冷卻用于具有電驅(qū)動(dòng)器的交通工具的能量存儲(chǔ)器和充電控制器的冷卻設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種交通工具，所述交通工具具有至少一個(gè)電驅(qū)動(dòng)器和給電驅(qū)動(dòng)器供給電能的至少一個(gè)能量存儲(chǔ)器，其中交通工具包括用于通過(guò)來(lái)自位置固定的電網(wǎng)的電能給能量存儲(chǔ)器充電的至少一個(gè)集電器，能量存儲(chǔ)器經(jīng)由至少一個(gè)充電轉(zhuǎn)換器與所述集電器連接以便以受控的方式給能量存儲(chǔ)器充電。
【背景技術(shù)】
[0002]這種存儲(chǔ)器系統(tǒng)的原型在由西門子股份公司制造的客運(yùn)交通的軌道車輛中使用，其中所述軌道車輛的名稱為Combino，在里斯本的Metro Sul do Te jo運(yùn)行，并且在那里基本上用于吸收和暫時(shí)地存儲(chǔ)不可再循環(huán)的制動(dòng)能量。交通工具包括電池和由多個(gè)雙層電容器構(gòu)成的電容性存儲(chǔ)器作為能量存儲(chǔ)器。為了冷卻電池，在那里使用水-空氣冷卻設(shè)備，所述水-空氣冷卻設(shè)備用水冷卻電池，其中借助于水-空氣換熱器進(jìn)行水的再冷卻。電容存儲(chǔ)器相反用空氣來(lái)冷卻，以及充電轉(zhuǎn)換器和車載電網(wǎng)變流器，為了它們的冷卻分別設(shè)有自身的空氣換熱器和風(fēng)扇。其他的無(wú)源器件、例如平滑扼流圈要么設(shè)置在所提到的設(shè)備的空氣流中要么以對(duì)流冷卻的方式構(gòu)成。該系統(tǒng)作為混合能量存儲(chǔ)器已知。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)所基于下述目的:提供開(kāi)始提出類型的可緊湊地且成本適宜地制造的交通工具。
[0004]所述目的通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求1的主題實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的改進(jìn)形式和設(shè)計(jì)方案在從屬權(quán)利要求的特征中描述。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的交通工具、尤其客運(yùn)交通的軌道車輛包括至少一個(gè)電驅(qū)動(dòng)器和至少一個(gè)可再充電的能量存儲(chǔ)器，并且從現(xiàn)在起包括至少一個(gè)充電轉(zhuǎn)換器和用于通過(guò)來(lái)自位置固定的電網(wǎng)的電能給能量存儲(chǔ)器充電的至少一個(gè)集電器，能量存儲(chǔ)器經(jīng)由至少一個(gè)充電轉(zhuǎn)換器與所述集電器連接以便以受控的方式給能量存儲(chǔ)器充電。此外，根據(jù)本發(fā)明，為了冷卻能量存儲(chǔ)器和充電轉(zhuǎn)換器，交通工具包括中央的冷卻設(shè)備和具有液態(tài)的冷卻劑的至少一個(gè)閉合的冷卻回路。冷卻設(shè)備能夠在口語(yǔ)中稱作為空調(diào)設(shè)備。電驅(qū)動(dòng)器尤其包括用于驅(qū)動(dòng)交通工具的至少一個(gè)電動(dòng)機(jī)。
