[发明专利]一种自适应冷却的电气设备及其冷却方法

说明书

本申请提供了一种自适应冷却的电气设备及其冷却方法，该电气设备包括第一控制器、冷却组件以及至少一个发热元件，冷却组件包括风机、至少一个风道挡板以及第二控制器，发热元件与风机之间的风道相互独立；第一控制器用于：根据电气设备的工作模式信息指示第二控制器打开或关闭风道；根据电气设备内的温度信息控制风机调节风量大小。通过该电气设备及冷却方法，利用控制器根据工作模式确定工作中的发热元件，并据此指示打开或关闭相应风道，使得风机仅仅针对工作中的发热元件冷却，避免了无效冷却；同时根据电气设备内的各个部件的温度信息，控制风机的风量，使得在满足冷却要求的情况下，有效降低风机的功耗和风噪。

技术领域

本发明涉及轨道交通设备领域，并且更具体地，涉及一种自适应冷却的电气设备及其冷却方法。

背景技术

近年来随着我国经济水平的不断提高，城市化进程逐步加快，城镇人口数量大幅增加。轻轨交通以其运量大、方便快捷、安全舒适、污染少且造价低廉等优点近年来在我国得到了迅猛发展。轻轨列车具有运行速度快、站间距离短、频繁启制动的特点，因此其制动能量十分可观，一般约占列车牵引总能量的30％-40％。为了减少制动能量的浪费，车载储能联合供电的轻轨车辆也就应运而生。变流装置作为城轨车辆的核心部件，为了给车载储能单元充放电，变流装置需集成双向DC/DC车载充电功能单元，这对变流装置的设计提出了更高的要求，特别是变流装置的冷却系统。

随着国家节能减排政策的推行与实施，更多的轻轨车辆采用车载储能供电单元进行供电，这也使得越来越多的变流装置需集成双向DC/DC车载充电功能单元。目前，含双向DC/DC车载充电功能单元的变流器发热元件主要有逆变模块、弓网供电滤波电抗器及储能单元供电滤波电抗器，整柜风道多采用L型或T型风道设计，用一个离心风机同时对变流器内的逆变模块、弓网供电滤波电抗器及储能单元供电滤波电抗器同时进行冷却，这就要求冷却风机要有足够大的风量、风压，从而导致冷却风机的功耗会比较高，整柜的风噪比较大，进而影响整车的乘坐舒适性。

发明内容

针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种自适应冷却的电气设备及其冷却方法，其通过自适应调节风道开关及风量大小，能够满足功率模块和滤波电抗器散热最优、冷却风机功耗最小、气动噪声最小、提升整车的乘坐舒适性，实现车载储能轻轨车辆牵引系统变流装置节能、降噪的目的。

第一方面，本发明提供了一种自适应冷却的电气设备，包括第一控制器、冷却组件以及至少一个发热元件，所述冷却组件包括风机、至少一个风道挡板以及第二控制器，其中，至少一个所述发热元件与所述风机之间的风道相互独立，所述风道挡板设置于所述风道上；所述第一控制器用于：根据所述电气设备的工作模式信息指示所述第二控制器打开或关闭所述风道；根据所述电气设备内的温度信息控制所述风机调节风量大小。通过该电气设备，利用控制器根据工作模式确定工作中的发热元件，并据此指示打开或关闭相应风道，使得风机仅仅针对工作中的发热元件冷却，避免了无效冷却；同时根据电气设备内的各个部件的温度信息，控制风机的风量，使得在满足冷却要求的情况下，有效降低风机的功耗和风噪。

在第一方面的一个实施方式中，所述电气设备为变流器，所述发热元件为滤波电抗器，所述电气设备的主逆变模块靠近所述电气设备的进风口设置。

在第一方面的一个实施方式中，所述电气设备包括弓网供电滤波电抗器和车载储能单元供电滤波电抗器，所述控制器为中央控制器。通过该实施方式，能够利用中央控制器根据变流器的工作模式确定工作中的发热元件，并据此指示打开或关闭相应风道，使得风机仅仅针对工作中的发热元件冷却，避免了无效冷却；同时根据电气设备内的各个部件的温度信息，控制风机的风量，使得在满足冷却要求的情况下，有效降低风机的功耗和风噪，提高了乘车舒适性。

在第一方面的一个实施方式中，所述主逆变模块上集成有双向DC/DC充电功能单元和主逆变功能单元。

在第一方面的一个实施方式中，所述电气设备还包括温度信息采集系统和工作模式监测系统。