一种铁路用氢能源动力接触网检修作业车的制作方法

1.本实用新型涉及轨道工程领域，尤其涉及一种铁路用氢能源动力接触网检修作业车。


背景技术：

2.目前，国内外接触网作业车为解决隧道内柴油机排放污染及噪音污染问题，大多采用内燃 蓄电池混合动力模式，隧道外牵引运行时采用内燃动力，隧道内作业时用蓄电池动力，此类车结构复杂，车辆长度和重量大大增加，适用于重载作业车，另外“内燃 蓄电池”混合动力牵引仅实现了部分路段的零排放、零污染，而以纯蓄电池为动力的牵引方式仅适于短距离及线路条件较好的工况，如城市轨道交通领域。
3.氢燃料电池作为一种清洁能源，可实现真正的零排放，已逐渐应用于各行业，在轨道交通领域，氢燃料电池主要应用于有轨电车。
4.在轨道工程行业，接触网作业车上尚未有研究应用，为确保整车安全性，有轨电车氢燃料电池系统设置于车辆顶部，接触网作业车顶部因整车长度影响，并不能满足现有整个氢燃料电池的布置。
5.因此，有必要提供一种铁路用氢能源动力接触网检修作业车解决上述技术问题。


技术实现要素：

6.本实用新型提供一种铁路用氢能源动力接触网检修作业车，解决了接触网作业车上不方便集成应用氢燃气系统的问题。
7.为解决上述技术问题，本实用新型提供的铁路用氢能源动力接触网检修作业车包括：车棚和车架，所述车棚安装于所述车架的上方；氢燃料电池系统，所述氢燃料电池系统安装于所述车棚上，所述氢燃料电池系统包括储氢系统、防护罩、燃料电堆、进
‑
排气系统、散热系统、控制系统和供氢系统，实现氢燃料为燃烧能源；作业装置，所述作业装置设置于所述车架上；钩缓装置，所述钩缓装置悬挂安装于所述车架的下方；行走系统，所述行走系统安装于所述车架的下方；电气系统，所述电气系统安装于所述车棚和所述车架之间；液压动力单元，所述液压动力单元安装于所述车架的上方，为作业装置提供动力来源；动力电池系统，所述动力电池系统设置于所述车架上；升降栏杆，所述升降栏杆设置于所述车架的两侧；散热器，所述散热器悬挂于所述车架的下方，用于氢燃料电池系统的散热；电堆间，所述电堆间设置于所述车棚的内部，所述电堆间的内侧设置有过道。
8.优选的，所述车棚包括前车棚和后车棚，所述前车棚和后车棚分别焊接于所述车架上部的两端，实现车辆双端驾驶。
9.优选的，所述前车棚后端的顶部采用半下沉式结构，用于安装储氢系统，并且前车棚顶部的两侧均设置有导流板，用于满足车辆整体协调性。
10.优选的，所述氢燃料电池系统采用一种分布式布置方式，所述储氢系统安装于所述前车棚的顶部，并且储氢系统安装于所述防护罩的内部，所述储氢系统由两组储氢瓶组
组成，每组包含八个210l储氢瓶。
11.优选的，所述燃料电堆设置有两组，所述进
‑
排气系统设置有两组，所述燃料电堆和所述进
‑
排气系统均安装于所述电堆间的内部。
12.优选的，所述散热系统的散热结构布置于车架底部的两侧，散热结构与电堆间内部的电堆之间通过管路连接，用于冷却液的循环进出。
13.优选的，所述行走系统包括转向架和行走轮组，所述转向架包括两套动力转向架，用于作业车在轨道上稳定的行走。
14.优选的，所述电气系统包括制动电阻、前司机台、前操控室、电器柜、后操控室、后司机台、牵引电机、变电室、蓄电池组、辅助逆变器、牵引逆变器和交流柜，用于氢能源动力能源的储存和转换。
15.优选的，所述动力电池系统包括动力电池模组、铁芯电抗器和高低压互联箱，所述动力电池模组、铁芯电抗器和高低压互联箱均悬挂安装于所述车架的底部，用于车辆故障时单独为整车提供动力。
16.优选的，所述车架的底部设置有制动系统，所述制动系统由cab
‑
b制动系统、电阻制动系统及基础制动装置组成，可实现空电联锁控制。
17.与相关技术相比较，本实用新型提供的铁路用氢能源动力接触网检修作业车具有如下有益效果：
18.本实用新型提供一种铁路用氢能源动力接触网检修作业车，实现车辆自运行及作业全过程零排放，彻底解决了传统内燃车辆排放污染及噪音污染问题，实现续航里程大于700km以上，解决了纯电池车辆续航里程短的问题，实现了大功率氢燃料电池系统在接触网作业车上的集成应用，为氢燃料电池系统在其他轨道工程机械上的应用提供了基础，作业装置平台可伸至接触网上部及立柱背侧位等较高较远位，满足接触网a区、b区、c区、d区的检修作业；同时能够兼顾隧道壁检修，具有作业平台空间大、载重量大的优势。
附图说明
19.图1为本实用新型提供的铁路用氢能源动力接触网检修作业车的一种较佳实施例的结构示意图；
20.图2为图1所示的车棚内部的分布图；
21.图3为图1所示的车架下方的分布图；
