轨道车辆的车载电源自发电制冷系统.pdf

本发明公开了一种轨道车辆的车载电源自发电制冷系统，包括设有车载电源的电源箱，所述电源箱的顶部为敞口结构，所述电源箱内设有温度传感器，顶部设有散热片A，所述散热片A的顶部设有多片制冷片，所述制冷片的制冷端面面向散热片A，制冷片的散热面背向散热片A，所述制冷片通过互锁电路和换向电路与控制电源串联连通。从上述结构可知，本发明的轨道车辆的车载电源自发电制冷系统，当车载电源的电源箱内的温度较高时，控制电源对制冷片供电以使制冷片自动对电源箱进行降温；当车载电源的电源箱内的温度在安全温度范围时，制冷片对控制电源进行反向充电，以降低能源消耗。

权利要求书
1.   轨道车辆的车载电源自发电制冷系统，包括设有车载电源的电源箱（1），其特征在于：所述电源箱（1）的顶部为敞口结构，所述电源箱（1）内设有温度传感器（11），顶部设有散热片A（3），所述散热片A（3）的顶部设有多片制冷片（4），所述制冷片（4）的制冷端面面向散热片A（3），制冷片（4）的散热面背向散热片A（3），所述制冷片（4）通过互锁电路和换向电路与控制电源串联连通。

2.   如权利要求1所述的轨道车辆的车载电源自发电制冷系统，其特征在于：所述散热片A（3）通过电源箱（1）敞口边沿所设的框架（2）与电源箱（1）固定。

3.   如权利要求2所述的轨道车辆的车载电源自发电制冷系统，其特征在于：所述制冷片（4）与散热片A（3）之间设有散热片B（5），所述制冷片（4）的制冷端面固定于散热片B（5）背向翅片B（8）的端面上，所述散热片B（5）与框架（2）固定连接。

4.   如权利要求3所述的轨道车辆的车载电源自发电制冷系统，其特征在于：所述散热片A（3）的翅片A（7）和散热片B（5）的翅片B（8）相互交错。

5.   如权利要求3所述的轨道车辆的车载电源自发电制冷系统，其特征在于：所述制冷片（4）的制热端面上固定有散热片C（6），所述散热片C（6）背向翅片C的端面与制冷片（4）固定。

6.   如权利要求5所述的轨道车辆的车载电源自发电制冷系统，其特征在于：所述散热片C（6）的翅片C上方设有风扇（9），所述风扇（9）固定于框架（2）。

7.   如权利要求3~6其中任意一项所述的轨道车辆的车载电源自发电制冷系统，其特征在于：所述制冷片（4）与散热片B（5）和散热片C（6）之间设有导热硅胶。

8.   如权利要求1所述的轨道车辆的车载电源自发电制冷系统，其特征在于：所述互锁电路包括第一接触器KM1的电磁线圈、常开触点和常闭触点，以及第二接触器KM2的电磁线圈、常开触点和常闭触点，还包括温度控制器；所述互锁电路的其中一路包括温度控制器的下限温度开关与第一接触器KM1的常开触点并联后再与第二接触器KM2的常闭触点和第一接触器KM1的电磁线圈串联；所述互锁电路的另一路包括温度控制器的上限温度开关与第二接触器KM2的常开触点并联后再与第一接触器KM1的常闭触点和第二接触器KM2的电磁线圈串联。

9.   如权利要求8所述的轨道车辆的车载电源自发电制冷系统，其特征在于：温度控制器与温度传感器（11）导电连通，所述温度控制器的下限温度在30~45摄氏度范围内，上限温度在50~65摄氏度范围内。

10.   如权利要求1所述的轨道车辆的车载电源自发电制冷系统，其特征在于：所述换向电路包括第一接触器KM1的开关和第二接触器KM2的开关；所述第一接触器KM1的开关闭合后，制冷片处于发电状态，所述第二接触器KM2的开关闭合后，制冷片处于制冷状态。

