雙源無軌電車及其動力系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種雙源無軌電車及其動力系統(tǒng)，從根本上解決了運行、安全、生產(chǎn)中的問題。集電器通過隔離式DC/DC變流器給整個動力系統(tǒng)供電，隔離式DC/DC變流器將整車與線網(wǎng)實現(xiàn)電氣隔離，避免產(chǎn)生跨步電壓。通過使用復(fù)合型車載能源，實現(xiàn)對車載能源進行快速充電，同時滿足了電機瞬時高功率的需求和提升雙源無軌電車行駛里程。通過控制器調(diào)節(jié)隔離式DC/DC變流器輸出端電壓，確保車載能源系統(tǒng)有合理的容量空間存儲回饋的制動能量。
【專利說明】雙源無軌電車及其動力系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種雙源無軌電車及其動力系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]無軌電車做為一種傳統(tǒng)技術(shù)，曾經(jīng)在城市公共交通領(lǐng)域發(fā)揮過一定作用，但由于其本身缺陷，伴隨著技術(shù)發(fā)展，無軌電車逐漸被燃油動力的公共交通車輛所取代。
[0003]隨著環(huán)境污染和能源問題不斷加劇，無軌電車又重新回到人們的視野中:無軌電車能夠滿足大氣污染治理需求、符合新能源汽車發(fā)展方向和技術(shù)發(fā)展需要，市場也表現(xiàn)出一定需求。
[0004]傳統(tǒng)無軌電車必須保持在線，無法脫線行駛，而且安全性差、容易產(chǎn)生跨步電壓、能耗高、不具有制動能量回收功能。而且在生產(chǎn)層面，無法與純電動客車共平臺生產(chǎn)。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的是提供一種雙源無軌電車及其動力系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有無軌電車運行、安全、生產(chǎn)的諸多問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的方案包括:一種雙源無軌電車動力系統(tǒng)，包括:驅(qū)動電機，驅(qū)動電機與主減速器傳動連接；一個集成控制器，集成控制器交流側(cè)驅(qū)動控制連接所述驅(qū)動電機，集成控制器直流側(cè)連接直流母線；直流母線上連接有超級電容系統(tǒng)和隔離式DC/DC變流器，所述隔離式DC/DC變流器輸入端連接集電器，輸出端連接直流母線；一個動力電池系統(tǒng)，動力電池系統(tǒng)通過一個切換開關(guān)連接所述隔離式DC/DC變流器的輸入端或輸出端。
[0007]在直流母線上串設(shè)有用于防止制動能量向動力電池系統(tǒng)回饋的二極管，所述超級電容系統(tǒng)、動力電池系統(tǒng)與直流母線的接口分別處于該二極管兩端。
[0008]所述集電器用于與線網(wǎng)電連接。
[0009]無軌電車動力系統(tǒng)還包括用于控制所述隔離式DC/DC變流器的控制器。
[0010]—種雙源無軌電車,無軌電車的動力系統(tǒng)包括:一個驅(qū)動電機，驅(qū)動電機與主減速器傳動連接；一個集成控制器，集成控制器交流側(cè)驅(qū)動控制連接所述驅(qū)動電機，集成控制器直流側(cè)連接直流母線；直流母線上連接有超級電容系統(tǒng)和隔離式DC/DC變流器，所述隔離式DC/DC變流器輸入端連接集電器，輸出端連接直流母線；一個動力電池系統(tǒng)，動力電池系統(tǒng)通過一個切換開關(guān)連接所述隔離式DC/DC變流器的輸入端或輸出端。
[0011]在直流母線上串設(shè)有用于防止制動能量向動力電池系統(tǒng)回饋的二極管，所述超級電容系統(tǒng)、動力電池系統(tǒng)與直流母線的接口分別處于該二極管兩端。
[0012]所述集電器用于與線網(wǎng)電連接。
[0013]無軌電車動力系統(tǒng)還包括用于控制所述隔離式DC/DC變流器的控制器。
