发明内容
针对上述问题,本发明提供了一种新能源轨道机车用动力电池双作用控温系统及设备,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种新能源轨道机车用动力电池双作用控温设备,包括动力电池组,所述动力电池组的外部设有冷板,所述冷板的一侧连接有气体管路,所述气体管路远离冷板的一端连接有压缩机,所述压缩机的一侧连接有风冷冷凝器,所述气体管路的外部设有旁路管道一,所述旁路管道一远离气体管路的一端与风冷冷凝器连接,所述风冷冷凝器的外部连接有液体管路,所述液体管路远离风冷冷凝器的一端与冷板连接,所述液体管路的外部设有膨胀阀,所述液体管路的外部连接有旁路管道二,所述旁路管道二远离液体管路的一端与液体管路靠近冷板的一侧连接,所述旁路管道二的外部及旁路管道一的外部均设有电磁阀。
进一步的,所述旁路管道二的外部设有PTC加热器。
进一步的,所述风冷冷凝器包括机架,所述机架的内部设有铜管,所述机架的内部等距设有多对翅片,所述翅片对称设置在铜管的外部,所述翅片上设有与铜管匹配的插口,所述插口内设有导热片,所述导热片位于相邻的铜管之间,所述导热片、翅片均与铜管接触,所述导热片的外部设有用于限制其位置的限位组件,所述翅片的外部设有用于清理导热片的清理组件,所述机架的顶壁开设有与翅片对应的滑槽,所述滑槽内滑动安装有滑块,所述滑块的内部设有腔体,所述腔体内滑动安装有矩形板,所述矩形板的顶部固定安装有第一弹簧,所述矩形板的底部固定安装有连杆,所述连杆的底端延伸至腔体外与对应的翅片固定连接,所述滑块的外部设有用于驱动其沿着滑槽运动的驱动组件,所述机架的外部设有用于收集灰尘的收集组件,所述机架的外部设有用于抬升翅片的抬升组件。
进一步的,所述驱动组件包括固定连接在滑块远离机架中心一侧的拉绳,所述拉绳的外部且位于滑槽内套设有第二弹簧,所述第二弹簧的两端分别与滑块及滑槽内壁固定连接,所述机架的外部转动安装有与拉绳配合的收卷杆,所述拉绳远离滑块的一端延伸至滑槽外与收卷杆固定连接,所述机架的外部固定连接有与收卷杆对应的电机,所述电机的输出轴与收卷杆的端部传动连接。
进一步的,所述抬升组件包括对称设置在机架外侧下部的抬板,所述机架的外侧下部开设有与抬板端部对应的竖槽,所述抬板的两端滑动设置在对应的竖槽内,所述竖槽的顶壁固定安装有电磁铁,所述抬板两端的材质为铁。
进一步的,所述限位组件包括对称固定安装有在导热片外的限位条,所述翅片的外部固定安装有与限位条配合的限位板,所述限位板能沿着限位条向下运动,所述限位板截面为“7”字形,所述限位条的两侧分别与翅片及限位板的内侧贴合。
进一步的,所述清理组件包括固定安装在限位板底部的细管,所述细管的底部设有朝向导热片的吸入口,同侧的多个所述细管之间通过硬管连通,所述硬管的底部连接有与其连通的软管,同侧的多个所述软管的底端共同连接有横管,所述机架的一侧下部固定安装有吸尘器,所述吸尘器的抽入端与横管一端固定连接。
进一步的,所述收集组件包括对称固定连接在机架下部的收集管,所述吸尘器的外部通过抽管与收集管连通,所述收集管的顶部设有收集口,所述抽管及横管内均设有电控阀。
本发明还提供一种新能源轨道机车用动力电池双作用控温系统,包括如上述所述的新能源轨道机车用动力电池双作用控温设备。
本发明的技术效果和优点:
1、本发明通过将压缩制冷系统和分离式热管冷却系统有机的结合在一起,来达到节能和散热性能的保证,保护其双作用工作的系统结构设计,保护其双系统共用的风冷冷凝器结构,保护其双系统共用蒸发器结构,保护其双系统切换控制逻辑,通过两套系统的结合,使得整体重量及体积小;
