[发明专利]铁路车辆及用于使铁路车辆的电功率转换装置冷却的方法有效

专利信息
申请号: 201880070837.X 申请日: 2018-10-30
公开(公告)号: CN111278709B 公开(公告)日: 2022-05-24
发明(设计)人: B.托伦斯;S.伊斯勒;T.乔杜里;H.齐格 申请(专利权)人: 日立能源瑞士股份公司
主分类号: B61C17/04 分类号: B61C17/04
代理公司: 北京市汉坤律师事务所 11602 代理人: 王菲;张涛
地址: 瑞士*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 铁路车辆 用于 电功率 转换 装置 冷却 方法
【说明书】:

铁路车辆(1)包括:电功率转换装置(10);包括流体的冷却回路(15),其热连接到电功率转换装置(10),并且包括用于将来自电功率转换装置(10)的热能耗散到周围空气的至少一个换热器(20、21),其中,铁路车辆(1)的至少一个侧壁(30、31)包括至少一个开口(40、41、45、46、47、48),并且其中,至少一个换热器(20、21)布置成被由铁路车辆(1)的移动所引起的通过至少一个开口(40、41、45、46、47、48)的空气流冷却,其中,至少一个换热器(20、21)和至少一个开口(40、41、45、46、47、48)位于铁路车辆(1)的顶部水平处。而且,提供用于位于铁路车辆的顶部水平处的电功率转换装置的相应的冷却方法。

技术领域

本公开的各方面涉及:铁路车辆,其具有位于铁路车辆的顶部水平处的、带有冷却回路的电功率转换装置;以及用于使位于铁路车辆的顶部水平处的电功率转换装置冷却的方法。

背景技术

与自然地冷却的许多其它变压器类型(配电变压器、功率变压器等等)相反,铁路车辆中的牵引变压器典型地需要泵以确保对绕组的强制液体冷却,且需要由换热器和风扇组成的冷却系统,以确保对冷却液体(典型地,油)的强制空气冷却。

产生该差异的原因是,牵引变压器被规定具有比其它类型的变压器更高得多的功率密度,因为,牵引变压器嵌入于列车中,受到可用容积和重量非常有限的限制。结果,使用较小的芯区段和导线区段,以便使芯和绕组两者尺寸减小。减小的芯区段导致增加的线匝数量以及因而增加的导线长度,这与线匝的更高的电流密度组合而导致明显更高的变压器损耗。牵引变压器的典型的效率是93-95%。因此,必须从这样的变压器耗散相当大量的热,这样的变压器同时具有非常紧凑的形状因子。

鉴于上文,牵引变压器不能被自然地冷却,这就是包括冷却液体、泵、换热器以及风扇的主动冷却典型地对于实现高效冷却而为必要的原因。这样的冷却系统的活动机械部件也自然地比变压器更易于失效。对于在铁路车辆中采用的其它电功率转换装置(诸如,例如用于电动马达的基于半导体的开关单元)会出现类似问题,这些电功率转换装置在具有紧凑的形状因子的同时,也产生相当大量的热能,并且因而也需要主动冷却。

鉴于上文,并且出于其它原因,存在对于本发明的需要。

发明内容

鉴于上文,提供根据本公开的以下技术方案的铁路车辆和用于使位于铁路车辆的顶部水平处的电功率转换装置冷却的方法。

根据第一方面,提供一种铁路车辆。该铁路车辆包括:电功率转换装置;包括流体的冷却回路,其热连接到电功率转换装置,并且包括用于将来自电功率转换装置的热能耗散到周围空气的至少一个换热器,其中,铁路车辆的至少一个侧壁包括至少一个开口,并且其中,至少一个换热器布置成被由铁路车辆的移动所引起的通过至少一个开口的空气流冷却,并且其中,至少一个换热器和至少一个开口位于铁路车辆的顶部水平处。

根据第二方面,提供一种用于使位于铁路车辆的顶部水平处的电功率转换装置冷却的方法。该方法包括:将空气流从铁路车辆的一侧引导通过铁路车辆的至少一个侧壁中的至少一个开口;将空气流引导到换热器,换热器为包括流体的冷却回路的部分,冷却回路连接到电功率转换装置;将来自电功率转换装置的热能经由至少一个换热器来耗散到空气流;通过至少一个开口将空气流引导出去。

可与本文中所描述的实施例组合的另外的优点、特征、方面以及细节自从属权利要求、描述以及附图显而易见。

附图说明

将在下文中参考附图而描述更多细节,其中,

图1显示根据实施例的铁路车辆的顶部区段的横截面图;

图2显示根据另外的实施例的铁路车辆的顶部区段的横截面图;

图3显示根据另外的实施例的铁路车辆的顶部区段的透视图;

图4显示根据实施例的铁路车辆的顶部区段的横截面图;

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