[0014]本實用新型采用一種新型的雙源無軌電車動力系統(tǒng)構(gòu)型，從根本上解決了運行、安全、生產(chǎn)中的問題。集電器通過隔離式DC/DC變流器給整個動力系統(tǒng)供電，隔離式DC/DC變流器將整車與線網(wǎng)實現(xiàn)電氣隔離，避免產(chǎn)生跨步電壓。通過使用復(fù)合型車載能源(電容+電池)，實現(xiàn)對車載能源進行快速充電，同時滿足了電機瞬時高功率的需求和提升雙源無軌電車行駛里程。通過控制器調(diào)節(jié)隔離式DC/DC變流器輸出端電壓，確保車載能源系統(tǒng)有合理的容量空間存儲回饋的制動能量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的一種實施方式電路原理圖。

【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明。
[0017]如圖1所示的無軌電車動力系統(tǒng)，包括:一個驅(qū)動電機2，驅(qū)動電機2與主減速器I傳動連接；一個集成控制器3，集成控制器3交流側(cè)驅(qū)動控制連接驅(qū)動電機2，集成控制器3直流側(cè)連接直流母線，直流母線上連接有超級電容系統(tǒng)7和隔離式DC/DC變流器5，隔離式DC/DC變流器5輸入端連接集電器6，輸出端連接直流母線；一個動力電池系統(tǒng)4，動力電池系統(tǒng)4通過一個切換開關(guān)連接所述隔離式DC/DC變流器5的輸入端或輸出端，切換開關(guān)處于圖中A點時，動力電池系統(tǒng)4連接到DC/DC輸出端，處于B點時，動力電池系統(tǒng)4連接到DC/DC輸入端。
[0018]進一步的，可以在直流母線上串設(shè)有用于防止制動能量向動力電池系統(tǒng)回饋的二極管，超級電容系統(tǒng)、動力電池系統(tǒng)與直流母線的接口分別處于該二極管兩端。
[0019]與無軌電車動力系統(tǒng)配套設(shè)置有控制器，控制器用于對整個動力系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制，如對隔離式DC/DC變流器進行控制、發(fā)送給集成控制器相關(guān)指令；采集動力系統(tǒng)中的各種電氣參數(shù)，如母線電壓，動力電池電壓，集電器開閉狀態(tài)等等?？刂破骺梢詥为氃O(shè)置，也可以由整車控制器8充當(dāng)，如本實施例所示。
[0020]集成控制器是一種包含有電機控制器的集成式的控制器，集成控制器同時集成了逆變器，用于將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榭煽亟涣麟姙轵?qū)動電機供電。
[0021 ] 集電器與線網(wǎng)電連接，將線網(wǎng)的電能傳遞到電車動力系統(tǒng)。
[0022]集電器通過隔離式DC/DC給直流母線供電，從而給整個系統(tǒng)供電，隔離式DC/DC將整車與線網(wǎng)實現(xiàn)電氣隔離，避免產(chǎn)生跨步電壓。二極管可防止回饋能量回收至電池中，提高了電源系統(tǒng)的工作效率。
[0023]整車掛網(wǎng)時，切換開關(guān)處于A點，動力電池系統(tǒng)連接到DC/DC的輸出端。整車脫網(wǎng)時，開關(guān)處于B點，動力電池系統(tǒng)連接到DC/DC的輸入端，DC/DC被重復(fù)使用，提高了使用效率。
[0024]本實施例的運行原理如下:
[0025]整車掛網(wǎng)時，線網(wǎng)通過隔離式DC/DC可直接給超級電容和動力電池系統(tǒng)進行充電，同時通過驅(qū)動電機驅(qū)動整車。當(dāng)整車掛網(wǎng)制動時，能夠回饋到超級電容系統(tǒng)，二極管可防止制動能量回饋至動力電池中，確?；仞伳芰康母咝Ю?。同時，整車控制器可通過控制隔離式DC/DC輸出端電壓，確保電容有足夠的空間存儲回饋能量。當(dāng)起步時，超級電容可提供電能，直至超級電容電壓降至隔離式DC/DC輸出端電壓，電容停止供電。
[0026]整車脫網(wǎng)時，動力電池系統(tǒng)通過隔離式DC/DC對系統(tǒng)進行供電。隔離式DC/DC被重復(fù)使用，提高了使用效率。
[0027]該方案的優(yōu)點有:
[0028]整車脫網(wǎng)時，動力電池系統(tǒng)通過隔離式DC/DC對系統(tǒng)進行供電。提高了隔離式DC/DC使用效率；
[0029]使用隔離式DC/DC將線網(wǎng)與整車實行電氣隔離，避免了跨步電壓的產(chǎn)生，提高了整車的安全性；