说明书轨道车辆的车载电源自发电制冷系统
技术领域
本发明涉及轨道车辆制造领域，具体涉及一种轨道车辆的车载电源自发电制冷系统。
背景技术
车载电源供电的新能源有轨车，其车载电源供电是其核心技术，车载电源的散热好坏影响电容电池的特性。通常是使用散热风扇来给电源降温，本文从合理利用废气发电、快速制冷降温为出发点，提出了用半导体制冷/制热片给车载电源自适应散热。
传统的风扇散热过程为－－－车载电源在使用过程中，由于内阻的存在，在电流流过电源内部后会产生热量，车载电源是装在电池箱体内，所以这些热量就会聚集在箱体内，然后通过电源箱体的两侧打孔安装风扇的方式将热风导出箱体。
风扇散热效率低，利用其他的能源将热量排除箱体，不会产生新能源。不能快速制冷，最突出的一点是电源箱体内的温度总是高于箱体外的温度。这在夏季，太阳直射情况下，箱体温度可接近甚至超过60摄氏度，电源最佳工作温度在20~40摄氏度之间，这就给电源的安全和寿命带来的极大的破坏。使其使用寿命缩短一半。利用半导体制冷片设计的自适应散热系统可有效的解决这一难题。
半导体制冷片材料为碲化铋，加入不纯物经过特殊处理而制成N型或P型半导体温差元件，它的特点是一面制冷一面制热。在接通直流电的情况下，电子由负极出发，首先经过P型半导体，在此吸收热量，到N型半导体又将热量释放出来，每经过一个PN模块，就有热量由一边被送到另一边，造成温差冷热端。它的温差范围可以达到100摄氏度。另外，在没有与直流电源接通的情况下，半导体制冷片的P型半导体吸收热量之后，使得电子产生定向流动，从而将热能转化成电能。
发明内容
本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种轨道车辆的车载电源自发电制冷系统，当车载电源的电源箱内的温度较高时，控制电源对制冷片供电以使制冷片自动对电源箱进行降温；当车载电源的电源箱内的温度在安全温度范围时，制冷片对控制电源进行反向充电，以降低能源消耗；通过散热片A和散热片B的翅片A和翅片B相互交错，提高了制冷片的制冷效率；通过对制冷片制热端面设有散热片C，并且通过风扇将散热片C的翅片C散发出的热量带走，进一步提高了散热效率。
本发明所采取的技术方案是：
轨道车辆的车载电源自发电制冷系统，包括设有车载电源的电源箱，所述电源箱的顶部为敞口结构，所述电源箱内设有温度传感器，顶部设有散热片A，所述散热片A的顶部设有多片制冷片，所述制冷片的制冷端面面向散热片A，制冷片的散热面背向散热片A，所述制冷片通过互锁电路和换向电路与控制电源串联连通。
本发明更进一步改进方案是，所述散热片A通过电源箱敞口边沿所设的框架与电源箱固定。
本发明更进一步改进方案是，所述制冷片与散热片A之间设有散热片B，所述制冷片的制冷端面固定于散热片B背向翅片B的端面上，所述散热片B与框架固定连接。
本发明更进一步改进方案是，所述散热片A的翅片A和散热片B的翅片B相互交错。
本发明更进一步改进方案是，所述制冷片的制热端面上固定有散热片C，所述散热片C背向翅片C的端面与制冷片固定。
本发明更进一步改进方案是，所述散热片C的翅片C上方设有风扇，所述风扇固定于框架。
本发明更进一步改进方案是，所述制冷片与散热片B和散热片C之间设有导热硅胶。
本发明更进一步改进方案是，所述互锁电路包括第一接触器KM1的电磁线圈、常开触点和常闭触点，以及第二接触器KM2的电磁线圈、常开触点和常闭触点，还包括温度控制器；所述互锁电路的其中一路包括温度控制器的下限温度开关与第一接触器KM1的常开触点并联后再与第二接触器KM2的常闭触点和第一接触器KM1的电磁线圈串联；所述互锁电路的另一路包括温度控制器的上限温度开关与第二接触器KM2的常开触点并联后再与第一接触器KM1的常闭触点和第二接触器KM2的电磁线圈串联。
本发明更进一步改进方案是，温度控制器与温度传感器导电连通，所述温度控制器的下限温度在30~45摄氏度范围内，上限温度在50~65摄氏度范围内。
本发明更进一步改进方案是，所述换向电路包括第一接触器KM1的开关和第二接触器KM2的开关；所述第一接触器KM1的开关闭合后，制冷片处于发电状态，所述第二接触器KM2的开关闭合后，制冷片处于制冷状态。
