[发明专利]一种有轨电车储能热管理系统和方法

权利要求书

1.一种有轨电车储能热管理系统，其特征在于，包括储能组件(11)、储能箱体(1)、驱动器(3)、控制器(4)、温度检测器(7)和人机交互装置；

所述储能组件(11)，包括多个储能单体(8)构成，在每个储能单体(8)之间设置有变相散热件；

所述储能箱体(1)，放置储能组件(11)；在储能箱体(1)上设置有自然风进风口、空调风进风口和出风口，在所述自然风进风口上设置进风导流板(9)，在所述空调风进风口上设置进风阀门(5)与进风风扇(6)，所述进风导流板(9)、进风阀门(5)与进风风扇(6)的驱动端均分别通过驱动器(3)连接至控制器(4)；

所述控制器(4)分别与驱动器(3)、温度检测器(7)和人机交互装置通信电连接；所述控制器(4)通过温度检测器(7)监测储能组件(11)的温度以及环境温度，根据耦合热管理控制策略进行分析，从而由控制器(4)发信号给驱动器(3)对进风导流板(9)、进风阀门(5)与进风风扇(6)进行控制，构建自然风与空调风相互配合的耦合风冷调节储能组温度。

2.根据权利要求1所述的一种有轨电车储能热管理系统，其特征在于，在所述储能箱体(1)底壁上设置有空调风进风口，在空调风进风口内设置进风风扇(6)；在所述空调风进风口处设置进风阀门(5)为旋转阀门，所述驱动器(3)接收到控制器(4)的信号后驱动旋转阀门开闭；所述旋转阀门包括挡板或叶片，驱动器(3)驱动挡板或叶片以转轴为中心旋转来控制阀门开闭。

3.根据权利要求2所述的一种有轨电车储能热管理系统，其特征在于，在所述箱体一侧侧壁上设置进风导流板(9)，近进风导流板(9)端设有自然风进风口；在所述进风导流板(9)的对侧箱体侧壁上设置出风导流板(10)，近出风导流板(10)端设有出风口，在所述出风口内设置排风风扇(12)，通过排风风扇(12)的转动产生压强差将箱体内的冷却风导流到外部；所述出风导流板(10)与箱体所在面垂直。

4.根据权利要求3所述的一种有轨电车储能热管理系统，其特征在于，在所述储能箱体(1)内并列放置多个储能组件(11)，且在每个储能组件(11)旁的储能箱体(1)底壁上均设置有空调风进风口，在每个空调风进风口内均设置有进风风扇(6)，在空调风进风口处均设置有进风阀门(5)。

5.根据权利要求4所述的一种有轨电车储能热管理系统，其特征在于，在所述储能箱体(1)底部设置有U型支撑固定架(14)。

6.根据权利要求1所述的一种有轨电车储能热管理系统，其特征在于，所述变相散热件包括相变材料(13)和散热片(2)，所述散热片(2)贴敷在储能单体(8)的侧壁上，在每个储能单体(8)侧壁的散热板之间填充相变材料(13)。

7.根据权利要求6所述的一种有轨电车储能热管理系统，其特征在于，所述相变材料(13)为石蜡泡沫铝复合材料，所述散热片(2)为铜片，且在所述散热片(2)与储能单体(8)之间通过导热硅胶贴合。

8.一种有轨电车储能热管理方法，其特征在于，包括步骤：

S100，通过温度检测器(7)监测储能组件温度和环境温度，并将检测数据与人机交互装置实现交互；

S200，通过耦合热管理控制策略，根据对储能组件温度和环境温度的分析判断确定工作模式；

S300，控制器(4)根据相应的工作模式发出控制指令给各驱动器(3)对进风导流板(9)、进风阀门(5)与进风风扇(6)进行控制，从而构建自然风与空调风相互配合的耦合风冷以调节储能组件温度。

9.根据权利要求8所述的一种有轨电车储能热管理方法，其特征在于，通过温度检测器(7)实时监测环境温度T1，通过温度检测器(7)实时监测储能组件温度包括近箱体进风导流板(9)侧储能组件温度T2和近箱体出风导流板(10)侧储能组件温度T3。

10.根据权利要求9所述的一种有轨电车储能热管理方法，其特征在于，在所述耦合热管理控制策略中，包括步骤：

S201，设置环境温度高温阈值T1_s、环境温度低温阈值T1_d、储能组件温度高温阈值T_s、储能组件温度低温阈值T_d、以及储能组件温差阈值△T_s；

S202，根据对组件温度和环境温度的分析判断确定工作模式，包括：

模式一：当T1_d＜T1＜T1_s||(T_d＜T2＜T_s&&T_d＜T3＜T_s)时，控制所述进风导流板(9)与储能箱体(1)侧壁呈θ1>0°的进风夹角，关闭所有进风阀门(5)，关闭所有进风风扇(6)，形成自然风与变相散热件配合以对储能组件(11)散热；通过温度检测器(7)检测的温度评估散热效果，若采用模式一不能满足其散热需求时，改用模式二进行强制散热；

模式二：当T1＞T1_s&&T2＞T_s&&T3＞T_s时，控制所述进风导流板(9)与储能箱体(1)侧壁呈0°夹角使得自然风进风口关闭，打开单组所述进风阀门(5)，打开单组进风风扇(6)引入空调风以对储能组件(11)强制散热；

模式三：在模式二的基础上，当|T2-T3|＞ΔT_s，打开多组所述进风阀门(5)，打开多组进风风扇(6)引入空调风对储能组件(11)强制散热；

模式四：当T1＜T1_d&&T2＜T_d&&T3＜T_d时，控制所述进风导流板(9)与储能箱体(1)侧壁呈0°夹角使得自然风进风口关闭，打开单组所述进风阀门(5)，打开单组进风风扇(6)引入空调风对储能组件(11)加热；

模式五：在模式四的基础上，当|T2-T3|＞ΔT_s，打开多组所述进风阀门(5)，打开多组进风风扇(6)引入空调风对储能组件(11)加热。