[0006]不僅至少一個(gè)能量存儲(chǔ)器而且至少一個(gè)充電轉(zhuǎn)換器在此分別分配有至少一個(gè)換熱器。在本發(fā)明的第一變型形式中，換熱器設(shè)置在同一閉合的冷卻回路中。因此，尤其至少一個(gè)充電轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)換熱器從中央的冷卻設(shè)備起，設(shè)置在至少一個(gè)能量存儲(chǔ)器的至少一個(gè)換熱器的上游。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)變型形式，至少一個(gè)能量存儲(chǔ)器的至少一個(gè)換熱器設(shè)置在尤其閉合的第一冷卻回路中，并且至少一個(gè)充電轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)換熱器設(shè)置在與第一冷卻回路不同的、尤其閉合的第二冷卻回路中。不僅共同的冷卻回路而且第一和第二冷卻回路都連接到共同的中央的冷卻設(shè)備上，例如經(jīng)由中央的冷卻設(shè)備的至少一個(gè)中央的換熱器。中央的冷卻設(shè)備除了中央的換熱器之外改進(jìn)地包括至少一個(gè)冷凝器、至少一個(gè)壓縮機(jī)和至少一個(gè)蒸發(fā)器。必要時(shí)，所述中央的冷卻設(shè)備從現(xiàn)在起包括在冷凝器和蒸發(fā)器之間的節(jié)流閥。此外，所述中央的冷卻設(shè)備具有至少一個(gè)通風(fēng)器。替選地，中央的冷卻設(shè)備的中央的換熱器構(gòu)成為被動(dòng)的液體空氣換熱器，由此能夠棄用冷凝器、壓縮機(jī)和蒸發(fā)器。因此能夠相對(duì)顯著地降低冷卻功率，然而這在使用具有較大溫度范圍的能量存儲(chǔ)器時(shí)就能夠是足夠的。
[0007]通常，冷卻回路由管路和必要時(shí)的循環(huán)栗構(gòu)成。在冷卻回路中循環(huán)的液態(tài)的冷卻劑引導(dǎo)經(jīng)過(guò)至少一個(gè)能量存儲(chǔ)器和/或作為熱源的至少一個(gè)充電轉(zhuǎn)換器，尤其通過(guò)分配給至少一個(gè)能量存儲(chǔ)器和至少一個(gè)充電轉(zhuǎn)換器的換熱器在此加熱并且又將所吸收的熱量輸出給作為熱沉的中央的冷卻設(shè)備。為了具有高的環(huán)境溫度的應(yīng)用，熱沉由制冷機(jī)形成。如果不存在高的環(huán)境溫度，那么被動(dòng)的液體-空氣換熱器形成熱沉。如果中央的冷卻設(shè)備逆轉(zhuǎn)地運(yùn)行，那么其形成熱源和至少一個(gè)能量存儲(chǔ)器和/或至少一個(gè)充電轉(zhuǎn)換器形成熱沉，使得所述中央的冷卻設(shè)備在環(huán)境溫度低于所述冷卻設(shè)備自身的溫度下能夠被加熱。這例如在待機(jī)模式能夠是這種情況。替選地，交通工具為了加熱液態(tài)的冷卻劑而包括至少一個(gè)加熱元件，所述加熱元件設(shè)置在至少一個(gè)冷卻回路中。為了控制經(jīng)過(guò)預(yù)設(shè)的換熱器的冷卻劑通流，交通工具尤其具有至少一個(gè)閥，所述閥在冷卻回路中設(shè)置在預(yù)設(shè)的換熱器的上游。
[0008]具有液態(tài)的冷卻劑的至少一個(gè)閉合的冷卻回路以改進(jìn)的方式包括至少一個(gè)循環(huán)栗。如果設(shè)有兩個(gè)或更多個(gè)冷卻回路，那么尤其每個(gè)冷卻回路分別具有至少一個(gè)循環(huán)栗。冷卻劑是用于運(yùn)走熱量的材料或材料混合物。液態(tài)的冷卻劑在此至少在實(shí)驗(yàn)室條件(20°C，1013mbar)下以液態(tài)形式存在。