[0030]整車控制器可調(diào)節(jié)隔離式DC/DC輸出端電壓來調(diào)節(jié)網(wǎng)線給電容充電的SOC上限，給自動能量回饋提供了存儲空間；
[0031]該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置當(dāng)去除集電器時，可實現(xiàn)純電動動力系統(tǒng)總成，達到了與純電動客車共平臺生產(chǎn)，提高了電動汽車生產(chǎn)效率。
[0032]以上給出了具體的實施方式，但本實用新型不局限于所描述的實施方式。本實用新型的基本思路在于上述基本方案，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，根據(jù)本實用新型的教導(dǎo)，設(shè)計出各種變形的模型、公式、參數(shù)并不需要花費創(chuàng)造性勞動。在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下對實施方式進行的變化、修改、替換和變型仍落入本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種雙源無軌電車動力系統(tǒng)，其特征在于，包括:驅(qū)動電機，驅(qū)動電機與主減速器傳動連接；一個集成控制器，集成控制器交流側(cè)驅(qū)動控制連接所述驅(qū)動電機，集成控制器直流側(cè)連接直流母線；直流母線上連接有超級電容系統(tǒng)和隔離式DC/DC變流器，所述隔離式DC/DC變流器輸入端連接集電器，輸出端連接直流母線；一個動力電池系統(tǒng)，動力電池系統(tǒng)通過一個切換開關(guān)連接所述隔離式DC/DC變流器的輸入端或輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙源無軌電車動力系統(tǒng)，其特征在于，在直流母線上串設(shè)有用于防止制動能量向動力電池系統(tǒng)回饋的二極管，所述超級電容系統(tǒng)、動力電池系統(tǒng)與直流母線的接口分別處于該二極管兩端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙源無軌電車動力系統(tǒng)，其特征在于，所述集電器用于與線網(wǎng)電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙源無軌電車動力系統(tǒng)，其特征在于，無軌電車動力系統(tǒng)還包括用于控制所述隔離式DC/DC變流器的控制器。
5.—種雙源無軌電車，其特征在于，無軌電車的動力系統(tǒng)包括:一個驅(qū)動電機，驅(qū)動電機與主減速器傳動連接；一個集成控制器，集成控制器交流側(cè)驅(qū)動控制連接所述驅(qū)動電機，集成控制器直流側(cè)連接直流母線；直流母線上連接有超級電容系統(tǒng)和隔離式DC/DC變流器，所述隔離式DC/DC變流器輸入端連接集電器，輸出端連接直流母線；一個動力電池系統(tǒng)，動力電池系統(tǒng)通過一個切換開關(guān)連接所述隔離式DC/DC變流器的輸入端或輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種雙源無軌電車，其特征在于，在直流母線上串設(shè)有用于防止制動能量向動力電池系統(tǒng)回饋的二極管，所述超級電容系統(tǒng)、動力電池系統(tǒng)與直流母線的接口分別處于該二極管兩端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種雙源無軌電車，其特征在于，所述集電器用于與線網(wǎng)電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種雙源無軌電車，其特征在于，無軌電車動力系統(tǒng)還包括用于控制所述隔離式DC/DC變流器的控制器。
【文檔編號】B60L11/18GK204161140SQ201420318408
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】李高鵬, 秦學(xué), 高建平, 朱光海, 程相, 康娟, 曾升, 左利峰 申請人:鄭州宇通客車股份有限公司