一种氢燃料有轨电车车辆及客室内温度控制方法与流程

本发明涉及氢燃料电客车，特别是涉及一种氢燃料有轨电车车辆及客室内温度控制方法。

背景技术：

1、随着国家“碳达峰、碳中和”等一系列节能环保政策的提出，以氢能为首的清洁能源成为能源行业新宠，氢燃料电池凭借其“零排放”、低噪音、高效率等特点，商业运用前景最为广泛。

2、世界上第一辆氢能源电池客运列车由阿尔斯通生产，列车在2016年德国柏林的innotrans上展出，在2018年投入商业运营。列车为2节编组，载客量300人，最高运行速度140km/h的城际列车。动力总成采用燃料电池+动力电池，燃料电池功率为198kwx2，储氢系统采用iv型/35mpa，可续航800公里。

3、国内首条氢能源商用线路为佛山高明有轨电车线路，列车为3节编组，载客量388人，最高运行速度70km/h的有轨电车。动力总成采用燃料电池+动力电池，燃料电池功率为200kw。储氢系统采用ⅲ型/35mpa，可续航100公里。

4、国内机车领域也开展了氢能源动力调车机车的研究，调车机车最高运行速度80-100km/h，牵引载重5000-10000t，输出功率范围700-2400kw，续航距离约为800公里。

5、然而，现有技术都无法满足城市轨道交通带有双端司机室小运量车辆的定制化、高智能化、氢燃料动力的新需求。

6、同时，现有的氢燃料电池车辆在进行热管理时，常见的方案是在空调中设置散热装置，利用空调进行热管理，如专利cn115649211a一种燃料电池列车余热利用调控方法，这种方式无法实现车厢内部的局部散热，氢燃料电池余热的利用率不高。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种氢燃料有轨电车车辆及客室内温度控制方法，以满足城市轨道交通带有双端司机室小运量车辆的定制化、高智能化、氢燃料动力的新需求，实现车厢内部的局部散热，充分利用氢燃料电池的余热。

2、为此，本发明提供了以下技术方案：

3、本发明公开了一种氢燃料有轨电车车辆，其特征在于，所述车辆采用单模块双端司机室仿古外形，具有双端司机室，所述车辆配置1套氢燃料电池系统、1套车载储氢系统、1套车外冷却系统、多套车内散热装置和智能化冷却液流量管理装置；所述氢燃料电池系统中的氢燃料电堆位于车辆顶部中间区域，所述车载储氢系统位于车辆顶部，所述车外冷却系统位于车辆顶部所述氢燃料电堆一侧；所述车内散热装置位于车辆内部；所述智能化冷却液流量管理装置连接所述氢燃料电池系统、所述车外冷却系统以及所述车内散热装置，通过冷却液的流量管理切换车外冷却系统与车内散热装置，实现客室内的温度调节。

4、进一步地，车辆总长14米，车体最大宽度2.5米，车辆顶面距离轨面高度3.42米，客室地板面到轨面高度0.74米。

5、进一步地，列车动力总成采用氢燃料电池和超级电容方式，最高运行速度70km/h，燃料电池功率为100kw。

6、进一步地，多套车内散热装置包括：在电客车的司机室前端部设置客室内部散热装置1套，在每个单客室座椅下部设置客室内部散热装置1套，在每个客室双座椅下部设置客室内部散热装置1套，全列车共设置18套。

7、进一步地，本发明还提供了一种上述氢燃料有轨电车车辆的供暖及控制方法，所述方法包括：

8、获取环境温度以及氢燃料电池散热需求；设定客室温度；

9、基于所述环境温度、氢燃料电池散热需求和所述客室温度，对冷却液的流量进行调节，切换车外冷却系统与车内散热装置，实现客室内的温度调节。

10、进一步地，对冷却液的流量进行调节，包括：

11、将多个车内散热装置划分为多个散热回路；

12、对一个散热回路进行冷却液流量调节，或对多个散热回路进行冷却液流量调节。

13、本发明的优点和积极效果：

14、本发明中列车动力总成采用氢燃料电池+超级电容方式，燃料电池系统在工作时会产生大量的热能，为了保证氢燃料系统正常工作，为其设计了车外冷却装置。在天气寒冷低温时，对于常规电客车来说，需设置电暖气装置，提高车辆内部的室温，以按照每个座椅下设置1500w电暖气计算，整车预估需要15kw，电能消耗很大。本发明的氢燃料电客车通过客室内设置内部散热装置、冷却液流量控制装置实现氢燃料电池余热利用目标，实现节能减排。通过冷却液控制装置实现车外冷却系统与车内散热装置的切换管理，冷却液的流量管理，实现客室内的温度管理。本发明符合国家碳达峰、碳中和的重大战略要求，推广节能低碳型交通工具，新研发车辆具有绿色、环保、智能等特点。

技术特征：

1.一种氢燃料有轨电车车辆，其特征在于，所述车辆采用单模块双端司机室仿古外形，具有双端司机室，所述车辆配置1套氢燃料电池系统、1套车载储氢系统、1套车外冷却系统、多套车内散热装置和智能化冷却液流量管理装置；所述氢燃料电池系统中的氢燃料电堆位于车辆顶部中间区域，所述车载储氢系统位于车辆顶部，所述车外冷却系统位于车辆顶部所述氢燃料电堆一侧；所述车内散热装置位于车辆内部；所述智能化冷却液流量管理装置连接所述氢燃料电池系统、所述车外冷却系统以及所述车内散热装置，通过冷却液的流量管理切换车外冷却系统与车内散热装置，实现客室内的温度调节。

2.根据权利要求1所述的一种氢燃料有轨电车车辆，其特征在于，车辆总长14米，车体最大宽度2.5米，车辆顶面距离轨面高度3.42米，客室地板面到轨面高度0.74米。

3.根据权利要求1所述的一种氢燃料有轨电车车辆，其特征在于，列车动力总成采用氢燃料电池和超级电容方式，最高运行速度70km/h，燃料电池功率为100kw。

4.根据权利要求1所述的一种氢燃料有轨电车车辆，其特征在于，多套车内散热装置包括：在电客车的司机室前端部设置客室内部散热装置1套，在每个单客室座椅下部设置客室内部散热装置1套，在每个客室双座椅下部设置客室内部散热装置1套，全列车共设置18套。

5.一种权利要求1～4任一项所述的氢燃料有轨电车车辆的客室内温度控制方法，其特征在于，所述方法包括：

6.根据权利要求5所述的一种氢燃料电客车供暖及控制方法，其特征在于，对冷却液的流量进行调节，包括：

技术总结本发明公开了一种氢燃料有轨电车车辆及客室内温度控制方法，车辆采用单模块双端司机室仿古外形，具有双端司机室，车辆配置1套氢燃料电池系统、1套车载储氢系统、1套车外冷却系统、多套车内散热装置和智能化冷却液流量管理装置；氢燃料电池系统中的氢燃料电堆位于车辆顶部中间区域，车载储氢系统位于车辆顶部，车外冷却系统位于车辆顶部氢燃料电堆一侧；车内散热装置位于车辆内部；智能化冷却液流量管理装置连接氢燃料电池系统、车外冷却系统以及车内散热装置，通过冷却液的流量管理切换车外冷却系统与车内散热装置，实现客室内的温度调节。本发明能够实现车厢内部的局部散热，充分利用氢燃料电池的余热。技术研发人员：王天宇,房祥飞,王永,林诗涵,苏长凯,姜东生,马华楠,韩道斌,刘通受保护的技术使用者：中车大连机车车辆有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/15