[0009]至少一個(gè)能量存儲(chǔ)器、尤其至少一個(gè)可再充電的電池和/或至少一個(gè)電容存儲(chǔ)器能夠包括多個(gè)存儲(chǔ)元件、例如原電池或多個(gè)電容器。至少一個(gè)能量存儲(chǔ)器尤其適合于存儲(chǔ)電能并且也能夠稱作為電流存儲(chǔ)器。交通工具同樣能夠具有多個(gè)充電轉(zhuǎn)換器，尤其用于以受控的方式對(duì)存儲(chǔ)元件充電和/或放電。存儲(chǔ)元件和充電轉(zhuǎn)換器的數(shù)量例如是相同的。交通工具改進(jìn)地具有用于至少一個(gè)能量存儲(chǔ)器的多個(gè)換熱器和/或交通工具包括用于至少一個(gè)充電轉(zhuǎn)換器的多個(gè)換熱器。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，能量存儲(chǔ)器包括多個(gè)存儲(chǔ)元件，所述存儲(chǔ)元件分別分配有換熱器。另一個(gè)設(shè)計(jì)方案提出，交通工具包括多個(gè)充電轉(zhuǎn)換器，所述充電轉(zhuǎn)換器同樣分別分配有換熱器。用于充電轉(zhuǎn)換器的換熱器還有用于存儲(chǔ)元件的換熱器尤其用于冷卻充電轉(zhuǎn)換器或存儲(chǔ)元件。
[0010]可以考慮其他的變型形式。因此例如能夠?qū)⒁粋€(gè)換熱器分配給兩個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)元件。類似地，能夠?qū)⒁粋€(gè)換熱器分配給兩個(gè)或多個(gè)充電轉(zhuǎn)換器。
[0011 ] 替選地，充電轉(zhuǎn)換器和存儲(chǔ)元件分別設(shè)置在共同的、尤其彼此不同的且彼此單獨(dú)地設(shè)置的冷卻板上。然后，對(duì)于每個(gè)冷卻板，在通向中央的空調(diào)設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)冷卻回路中又設(shè)有至少一個(gè)或多個(gè)換熱器。
[0012]如果對(duì)于至少一個(gè)能量存儲(chǔ)器和/或?qū)τ谥辽僖粋€(gè)充電轉(zhuǎn)換器而言設(shè)有多個(gè)換熱器，那么相應(yīng)的冷卻回路具有多個(gè)分支。然而，冷卻回路的通過(guò)分支產(chǎn)生的并且引導(dǎo)至各個(gè)換熱器的各個(gè)支路之后、尤其從中央的冷卻設(shè)備起觀察在換熱器下游再次匯聚，使得能夠稱為冷卻回路。
[0013]為了調(diào)整對(duì)存儲(chǔ)元件和/或充電轉(zhuǎn)換器的冷卻，交通工具能夠具有用于控制經(jīng)過(guò)存儲(chǔ)元件和/或充電轉(zhuǎn)換器的換熱器的冷卻劑通流的多個(gè)閥，從中央的冷卻設(shè)備起，所述閥設(shè)置在存儲(chǔ)元件的換熱器上游和/或設(shè)置在充電轉(zhuǎn)換器的換熱器的上游。特別地，分別在每個(gè)換熱器上游設(shè)置一個(gè)閥。因此可行的是，不僅存儲(chǔ)元件和充電轉(zhuǎn)換器不同地、尤其根據(jù)其熱負(fù)荷冷卻，而且存儲(chǔ)元件彼此間也不同地冷卻并且充電轉(zhuǎn)換器彼此間也不同地冷卻。各個(gè)存儲(chǔ)元件和/或充電轉(zhuǎn)換器的最佳的運(yùn)行溫度是可相對(duì)簡(jiǎn)單地設(shè)置的。
[0014]如果將至少一個(gè)能量存儲(chǔ)器的至少一個(gè)換熱器和至少一個(gè)充電轉(zhuǎn)換器的至少一個(gè)換熱器設(shè)置在相同的冷卻回路中，那么改進(jìn)地從中央的冷卻設(shè)備起將充電轉(zhuǎn)換器的換熱器設(shè)置在能量存儲(chǔ)器的換熱器上游。因此，根據(jù)另一個(gè)改進(jìn)形式，設(shè)有至少一個(gè)閥用于控制至冷卻回路中的能量存儲(chǔ)器