本发明的有益效果在于：
第一、本发明的轨道车辆的车载电源自发电制冷系统，当车载电源的电源箱内的温度较高时，控制电源对制冷片供电以使制冷片自动对电源箱进行降温；当车载电源的电源箱内的温度在安全温度范围时，制冷片对控制电源进行反向充电，以降低能源消耗，同时仍然可以对电源箱继续进行降温。
第二、本发明的轨道车辆的车载电源自发电制冷系统，通过散热片A和散热片B的翅片A和翅片B相互交错，提高了制冷片的制冷效率。
第三、本发明的轨道车辆的车载电源自发电制冷系统，通过对制冷片制热端面设有散热片C，并且通过风扇将散热片C的翅片C散发出的热量带走，进一步提高了散热效率。
附图说明：
图1为本发明的主视剖视示意图。
图2为本发明的控制示意图。
图3为本发明的电路示意图。
具体实施方式：
结合图1、图2和图3可知，本发明包括设有车载电源的电源箱1，所述电源箱1的顶部为敞口结构，所述电源箱1内设有温度传感器11，顶部设有散热片A3，所述散热片A3的顶部设有多片制冷片4，所述制冷片4的制冷端面面向散热片A3，制冷片4的散热面背向散热片A3，所述制冷片4通过互锁电路和换向电路与控制电源串联连通。
所述散热片A3通过电源箱1敞口边沿所设的框架2与电源箱1固定。
所述制冷片4与散热片A3之间设有散热片B5，所述制冷片4的制冷端面固定于散热片B5背向翅片B8的端面上，所述散热片B5与框架2固定连接。
所述散热片A3的翅片A7和散热片B5的翅片B8相互交错。
所述制冷片4的制热端面上固定有散热片C6，所述散热片C6背向翅片C的端面与制冷片4固定。
所述散热片C6的翅片C上方设有风扇9，所述风扇9固定于框架2。
所述制冷片4与散热片B5和散热片C6之间设有导热硅胶。
所述互锁电路包括第一接触器KM1的电磁线圈、常开触点和常闭触点，以及第二接触器KM2的电磁线圈、常开触点和常闭触点，还包括温度控制器；所述互锁电路的其中一路包括温度控制器的下限温度开关与第一接触器KM1的常开触点并联后再与第二接触器KM2的常闭触点和第一接触器KM1的电磁线圈串联；所述互锁电路的另一路包括温度控制器的上限温度开关与第二接触器KM2的常开触点并联后再与第一接触器KM1的常闭触点和第二接触器KM2的电磁线圈串联。
所述互锁电路中包括包括温度控制器的下限温度开关与第一接触器KM1的常开触点并联后再与第二接触器KM2的常闭触点和第一接触器KM1的电磁线圈串联的第一路电路中，还串联有延时开关，所述延时开关的延时时间在2~10分钟范围内（本实施案例中，延时开关的延时时间为5分钟）。
温度控制器与温度传感器11导电连通，所述温度控制器的下限温度在30~45摄氏度范围内（本实施案例中，温度控制器的下限温度为40摄氏度），上限温度在50~65摄氏度范围内（本实施案例中，温度控制器的上限温度为55摄氏度）。
所述换向电路包括第一接触器KM1的开关和第二接触器KM2的开关；所述第一接触器KM1的开关闭合后，制冷片处于发电状态，所述第二接触器KM2的开关闭合后，制冷片处于制冷状态。
本发明使用时，车载电源开始工作，电源箱1内的起始温度较低，当一开始温度传感器11检测到电源箱1温度在40摄氏度以下时，温度控制器的下限温度开关得到温度传感器11的信号之后闭合，延时5分钟后，延时开关也闭合，此时第一接触器KM1的电磁线圈得电后，控制第一接触器KM1的常开触点和开关分别闭合、第一接触器KM1的常闭触点断开，使得制冷片4处于发电状态，此时制冷片4对控制电源进行充电；随着车载电源放电的继续进行，车载电源的温度逐渐升高，电源箱1内的温度也逐渐升高，当温度传感器11检测到电源箱1温度达到55摄氏度时，温度控制器的上线温度开关得到温度传感器11的信号之后闭合，此时第二接触器KM2的电磁线圈得电后，控制第二接触器KM2的常开触点和开关分别闭合、第二接触器KM2的常闭触点断开，使得控制电源对制冷片4进行供电，此时制冷片4对电源箱1进行制冷；随着制冷片4对电源箱1内进行制冷之后，电源箱1内的温度逐渐降低，当电源箱1内的温度再次低于40摄氏度之后，温度控制器的下限温度开关得到温度传感器11的信号之后闭合，延时5分钟之后使制冷片4再次处于发电状态，继续对控制电源进行充电。