車輛供電裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種車輛供電裝置，該車輛供電裝置包括控制單元、儲能單元、牽引逆變器；所述控制單元與所述儲能單元電連接，所述儲能單元與所述牽引逆變器電連接，所述控制單元根據(jù)所述牽引逆變器的工作狀態(tài)控制所述儲能單元吸收所述牽引逆變器所反饋的電能。本發(fā)明提供的車輛供電裝置，通過在車輛制動時通過控制單元根據(jù)牽引逆變器的工作狀態(tài)，控制儲能單元吸收牽引逆變器反饋的電能，實現(xiàn)能量的回收，進而對上述回收的電能進一步有效利用，并且本發(fā)明提供的車輛供電裝置，由于結(jié)構(gòu)簡單，因此維護方便。
【專利說明】車輛供電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電氣技術(shù)，尤其涉及一種車輛供電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]絕大多數(shù)的城市軌道交通系統(tǒng)都是用來運載市內(nèi)通勤的乘客，而在很多場合下城市軌道交通系統(tǒng)都會被當(dāng)成城市交通的骨干。通常，城市軌道交通系統(tǒng)是許多都市用以解決交通堵塞問題的方法。
[0003]車輛在制動時，牽引逆變器會反饋能量，致使電網(wǎng)的網(wǎng)壓升高，為了平衡電網(wǎng)的網(wǎng)壓，會在牽引逆變器后端連接電阻，用以消耗逆變器反饋的電能，從而保證電網(wǎng)的網(wǎng)壓平衡。另外當(dāng)前車輛過無電區(qū)時，會使當(dāng)前車輛沒有電網(wǎng)的供電，致使需要電能工作的一切設(shè)備(電燈及空調(diào)等)處于不工作狀態(tài)。當(dāng)動車過無電區(qū)時，通常使用蓄電池為牽引逆變器供電實現(xiàn)短時牽引使得車輛順利通過無電區(qū)；當(dāng)拖車過無電區(qū)時，利用貫通全車的母線將不在無電區(qū)車輛的電能傳送至處于無電區(qū)的車輛，從而實現(xiàn)處于無電區(qū)的車輛上輔助電源裝置(電燈及空調(diào)等)正常工作。具體的主電路結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖1是現(xiàn)有技術(shù)中車輛供電裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0004]但是，利用電阻消耗能量的方式，致使能源未被充分利用；另外，母線貫通全車，增加了母線配線及控制設(shè)備，同樣也增加了車輛的故障點，致使對車輛的維修成本增加，利用蓄電池為牽引逆變器供電，蓄電池的液體一旦泄露，將會造成環(huán)境污染，并且蓄電池的使用壽命有限，因此需要更換蓄電池，增加了維護人員的工作量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種車輛供電裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中能源浪費及維護人員工作量大的問題。
[0006]本發(fā)明提供一種車輛供電裝置，包括控制單元、儲能單元、牽引逆變器；
[0007]所述控制單元與所述儲能單元電連接，所述儲能單元與所述牽引逆變器電連接，所述控制單元根據(jù)所述牽引逆變器的工作狀態(tài)控制所述儲能單元吸收所述牽引逆變器所反饋的電能。
[0008]如上所述的車輛供電裝置，優(yōu)選地，還包括輔助電源裝置，所述輔助電源裝置與所述儲能單元電連接，所述控制單元根據(jù)所述輔助電源裝置是否在無電區(qū)控制所述儲能單元為所述輔助電源裝置供電。
[0009]更進一步地，所述控制單元根據(jù)所述牽引逆變器的電能需求控制所述儲能單元為牽引逆變器提供電能。
[0010]優(yōu)選地，所述儲能單元為超級電容。
[0011]本發(fā)明提供的車輛供電裝置，通過在車輛制動時通過控制單元根據(jù)牽弓I逆變器的工作狀態(tài)，控制儲能單元吸收牽引逆變器反饋的電能，實現(xiàn)能量的回收，進而對上述回收的電能進一步有效利用，并且本發(fā)明提供的車輛供電裝置，由于結(jié)構(gòu)簡單，因此維護方便?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0012]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中車輛供電裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是本發(fā)明車輛供電裝置實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3為本發(fā)明在實際應(yīng)用中的車輛供電裝置的主電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015]圖2是本發(fā)明車輛供電裝置實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，本實施例提供的車輛供電裝置包括:控制單元11、儲能單元12和牽引逆變器13，其中，控制單元11與儲能單元12電連接，儲能單元12與牽引逆變器13電連接，具體地，儲能單元12串聯(lián)至牽引逆變器13的直流輸入端，控制單元11根據(jù)牽引逆變器13的工作狀態(tài)控制儲能單元12吸收牽引逆變器13所反饋的電能。