22.图4为图1所示的整体车头部分的结构示意图；
23.图5为图1所示的氢燃料电池系统的分布图。
24.图中标号：
25.1、车棚，3、前车棚，7、后车棚；
26.2、氢燃料电池系统，201、储氢系统，202、防护罩，203、燃料电堆，204、进
‑
排气系统，205、散热系统，206、控制系统，207、供氢系统；
27.4、导流板；
28.5、直臂双回转作业装置；
29.8、钩缓装置；
30.9、行走系统，12、转向架，25、行走轮组；
31.10、车架；
32.11、电气系统，6、制动电阻，18、前司机台，19、前操控室，22、电器柜，23、后操控室，24、后司机台，26、牵引电机，30、变电室，31、蓄电池组，32、辅助逆变器，33、牵引逆变器，34、交流柜；
33.13、液压动力单元；
34.14、动力电池系统，27、动力电池模组，28、铁芯电抗器，29、高低压互联箱；
35.15、制动系统；
36.16、升降栏杆；
37.17、散热器；
38.20、电堆间；
39.21、过道。
具体实施方式
40.下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。
41.请结合参阅图1、图2、图3、图4和图5，其中，图1为本实用新型提供的铁路用氢能源动力接触网检修作业车的一种较佳实施例的结构示意图；图2为图1所示的车棚内部的分布图；图3为图1所示的车架下方的分布图；图4为图1所示的整体车头部分的结构示意图；图5为图1所示的氢燃料电池系统的分布图。
42.实施例1：
43.提供一种铁路用300kw功率等级氢能源动力接触网检修作业车：
44.最高运行速度120km/h，整车重量约58吨，最小可通过100m曲线半径，续航里程可达到700km以上。
45.适用于隧道全断面、声屏障检修的作业设备；
46.通过一种大功率氢燃料电池系统在该车上的集成方案，使得该车重量小于58t，车辆长度满足通过100m曲线半径，同时整车限界符合gb146.1《标准轨距铁路限界第1部分机车车辆限界》之规定，拥有良好的平稳性、安全性及良好的维修性能。
47.保证氢能源动力接触网检修作业车车辆安全。
48.一种铁路用氢能源动力接触网检修作业车包括：车棚1和车架10，所述车棚1安装于所述车架10的上方；
49.氢燃料电池系统2，所述氢燃料电池系统2安装于所述车棚1上，所述氢燃料电池系统2包括储氢系统201、防护罩202、燃料电堆203、进
‑
排气系统204、散热系统205、控制系统206和供氢系统207，实现氢燃料为燃烧能源；
50.作业装置5，所述作业装置5设置于所述车架10上；
51.钩缓装置8，所述钩缓装置8悬挂安装于所述车架10的下方；
52.行走系统9，所述行走系统9安装于所述车架10的下方；
53.电气系统11，所述电气系统11安装于所述车棚1和所述车架10之间；
54.液压动力单元13，所述液压动力单元13安装于所述车架10的上方，为作业装置5提供动力来源；
55.动力电池系统14，所述动力电池系统14设置于所述车架10上；
56.升降栏杆16，所述升降栏杆16设置于所述车架10的两侧；
57.散热器17，所述散热器17悬挂于所述车架10的下方，用于氢燃料电池系统2的散热；
58.电堆间20，所述电堆间20设置于所述车棚1的内部，所述电堆间20的内侧设置有过道21。
59.供氢系统207加氢口位于前车棚3的后端墙两侧，方便氢气加注。
60.作业装置5为一套直臂双回转作业平台，该平台不受接触网导线限制，可伸至接触网上部及立柱背侧位等较高较远位，满足接触网a区、b区、c区、d区的检修作业；
61.同时能够适当兼顾隧道壁检修，具有作业平台空间大、载重量大的优势。
62.为保证良好的小曲线通过性能，并控制整车重量，车架10长度16500mm，宽度3100mm，此车架10采用中梁承载结构，全部由型钢焊接而成。
63.所述车棚1包括前车棚3和后车棚7，所述前车棚3和后车棚7分别焊接于所述车架10上部的两端，实现车辆双端驾驶。
64.双端驾驶以改善司机瞭望视线。
65.所述前车棚3后端的顶部采用半下沉式结构，用于安装储氢系统，并且前车棚3顶部的两侧均设置有导流板4，用于满足车辆整体协调性。
66.下沉式的前车棚3用于满足车辆限界要求及车辆180mm外轨超过作业时车辆稳定性要求。
67.导流板4的高度与后车棚侧墙一致，以满足车辆整体协调性及美观性。
