热支架1的各个气腔2分别连通。具体的，各根空气管路7还可以复用轨道车辆上原本铺设的管路，或者采用便于弯曲布线的软管等。如此设置，即可通过各根空气管路7保证空压控制器4与气腔2之间的气密性，从而提高空压控制器4对各个气腔2的输出风压的控制精度。

本实施例还提供一种轨道交通车辆，主要包括车体和设置在车体上的储能电源散热系统，其中，该储能电源散热系统的具体内容与上述相关内容相同，此处不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。