[0016]在實際應(yīng)用中，地鐵的工況為頻繁的啟動和制動，每次地鐵車輛啟動時牽引逆變器都需要吸收大量電能，從而造成地鐵網(wǎng)壓降低，而在車輛制動時，又會產(chǎn)生巨大能量，將網(wǎng)壓抬升，但是地鐵的網(wǎng)壓波動范圍是有限制的，超過這個范圍就要引起電網(wǎng)保護動作，在車輛正常運行過程中，牽引逆變器13通過受電弓將電網(wǎng)上的交流電逆變?yōu)橹绷麟?，為車輛的牽引電機供電，在車輛制動時，由于車輛的慣性，牽引電機的轉(zhuǎn)子仍在轉(zhuǎn)動，車輛繼續(xù)向前運動，因此制動后，牽引逆變器13將牽引電機產(chǎn)生的交流電整流為直流電，當(dāng)控制單元11檢測到牽引逆變器13的工作狀態(tài)處于整流狀態(tài)后，即車輛處于制動狀態(tài)時，控制儲能單元12吸收牽引逆變器13所反饋的能量。另外，由于車輛制動的動作是由司機控制室的工作人員發(fā)出的，因此在制動時，工作人員可以手動控制控制單元11，使得牽引逆變器整流后的直流電為儲能單元12充電。
[0017]本實施例提供的車輛供電裝置，通過在車輛制動時通過控制單元根據(jù)牽引逆變器的工作狀態(tài)，控制儲能單元吸收牽引逆變器反饋的電能，實現(xiàn)能量的回收，進而對上述回收的電能進一步有效利用，并且本實施例提供的車輛供電裝置，由于結(jié)構(gòu)簡單，因此維護方便。
[0018]圖3為本發(fā)明在實際應(yīng)用中的車輛供電裝置的主電路結(jié)構(gòu)示意圖，優(yōu)選地，本實施例提供的車輛供電裝置還包括輔助電源裝置14，在上述實施例的基礎(chǔ)上，下面將結(jié)合圖3對上述的車輛供電裝置作進一步的說明，具體地，以車輛包括兩節(jié)動車和兩節(jié)拖車為例進行說明，上述的兩節(jié)動車是指設(shè)置有控制單元11、儲能單元12和牽引逆變器13，并且通過受電弓與電網(wǎng)連接的車輛；而上述兩節(jié)拖車是指設(shè)置有輔助電源裝置14的車輛，其中輔助電源裝置14與儲能單元12串聯(lián)。
[0019]具體地，車輛在運行過程中，當(dāng)司機控制手柄置制動位時，表示車輛制動，這時牽引逆變器13將反饋能量至電網(wǎng)和儲能單元12，牽引逆變器13將再生制動產(chǎn)生的電能給儲能單元12充電,進一步地，當(dāng)拖車進入無電區(qū)后，控制單元11將控制儲能單元12釋放能量，為輔助電源裝置14供電，進而實現(xiàn)由輔助電源裝置供電的設(shè)備(照明設(shè)備和空調(diào)等)在無電區(qū)的正常工作。其中輔助電源裝置14與儲能單元12之間可以通過二極管(圖中未示出)連接，二極管的單向?qū)ㄌ匦?，保證了儲能單元12放電時，只為輔助電源裝置14提供電能，，防止儲能單元12的電能被牽引逆變器13所吸收。[0020]在車輛啟動時，牽引逆變器13需要消耗大量電能，儲能單元12吸收車輛再生制動時產(chǎn)生的電能，還可以在軌道車輛進行大功率牽引或進入無電區(qū)時為牽引逆變器13提供電能，這時控制單元11根據(jù)牽引逆變器13的電能需求，控制儲能單元12為牽引逆變器13提供電能，實現(xiàn)車輛啟動。另外，由于車輛啟動是通過司機控制室的工作人員來完成啟動動作的，因此工作人員可以利用手動控制控制單元11，進而控制儲能單元12為牽引逆變器提供電能，實現(xiàn)車輛的快速啟動。本發(fā)明中的儲能單元12也可以在車輛進入無電區(qū)后為牽引逆變器提供電能，使得車輛順利通過無電區(qū)。
[0021]優(yōu)選地，本發(fā)明提供的上述實施例中，儲能單元12還可以是超級電容。
[0022]由于超級電容充放電速度快，因此在牽引逆變器反饋電能時可以快速吸收電能，實現(xiàn)能量的快速回收，減少了對電網(wǎng)的沖擊，并且在牽引逆變器13需要大量電能時，超級電容可以快速釋放電能，使得車輛能夠在短時間內(nèi)加速。另外，超級電容的使用壽命長，可以充放電次數(shù)可達幾十萬次，可以有效節(jié)約成本，并且超級電容由于采用固態(tài)結(jié)構(gòu)，不會對環(huán)境造成污染。
[0023]本發(fā)明提供的車輛供電裝置，可以用于無電區(qū)較短，也可以用于無電區(qū)較長的情形下，本發(fā)明優(yōu)選地，針對無電區(qū)相對較長，在整列車車廂均處于無電區(qū)時，利用本發(fā)明提供的車輛供電裝置，可以利用制動過程中利用儲能單元吸收的電能，有效實現(xiàn)對牽引逆變器和輔助電源裝置的供電。本發(fā)明提供的車輛供電裝置不但對能量進行了有效利用，并且解決了處于無電區(qū)牽引逆變器和輔助電源裝置的供電問題。
[0024]最后應(yīng)說明的是:以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種車輛供電裝置，其特征在于，包括控制單元、儲能單元、牽引逆變器； 所述控制單元與所述儲能單元電連接，所述儲能單元與所述牽引逆變器電連接，所述控制單元根據(jù)所述牽引逆變器的工作狀態(tài)控制所述儲能單元吸收所述牽引逆變器所反饋的電能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛供電裝置，其特征在于，還包括輔助電源裝置，所述輔助電源裝置與所述儲能單元電連接，所述控制單元根據(jù)所述輔助電源裝置是否在無電區(qū)控制所述儲能單元為所述輔助電源裝置供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛供電裝置，其特征在于，所述控制單元根據(jù)所述牽引逆變器的電能需求控制所述儲能單元為牽引逆變器提供電能。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的車輛供電裝置，其特征在于，所述儲能單元為超級電容。
【文檔編號】B60L9/00GK103879295SQ201210559323
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月20日
【發(fā)明者】張小玲, 于躍, 牟巖 申請人:中國北車股份有限公司