车厢环控装置及动车组的制作方法

本实用新型属于轨道交通技术领域，涉及轨道车辆车厢环境控制技术，具体地说，涉及一种车厢环控装置及动车组，用于动车组出现应急工况时调节车厢环境。

背景技术：

动车组在我国铁路行业已经运用多年，且完全自主国产化的“复兴号”动车组已批量投入使用，给人们带来了方便的同时，也对轨道交通车辆运营可靠性、舒适性等提出了更高的要求。

在动车组失电等应急工况时，空调机组无法制冷，车辆一般提供短时间的应急通风，使用全新风模式来保障车厢内部的空气使用，但车内温、湿度受车外环境温度影响很大，无法控制。一旦持续时间较长，由于没有制冷措施，车内的温度会短时间内快速升高(特别是夏季高温情况)，车内乘客难以忍受。同时车厢内的二氧化碳浓度会增加，可能达到乘客不可承受范围，造成气闷、头晕等不良反应。因此，在车辆失电时采用某种装置，能在一定时间内继续保障车厢内的温度、湿度、空气含氧量以及二氧化碳去除是十分必要的，且具有很高的实际应用意义。

技术实现要素：

本实用新型针对在动车组失电等应急工况时存在无法对车厢内部环境进行调控等上述问题，提供了一种车厢环控装置及动车组。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种车厢环控装置，包括：

控制器模块；

蓄冷模块，与所述控制器模块电连接；

除湿模块，与所述控制器模块电连接，位于蓄冷模块的空气输入侧；

二氧化碳吸收模块，与所述控制器模块电连接；

制氧模块，与所述控制器模块电连接；

通风部件，与所述控制器模块电连接。

优选的，所述控制器模块包括控制器以及分别与控制器连接的电源转换电路、温度检测电路、湿度检测电路、二氧化碳浓度检测电路、氧气浓度检测电路、除湿控制电路、通风控制电路、通讯电路以及三个风门控制电路，电源转换电路的输入端与外部电源连接，所述控制器的通讯接口通过所述通讯电路转换为列车网通讯制式和列车网络通讯。

优选的，所述蓄冷模块包括安装于车辆的送风风道内的蓄冷装置和安装于车辆的回风风道内的温度传感器，所述温度传感器的输出端与所述温度检测电路的输入端连接。

优选的，所述蓄冷装置包括第一支撑部件和安装于第一支撑部件上的蓄冷件，所述蓄冷件包括第一壳体和设于第一壳体内的相变蓄冷材料，所述第一壳体上设有第一风门组件，所述第一风门组件的输入端与风门控制电路ⅰ的输出端连接。

优选的，所述除湿模块包括安装于车辆的送风风道内的除湿部件和安装于车辆的回风风道内的湿度传感器，所述湿度传感器的输出端与湿度检测电路的输入端连接。

优选的，所述二氧化碳吸收模块包括安装于车辆的送风风道内的吸附装置和安装于车厢内或车辆的回风风道内的二氧化碳浓度传感器，所述二氧化碳浓度传感器的输出端与二氧化碳浓度检测电路的输入端连接。

优选的，所述吸附装置包括第二支撑部件、安装于第二支撑部件上的第二壳体和设于第二壳体内部的二氧化碳吸附材料，所述第二壳体上设有第二风门组件，所述第二风门组件的输入端与风门控制电路ⅱ的输出端连接。

优选的，所述制氧模块包括安装于车辆的送风风道内的制氧装置和安装于车厢内或车辆的回风风道内的氧气浓度传感器，所述氧气浓度传感器的输出端与氧气浓度检测电路的输入端连接。

优选的，所述制氧装置包括第三支撑部件、安装于第三支撑部件上的第三壳体和设于第三壳体内部的制氧材料，所述第三壳体上设有第三风门组件，所述第三风门组件的输入端与风门控制电路ⅲ的输出端连接。

为了达到上述目的，本实用新型还提供了一种动车组，包括上述车厢环控装置。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：

(1)本实用新型设有蓄冷、除湿、二氧化碳吸收、制氧四个模块，在应急工况时实现应急通风，以及温度、湿度、二氧化碳、氧气的调节功能，使车厢环境在一定时间内保持人体可接受的范围。

(2)本实用新型设有控制器模块，可以采集温度、湿度、二氧化碳浓度、氧气浓度信息，为应急工况时的工作提供环境信息。且具有一路通风控制输出，三路风门控制输出，一路除湿控制输出，一路通讯电路，能够提供应急通风，实现对车厢内的温度、湿度、二氧化碳、氧气的自动调节控制，以及与车辆网络通讯。