2、本发明可实现对风冷冷凝器翅片及导热片的自动深度清理,无需人工费时费力拆卸进行清理,省时省力,保证风冷冷凝器的正常使用。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明提供了一种新能源轨道机车用动力电池双作用控温设备,如图1所示,包括动力电池组1,动力电池组1的外部设有冷板2,冷板2的一侧连接有气体管路3,气体管路3远离冷板2的一端连接有压缩机4,压缩机4的一侧连接有风冷冷凝器5,气体管路3的外部设有旁路管道一10,旁路管道一10远离气体管路3的一端与风冷冷凝器5连接,风冷冷凝器5的外部连接有液体管路6,液体管路6远离风冷冷凝器5的一端与冷板2连接,液体管路6的外部设有膨胀阀7,液体管路6的外部连接有旁路管道二8,旁路管道二8远离液体管路6的一端与液体管路6靠近冷板2的一侧连接,旁路管道二8的外部及旁路管道一10的外部均设有电磁阀9。
当空气温度超过+5℃时,系统关闭压缩机4的旁路管道一10上的电磁阀9,和膨胀阀7的旁路管道二8上的电磁阀9,系统以压缩制冷方式运行,压缩制冷模式,是以冷板2为蒸发器的直冷式冷却系统,压缩机4将制冷剂气态压入风冷冷凝器5内,在风冷冷凝器5里,高温、高压的制冷剂被风冷冷凝器5外的空气降温,同时冷凝为液体,液体制冷剂经过膨胀阀7减压喷射雾化,在冷板2内气化吸热,给动力电池组1降温,系统利用控制蒸发器即冷板2内的压力,来控制动力电池组1的冷却温度。
当车辆在寒冷的冬季或北方地区运行,空气温度下降低到5℃以下时,系统关闭压缩机4,打开压缩机4旁路管道一10上的电磁阀9,打开膨胀阀7旁路管道二8上的电磁阀9,以热管换热方式运行,系统工作原理如下:
电磁阀9打开后,所以液态制冷剂全部流入冷板2,风冷冷凝器5内排空。因为风冷冷凝器5处于低温空气中,其内部气体不断被吸热冷凝变冷液体回流到舱室内的蒸发器即冷板2内,液体在冷板2内,不断吸收动力电池组1运行过程中产生的热量,制冷剂液体吸热后蒸发成气体,又通过气体管路3输送到车顶的风冷冷凝器5内……周尔复始不断循环,持续不断的给舱室空气降温。
本发明将压缩制冷直冷系统的工作原理,结合分离式热管冷却系统的工作原理,进行有机结合的技术,来达到节能和散热性能的保证。
保护其双作用工作的系统结构设计,保护其双系统共用的冷凝器结构,保护其双系统共用蒸发器结构,保护其双系统切换控制逻辑。
如图1所示,旁路管道二8的外部设有PTC加热器11。
当外界气温过低时,动力电池组1需要加热,可以通过制冷系统给动力电池组1加热,也可以通过布置在底部的PTC加热器11给冷板2内的液体加热,然后制冷剂会按均温原理,自动将热量传递给各冷板2。
如图2至图8所示,风冷冷凝器5包括机架12,机架12的内部设有铜管13,机架12的内部等距设有多对翅片14,翅片14对称设置在铜管13的外部,翅片14上设有与铜管13匹配的插口,插口内设有导热片15,翅片14、导热片15的材质与现有技术中冷凝器上的翅片材质相同,导热片15位于相邻的铜管13之间,导热片15、翅片14均与铜管13接触,导热片15的外部设有用于限制其位置的限位组件,翅片14的外部设有用于清理导热片15的清理组件,机架12的顶壁开设有与翅片14对应的滑槽,滑槽内滑动安装有滑块16,滑块16的内部设有腔体,腔体内滑动安装有矩形板18,矩形板18的顶部固定安装有第一弹簧19,矩形板18的底部固定安装有连杆17,连杆17的底端延伸至腔体外与对应的翅片14固定连接,滑块16的外部设有用于驱动其沿着滑槽运动的驱动组件,机架12的外部设有用于收集灰尘的收集组件,机架12的外部设有用于抬升翅片14的抬升组件。
