[发明专利]一种低地板有轨电车的储能模块柜体及其柜体设计方法

说明书

技术领域

本发明设计一种低地板有轨电车的储能模块柜体及其柜体设计方法。

背景技术

目前，节能减排成为世界各国共同关注的焦点，而有轨电车正在受到青睐，即将大量投入使用，这不仅符合国家“科技、人文、生态、高效”的发展主题，而且代表了现代交通的 发展趋势。有轨电车最常见的就是低地板车。目前针对轨电车的储能模块柜体的结构设计没有专门的设计方法，通常是用实际的受力试验来进行结构强度的验算，耗时耗力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构设计合理、结构强度牢固、散热效果好的低地板有轨电车的储能模块柜体。

为了解决上述技术问题，本发明包括柜体钢结构框架，所述柜体钢结构框架为长方体结构，所述柜体钢结构框架包括两个平行设置的第一长方形框体和第二长方形框体，在第一长方形框体和第二长方形框体之间设有若干个支撑住，在第一长方形框体和第二长方形框体内设有加强杆，在第一长方形框体和第二长方形框体的加强杆之间设有若干个支撑住，在柜体钢结构框架的四个侧边依次设有第一侧板、第二侧板、第三侧板和第四侧板，在柜体钢结构框架的正面铰接有两个可以闭合的第一柜门和第二柜门，在第一柜门和第二柜门上设有柜门把手，在第一长方形框体上设有卡置槽，在第一柜门和第二柜门上设有卷舌锁，卷舌锁上设有能卡置槽配合的卡置舌部，在柜体钢结构框架内设有高压器件区放置组件，所述高压器件区放置组件包括第一底板，在第一底板上设有若干个接触器安装座、若干个扎线杆、若干个正极铜牌安装座和若干个负极铜牌安装座，在第一侧板上设有若干个通风风扇和若干个吊耳、在第二侧板上设有若干个通气孔，在第三侧板上设有若干个百叶窗和若干个吊耳。柜体钢结构框架的结构简单，方便制造加工，加强杆增加了整体的结构强度，通风风扇和通气孔增加了整体的散热效果。

作为本发明的进一步改进，在第二侧板上设有铰链连接座，第二侧板上的铰链连接座的一端与第一柜门连接，在第四侧板上设有铰链连接座，第四侧板上的铰链连接座的一端与第二柜门连接，在长方形框体与第一柜门、第二柜门的接触面上设有密封板，密封板上设有密封条。

本发明还包括一种低地板有轨电车的储能模块柜体的设计方法，包括以下步骤：

A、有限元模型的建立：

（1）根据储能模块柜体的柜体钢结构框架的结构形状尺寸在Hypermesh软件进行建模，对柜体钢结构框架的整体结构抽取中面，然后采用壳单元Shell181进行离散处理，Shell181单元设置为非协调模式的完全积分算法，并且控制有限元计算模型的三角形单元所占比例小于5%，单元翘曲小于10度；

（2）通过Hypermesh软件对单个超级电容模组将其简化为集中质量施加于质心处，采用Mass21单元对集中质量进行模拟，然后通过Beam188单元和点接触算法将集中质量与柜体钢结构框架上螺栓孔位置处连接，对于柜体钢结构框架上的钢结构焊接处采用节点耦合的方法进行建模；

B、各工况下储能模块柜体的强度计算：

（1）将柜体钢结构框架的有限元模型导入到Ansys软件中；

（2）在Ansys软件中进行第一种工况的结构强度计算，在Ansys软件中设置第一种工况状态，第一种工况模拟装有储能模块柜体的车辆的垂向工况，第一种工况下的载荷为额外的垂向冲击加速度为1.5g，然后在Ansys软件中对柜体钢结构框架上各点的等效应力进行von Mises应力评定，判断柜体钢结构框架上各点的等效应力与柜体钢结构框架材料的屈服强度的大小关系；

（3）在Ansys软件中进行第二种工况的结构强度计算，在Ansys软件中设置第二种工况状态，第二种工况模拟装有储能模块柜体的车辆的垂向工况、急加速工况、急转弯工况下的合成工况，第二种工况下的载荷为额外的垂向冲击加速度为1.5g、进击加速时的冲击加速度为0.7g和急转弯时冲击加速度为0.7g，然后在Ansys软件中对柜体钢结构框架上各点的等效应力进行von Mises应力评定，判断柜体钢结构框架上各点的等效应力与柜体钢结构框架材料的屈服强度的大小关系；