(3)本实用新型温度调节采用相变蓄冷材料，在应急工况下工作时无需耗费电量，可节约电源(如蓄电池)电量。

(4)本实用新型设有除湿模块，通过除湿模块可以适当降低车厢内的湿度，提升乘客的人体舒适度。

(5)本实用新型具有二氧化碳吸收和制氧功能。通过二氧化碳吸收模块对密闭车厢内不断产生的二氧化碳气体进行吸收，有效延缓车内的二氧化碳气体浓度上升速率，一定时间内使车内的二氧化碳气体浓度维持在人体可接受范围内，保障乘客的生命安全。通过制氧模块可保证应急工况时乘客的呼吸需求。而且可以减少或停止新风的引入，有效减缓车厢的温升速率。

(6)本实用新型蓄冷、除湿、二氧化碳吸收、制氧四个模块共用一个通风部件，耗电量少，节约了应急工况时有限的电源电量资源。

(7)本实用新型同时具有多个功能模块及相应检测装置，便于一体化控制，维护便利。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述车厢环控装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述控制器模块的结构框图；

图3为本实用新型实施例所述蓄冷模块的结构简图；

图4为本实用新型实施例所述除湿模块的结构简图；

图5为本实用新型实施例所述二氧化碳吸收模块的结构简图；

图6为本实用新型实施例所述制氧模块的结构简图。

图中，1、控制器模块，101、控制器，102、电源转换电路，103、温度检测电路，104、湿度检测电路，105、二氧化碳浓度检测电路，106、氧气浓度检测电路，107、除湿控制电路，108、通风控制电路，109、通讯电路，1010、风门控制电路ⅰ，1011、风门控制电路ⅱ，1012、风门控制电路ⅲ，201、蓄冷装置，2011、蓄冷件，202、温度传感器，203、第一风门组件，301、除湿部件，302、湿度传感器，401、吸附装置，4011、二氧化碳吸收材料，402、二氧化碳浓度传感器，403、第二风门组件，501、制氧装置，5011、制氧材料，502、氧气浓度传感器，503、第三风门组件，6、通风部件，7、送风风道，701、送风风道横截面，8、回风风道，9、车厢，10、蓄电池电源。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在动车组失电等应急工况时，空调机组无法制冷，车辆一般提供短时间的应急通风，使用全新风模式来保障车厢内部的空气使用，但车内温、湿度受车外环境温度影响很大，无法控制。为了在一定时间内继续保障车厢内的温度、湿度、空气含氧量，以及去除二氧化碳，本实用新型提供了一种车厢环控装置及动车组，能够在一定时间内提供冷量、除湿，产生氧气和去除二氧化碳，使车厢环境在一定时间内维持在人体可以接受的水平，提高乘车舒适性。以下以具体的实施例对上述装置进行详细说明。

参见图1，本实用新型实施例提供了一种车厢环控装置，包括：

控制器模块1；

蓄冷模块，与所述控制器模块1电连接；

除湿模块，与所述控制器模块1电连接，位于蓄冷模块的空气输入侧；

二氧化碳吸收模块，与所述控制器模块1电连接；

制氧模块，与所述控制器模块1电连接；

通风部件6，与所述控制器模块1电连接。

具体地，参见图2，所述控制器模块包括控制器101以及分别与控制器101连接的电源转换电路102、温度检测电路103、湿度检测电路104、二氧化碳浓度检测电路105、氧气浓度检测电路106、除湿控制电路107、通风控制电路108、通讯电路109以及三个风门控制电路，三个风门控制电路分别为风门控制电路ⅰ1010、风门控制电路ⅱ1011、风门控制电路ⅲ1012，电源转换电路102的输入端与外部电源(如蓄电池)连接，所述控制器101的通讯接口通过所述通讯电路109转换为列车网通讯制式和列车网络通讯。