当需要清理翅片14及导热片15时,通过清理组件对导热片15进行清理,使其表面的灰尘离开导热片15,随后通过驱动组件驱动滑块16使其带着矩形板18、连杆17、翅片14运动,使得相对的两个翅片14分离,随着翅片14的运动,当翅片14与机架12的底壁分离,此时的翅片14与铜管13分离,此时压缩的第一弹簧19释放作用力带着矩形板18、连杆17、翅片14下降,使得矩形板18撞击腔体内壁产生震动,震动传递给翅片14使其震动,随后通过抬升组件驱动翅片14带着连杆17、矩形板18上升压缩第一弹簧19使其形变产生作用力,随后抬升组件取消对翅片14的抬升,同上原理翅片14再次下降,通过抬升组件的不断抬升翅片14及取消抬升,可实现翅片14的不断震动,使得将其表面的灰尘震落,同时可通过收集组件对震落的灰尘进行收集,清理完成后,抬升组件将翅片14抬升,随后驱动组件驱动翅片14复位,最终完成对导热片15及翅片14的自动深度清理,无需人工费时费力拆卸进行清理,省时省力。
如图3至图4所示,驱动组件包括固定连接在滑块16远离机架12中心一侧的拉绳22,拉绳22的外部且位于滑槽内套设有第二弹簧20,第二弹簧20的两端分别与滑块16及滑槽内壁固定连接,机架12的外部转动安装有与拉绳22配合的收卷杆21,拉绳22远离滑块16的一端延伸至滑槽外与收卷杆21固定连接,机架12的外部固定连接有与收卷杆21对应的电机34,电机34的输出轴与收卷杆21的端部传动连接。
启动电机34使其输出轴带着收卷杆21正转,使得将拉绳22收卷,随着拉绳22的收卷使得拉动滑块16使其带着矩形板18、连杆17、翅片14随之运动,使得两个相对的翅片14分离,随着滑块16的运动使得压缩第二弹簧20使其形变产生作用力,启动电机34使其输出轴反转,使得将拉绳22放出,压缩的第二弹簧20释放作用力带着滑块16复位,使得翅片14复位。
如图3所示,抬升组件包括对称设置在机架12外侧下部的抬板23,机架12的外侧下部开设有与抬板23端部对应的竖槽,抬板23的两端滑动设置在对应的竖槽内,竖槽的顶壁固定安装有电磁铁24,抬板23两端的材质为铁。
将电磁铁24通电使其具有磁性,使得吸引抬板23使其上升,抬板23上升顶着翅片14的底部使得推着翅片14上升,将电磁铁24断电使其失去磁性,取消对抬板23的吸附。
如图5至图6所示,限位组件包括对称固定安装有在导热片15外的限位条25,翅片14的外部固定安装有与限位条25配合的限位板26,限位板26能沿着限位条25向下运动,限位板26截面为“7”字形,限位条25的两侧分别与翅片14及限位板26的内侧贴合。
通过限位条25及限位板26的限制,使得导热片15无法运动,始终保持在两个相邻的铜管13之间,限位板26及限位条25的材质与现有技术中冷凝器上的翅片材质相同。
如图2、图5及图6所示,清理组件包括固定安装在限位板26底部的细管27,细管27的底部设有朝向导热片15的吸入口,同侧的多个细管27之间通过硬管28连通,硬管28的底部连接有与其连通的软管29,同侧的多个软管29的底端共同连接有横管30,机架12的一侧下部固定安装有吸尘器31,吸尘器31的抽入端与横管30一端固定连接。
启动吸尘器31使其配合横管30、软管29、硬管28、细管27及吸入口进行吸气,使得将导热片15表面的灰尘吸走,使得对导热片15进行清理。
如图2所示,收集组件包括对称固定连接在机架12下部的收集管33,吸尘器31的外部通过抽管32与收集管33连通,收集管33的顶部设有收集口,抽管32及横管30内均设有电控阀图中未示出。
清理导热片15时,将抽管32内的电控阀关闭,横管30内的电控阀开启,启动吸尘器31使其进行抽气,配合横管30、软管29、硬管28、细管27及吸入口进行吸气,将导热片15表面的灰尘吸走,对导热片15进行清理,清理导热片15结束后,将抽管32内的电控阀开启,横管30内的电控阀闭合,此时吸尘器31通过抽管32、收集管33、收集口对掉落的灰尘进行吸取收集,避免灰尘逸散。