68.所述氢燃料电池系统2采用一种分布式布置方式，所述储氢系统201安装于所述前车棚3的顶部，并且储氢系统201安装于所述防护罩202的内部，所述储氢系统201由两组储氢瓶组组成，每组包含八个210l储氢瓶。
69.十六个210l储氢瓶能够满足车辆续航里程大于700km的需求；
70.同时上方的防护罩202对储氢系统201提供良好的防护，保障设备运行的稳定性和安全性。
71.氢燃料电池系统2采用分布式布置方式为整车空间及氢系统安全性能提供保障。
72.所述燃料电堆203设置有两组，所述进
‑
排气系统204设置有两组，所述燃料电堆203和所述进
‑
排气系统204均安装于所述电堆间20的内部。
73.两组燃料电堆203，两组电堆及其辅助装置进
‑
排气系统204等均设置于电堆间20内；
74.两组燃料电堆203除共用储氢系统201外，其他如散热系统205、进
‑
排气系统204统均为独立系统，可实现单堆单独发电供电。
75.如图1所示，电堆间20为防爆式设计，靠近过道21一侧设置两个爆防门，墙体为防爆墙，靠车体外侧一侧设置两个对开式百叶窗，用于电堆203维修时整体拆出，同时作为爆炸能量释放口，以确保室内人员安全。
76.电堆间20顶部设置气体导流板及氢气逃逸孔，以避免氢气聚集；
77.防爆间的设计满足在供氢管路完全断开时，10分钟内电堆间20内氢气浓度不大于4％，防止形成爆炸条件。
78.所述散热系统205的散热结构布置于车架10底部的两侧，散热结构与电堆间20内
部的电堆之间通过管路连接，用于冷却液的循环进出。
79.所述行走系统9包括转向架12和行走轮组25，所述转向架12包括两套动力转向架，用于作业车在轨道上稳定的行走。
80.两台动力转向架12与车架10的底部连接。
81.行走轮组25安装于所述动力转向架12上，并且行走轮组25的输入端与
82.牵引电机26的输出端连接，为行走轮组25提供动力来源，方便作业车的行走。
83.所述电气系统11包括制动电阻6、前司机台18、前操控室19、电器柜22、后操控室23、后司机台24、牵引电机26、变电室30、蓄电池组31、辅助逆变器32、牵引逆变器33和交流柜34，用于氢能源动力能源的储存和转换。
84.制动电阻6安装于后车棚7的上方；
85.前司机台18和钱操控之间19均设置于前车棚3的内部；
86.电器柜22、后操控室23和后司机台24均设置于后车棚7的内部；
87.变电室30、辅助逆变器32、牵引逆变器33和交流柜34均安装于前车棚3的内部；
88.蓄电池组31安装于车架10的底部，用于车辆控制系统及车辆电器应急供电。
89.所述动力电池系统14包括动力电池模组27、铁芯电抗器28和高低压互联箱29，所述动力电池模组27、铁芯电抗器28和高低压互联箱29均悬挂安装于所述车架10的底部，用于车辆峰值功率补充及车辆故障时单独为整车提供应急动力。
90.动力电池系统14及氢燃料电池系统2共同组成该车动力系统，车辆故障时动力系统可单独给整车提供动力。
91.该铁路用氢能源动力接触网检修作业车不仅适用于自运行速度120km/h等不同速度等级；
92.铁路用氢能源动力接触网检修作业车同样适用于300kw等不同功率等级。
93.与相关技术相比较，本实用新型提供的铁路用氢能源动力接触网检修作业车具有如下有益效果：
94.氢能源动力接触网检修作业车实现车辆自运行及作业全过程零排放，彻底解决了传统内燃车辆排放污染及噪音污染问题，氢能源动力接触网检修作业车实现续航里程大于700km以上，解决了纯电池车辆续航里程短的问题，氢能源动力接触网检修作业车实现了大功率氢燃料电池系统在接触网作业车上的
95.集成应用，为氢燃料电池系统在其他轨道工程机械上的应用提供了基础，氢能源动力接触网作业车作业装置平台可伸至接触网上部及立柱背侧位等较高较
96.远位，满足接触网a区、b区、c区、d区的检修作业；同时能够兼顾隧道壁检修，具有作业平台空间大、载重量大的优势。
97.实施例2：
98.所述车架10的底部设置有制动系统15，所述制动系统15由cab
‑
b制动系统、电阻制动系统及基础制动装置组成，可实现空电联锁控制。
99.当正常行车过程中，施加电制动，ccu控制驱动空电联锁阀动作，切除大闸常用空气制动；当通过大闸施加紧急制动，或按下紧急制动按钮，或按下紧急停机按钮，或小闸制动压力大于90kpa时，系统自动切除电制动。
100.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是
利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。