具体地，继续参见图1，所述蓄能模块包括安装于车辆的送风风道7内的蓄冷装置201和安装于车辆的回风风道8内的温度传感器202，所述温度传感器202的输出端与所述温度检测电路103的输入端连接。参见图3，所述蓄冷装置201包括第一支撑部件和安装于第一支撑部件上的蓄冷件2011，蓄冷件设有多个，且多个蓄冷件并排排列，需要说明的是，蓄冷件的排列方式及数量可以根据实际需求选择，不限于图3所示排列方式及数量。继续参见图1和图3，所述蓄冷件2011包括第一壳体和设于第一壳体内的相变蓄冷材料，所述第一壳体上设有第一风门组件203，所述第一风门组件的输入端与风门控制电路ⅰ1010的输出端连接。在车辆空调机组正常工作时，蓄冷模块采用相变蓄冷材料，相变蓄冷材料利用空调机组制冷吹来的低于其相变温度的冷风进行冷量储存。当车辆处于应急工况时，空调机组不能工作，吹过蓄冷模块的应急通风温度较高，高于相变蓄冷材料的相变温度。储存了冷量的蓄冷模块利用吹过的较高温度的应急通风释放冷量，减缓车厢的温升速度，从而在一定时间内保证车厢内温度在乘客可接受的范围内。需要说明的是，相变蓄冷材料的相变温度可根据需求调整，范围为5～35℃，优选范围为15～25℃。此外，控制器通过风门控制电路ⅰ控制第一风门组件封闭或打开，当第一风门组件关闭时，风不能从蓄冷装置内部通过，即相变蓄冷材料不能充冷或放冷；当第一风门组件打开时，风能从蓄冷装置内部通过，相变蓄冷材料可以充冷或放冷。温度传感器检测的温度检测值送至控制器模块，由控制器模块分析判断是否需要打开第一风门组件。

具体地，继续参见图1并参见图4，所述除湿模块包括安装于车辆的送风风道7内的除湿部件301和与安装于车辆的回风风道8内的湿度传感器302，所述湿度传感器302的输出端与所述湿度检测电路104的输入端连接。所述除湿部件位于蓄冷装置201的空气输入侧，即风先通过除湿部件，后通过蓄冷装置。所述除湿部件优选采用半导体除湿部件半导体除湿部件与外部电源(如蓄电池电源10连接)。湿度传感器的测量值送至控制器模块，由控制器模块分析判断送风空气的湿度；当湿度过大时，控制半导体除湿部件开始除湿。

具体地，继续参见图1并参见图5，所述二氧化碳吸收模块包括安装于车辆的送风风道7内的吸附装置401和安装于车厢9内或车辆的回风风道8内的二氧化碳浓度传感器402，所述二氧化碳浓度传感器402的输出端与二氧化碳浓度检测电路106的输入端连接。所述吸附装置包括第二支撑部件、安装于第二支撑部件上的第二壳体和设于第二壳体内部的二氧化碳吸附材料4011，所述第二壳体上设有第二风门组件403，所述第二风门组件403的输入端与风门控制电路ⅱ1011的输出端连接。二氧化碳浓度传感器检测车厢内的二氧化碳浓度，将检测到的二氧化碳浓度检测值送至控制器模块，当二氧化碳浓度超过预设阈值时，控制器模块通过控制第二风门组件打开控制吸附装置工作，否则停止。也就是说，当需要吸附装置工作时，第二风门组件打开，通风可以通过吸附装置内的二氧化碳吸收材料，以进行二氧化碳吸收。当吸附装置不需要工作时，第二风门组件关闭，如此则没有风通过吸附装置内部，二氧化碳吸收材料停止吸收空气中的二氧化碳。

具体地，继续参见图1并参见图6，所述制氧模块包括安装于车辆的送风风道7内的制氧装置501和安装于车厢9内或车辆的回风风道8内的氧气浓度传感器502，所述氧气浓度传感器502的输出端与氧气浓度检测电路107的输入端连接。所述制氧装置501包括第三支撑部件、安装于第三支撑部件上的第三壳体5011和设于第三壳体5011内部的制氧材料5022，所述第三壳体5011上设有第三风门组件503，所述第三风门组件503的输入端与风门控制电路ⅲ1012的输出端连接。氧气浓度传感器检测车厢内的氧气浓度，并将检测到的氧气浓度检测值送至控制器模块，当氧气浓度低于预设阈值时，控制器模块通过第三风门组件控制制氧装置开始工作，否则停止。也就是说，当需要制氧装置工作时，第三风门组件打开，通风可以通过制氧装置内的制氧材料，产生并带走氧气。当制氧装置不需要工作时，第三风门组件关闭，无通风经过制氧材料，制氧材料停止产生氧气。

上述车厢环控装置，控制器模块能够实现温度检测、湿度检测、二氧化碳浓度检测、氧气浓度检测；具有三路风门控制输出，控制蓄冷装置的第一风门组件、吸附装置的第二风门组件和制氧装置的第三风门组件；具有一路风机控制输出，一路半导体除湿控制输出。控制器模块具有通讯电路，控制器cpu的串行通讯口通过通讯电路转换为列车网络通讯制式和列车网络通讯(mvb/can等)。

本实用新型另一实施例提供了一种动车组，包括上述实施例所述车厢环控装置，所述车厢环控装置安装于动车组的循环风道内，即送风风道和回风风道内。其中，二氧化碳浓度传感器和氧气浓度传感器还可以安装于车厢内。

上述实施例用来解释本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型做出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。

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