本发明还提供一种新能源轨道机车用动力电池双作用控温设备,包括如上述的新能源轨道机车用动力电池双作用控温系统。
工作原理:当空气温度超过+5℃时,系统关闭压缩机4的旁路管道一10上的电磁阀9,和膨胀阀7的旁路管道二8上的电磁阀9,系统以压缩制冷方式运行,压缩制冷模式,是以冷板2为蒸发器的直冷式冷却系统,压缩机4将制冷剂气态压入风冷冷凝器5内,在风冷冷凝器5里,高温、高压的制冷剂被风冷冷凝器5外的空气降温,同时冷凝为液体,液体制冷剂经过液体管路6、膨胀阀7减压喷射雾化,在冷板2内气化吸热,给动力电池组1降温,系统利用控制蒸发器即冷板2内的压力,来控制动力电池组1的冷却温度。
当车辆在寒冷的冬季或北方地区运行,空气温度下降低到5℃以下时,系统关闭压缩机4,打开压缩机4旁路管道一10上的电磁阀9,打开膨胀阀7旁路管道二8上的电磁阀9,以热管换热方式运行,系统工作原理如下:
电磁阀9打开后,所以液态制冷剂全部流入冷板2,风冷冷凝器5内排空,因为风冷冷凝器5处于低温空气中,其内部气体不断被吸热冷凝变冷液体回流到舱室内的蒸发器即冷板2内,液体在冷板2内,不断吸收动力电池组1运行过程中产生的热量,制冷剂液体吸热后蒸发成气体,又通过气体管路3输送到车顶的风冷冷凝器5内……周尔复始不断循环,持续不断的给舱室空气降温。
本发明将压缩制冷直冷系统的工作原理,结合分离式热管冷却系统的工作原理,进行有机结合的技术,来达到节能和散热性能的保证。
保护其双作用工作的系统结构设计,保护其双系统共用的冷凝器结构,保护其双系统共用蒸发器结构,保护其双系统切换控制逻辑;
当外界气温过低时,动力电池组1需要加热,可以通过制冷系统给动力电池组1加热,也可以通过布置在底部的PTC加热器11给冷板2内的液体加热,然后制冷剂会按均温原理,自动将热量传递给各冷板2。
当需要清理风冷冷凝器5上的翅片14及导热片15时,将抽管32内的电控阀关闭,横管30内的电控阀开启,启动吸尘器31使其进行抽气,配合横管30、软管29、硬管28、细管27及吸入口进行吸气,将导热片15表面的灰尘吸走,对导热片15进行清理,清理导热片15结束后,将抽管32内的电控阀开启,横管30内的电控阀闭合,此时吸尘器31继续工作,配合抽管32、收集管33、收集口进行吸气,启动电机34使其输出轴带着收卷杆21正转,使得将拉绳22收卷,随着拉绳22的收卷使得拉动滑块16使其带着矩形板18、连杆17、翅片14随之运动,使得两个相对的翅片14分离,随着滑块16的运动使得压缩第二弹簧20使其形变产生作用力,随着翅片14的运动,当翅片14与机架12的底壁分离,此时的翅片14与铜管13分离,此时压缩的第一弹簧19释放作用力带着矩形板18、连杆17、翅片14下降,使得矩形板18撞击腔体内壁产生震动,震动传递给翅片14使其震动,将电磁铁24通电使其具有磁性,使得吸引抬板23使其上升,抬板23上升顶着翅片14的底部使得推着翅片14上升,翅片14带着连杆17、矩形板18上升压缩第一弹簧19使其形变产生作用力,随后将电磁铁24断电使其失去磁性,取消对抬板23的吸附,同上原理翅片14再次下降,通过将电磁铁24通电及断电,可实现翅片14的不断震动,使得将其表面的灰尘震落,同时配合吸尘器31的抽取,将灰尘通过抽管32、收集管33、收集口抽入到吸尘器31内,进行灰尘的收集,避免灰尘逸散,清理完成后,将电磁铁24通电,使得翅片14上升,启动电机34使其输出轴反转,使得将拉绳22放出,压缩的第二弹簧20释放作用力带着滑块16复位,使得翅片14复位,至此完成对翅片14及导热片15的自动深度清理,无需人工费时费力拆卸进行清理,省时省力。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制。