本發(fā)明實(shí)施例涉及軌道車(chē)輛充電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種充電機(jī)和軌道車(chē)輛系統(tǒng)以及充電處理方法。

背景技術(shù)：

軌道車(chē)輛的系統(tǒng)主要由牽引系統(tǒng)和輔助電源系統(tǒng)兩部分組成，充電機(jī)作為輔助電源系統(tǒng)重要組成部分，其主要功能是通過(guò)電力電子變化裝置將電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換為直流電電源，為軌道車(chē)輛提供安全的低壓服務(wù)電源，同時(shí)為蓄電池進(jìn)行充電。

現(xiàn)有的充電機(jī)大多采用非標(biāo)準(zhǔn)模塊化高頻軟開(kāi)關(guān)的dc/dc電力電子變換器，但是采用非標(biāo)準(zhǔn)化部件在產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造時(shí)需要浪費(fèi)很多勞動(dòng)資源，多數(shù)充電機(jī)還需要為項(xiàng)目量身定做，出現(xiàn)重復(fù)勞動(dòng)的情況，導(dǎo)致充電機(jī)生產(chǎn)成本高、研發(fā)周期長(zhǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種充電機(jī)和軌道車(chē)輛系統(tǒng)以及充電處理方法，以解決充電機(jī)研發(fā)成本高、開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)的的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面是提供一種充電機(jī)，應(yīng)用于軌道車(chē)輛系統(tǒng)，包括：控制模塊和n個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊；

所述控制模塊，分別與n個(gè)所述標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊相連接，用于采用容錯(cuò)功能的相同移相角控制每個(gè)所述標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊對(duì)所述總的輸入電壓進(jìn)行處理；

其中，每個(gè)所述標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊之間采用輸入串聯(lián)，輸出并聯(lián)的方式連接；

n為整數(shù)，且大于等于2。

本發(fā)明實(shí)施例的第二方面是提供一種軌道車(chē)輛系統(tǒng)，其包括上述所述的充電機(jī)。

本發(fā)明實(shí)施例的第三個(gè)方面是提供一種充電處理方法，包括：

采用n個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊接收總的輸入電壓；

采用容錯(cuò)功能的相同移相角控制每個(gè)所述標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊，以使得每個(gè)所述標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊的輸入端均壓，且輸出端均流；

其中，每個(gè)所述標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊之間采用輸入串聯(lián)，輸出并聯(lián)的方式連接；

n為整數(shù)，且大于等于2。

本發(fā)明實(shí)施例提供的充電機(jī)，其包括有控制模塊和n個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊；控制模塊分別與n個(gè)串并聯(lián)組合的標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊相連接，用于采用容錯(cuò)功能的相同移相角控制每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊，這種充電機(jī)可用于具有不同要求的輸入電壓等級(jí)和功率的軌道車(chē)輛系統(tǒng)，尤其適用于高大功率軌道車(chē)輛系統(tǒng)中，并且標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊可以實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，從而降低了充電機(jī)產(chǎn)品的研發(fā)成本，縮短了開(kāi)發(fā)周期。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的充電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的n個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊連接的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例一提供的標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊的電路原理示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例二提供的控制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例二提供的控制電路的原理示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例三提供的充電機(jī)的電路原理示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例四提供的充電處理方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例一

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的充電機(jī)10結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，充電機(jī)10主要包括：控制模塊11和n個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12；控制模塊11，分別與n個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12相連接，用于采用容錯(cuò)功能的相同移相角控制每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12；其中，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12之間采用輸入串聯(lián)，輸出并聯(lián)的方式連接；而且n為整數(shù)，且大于等于2。

在本實(shí)施例中，圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的n個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12連接的電路結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，充電機(jī)10中采用多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12通過(guò)輸入串聯(lián)、輸出并聯(lián)的方式連接，利用分壓原理，將輸入的高壓直流電加載在串聯(lián)連接的n個(gè)完全相同的標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12上，從而使各標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12均勻地承擔(dān)較低的電壓實(shí)現(xiàn)電壓的平均切分，并且采用容錯(cuò)功能的相同移相角控制每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12。

在本實(shí)施例中，其包括有控制模塊11和n個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12；控制模塊11分別與n個(gè)串并聯(lián)組合的標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12相連接，用于采用容錯(cuò)功能的相同移相角控制每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12，這種充電機(jī)10可用于具有不同要求的輸入電壓等級(jí)和功率的軌道車(chē)輛系統(tǒng)，尤其適用于高大功率軌道車(chē)輛系統(tǒng)中，并且標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12可以實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，從而降低了充電機(jī)10產(chǎn)品的研發(fā)成本，縮短了開(kāi)發(fā)周期。

上述提到的標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12可以是整流器、逆變器以及直流變換器等，在本實(shí)施例中，優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12為帶高頻隔離的移相全橋式dcdc變換電路結(jié)構(gòu)，圖3為本發(fā)明實(shí)施例一提供的標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12的電路原理示意圖，如圖3所示，采用高頻隔離及軟開(kāi)關(guān)的控制方式，可使標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12電路結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，開(kāi)關(guān)損耗小。

實(shí)施例二

圖4為本發(fā)明實(shí)施例二提供的控制模塊11的結(jié)構(gòu)示意圖，在上述圖1所示的實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，如圖4所示，該控制模塊11包括檢測(cè)電路110和控制電路111。具體的，檢測(cè)電路110分別于每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12連接，用于檢測(cè)獲取每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12的輸入電壓；控制電路111分別與檢測(cè)電路110和每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12相連接，用于對(duì)于每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12，比較其輸入電壓與基準(zhǔn)電壓，并根據(jù)比較結(jié)果對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12的輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，以及采用相同的移相角對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12的輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)；其中，基準(zhǔn)電壓等于總輸入電壓除以n。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例二提供的控制電路111的原理示意圖。如圖5所示，控制電路111包括：n個(gè)電壓誤差運(yùn)放器，n個(gè)比較器，n個(gè)移相控制器，以及輸出電壓調(diào)節(jié)器；具體的，第i個(gè)電壓誤差運(yùn)放器的第一輸入端子接收第i個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12的輸入電壓，第i個(gè)電壓誤差運(yùn)放器的第二輸入端子通過(guò)理想二極管接收第i個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12的輸入電壓；第i個(gè)比較器的第一輸入端子與第i個(gè)電壓誤差運(yùn)放器的第一輸出端子相連接，第i個(gè)比較器的第二輸入端子與輸出電壓調(diào)節(jié)器相連接；第i個(gè)比較器的輸出端子與i個(gè)移相控制器的輸入端子相連接；第i個(gè)移相控制器的輸出端與第i個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12相連接；i為整數(shù)，且大于等于1，小于等于n。

更進(jìn)一步的，檢測(cè)電路110還用于檢測(cè)每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12的輸出電壓和/或輸出電流；控制電路111還用于根據(jù)每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12的輸入電壓、輸入電流和/或輸出電壓，分別判斷每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12是否出現(xiàn)故障；控制電路111還用于若判斷出至少一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12出現(xiàn)故障，則基于未故障的標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12，對(duì)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)處理。

需要說(shuō)明的是，充電機(jī)10在運(yùn)行時(shí)可以選擇同步控制也可以選擇交錯(cuò)控制，在本實(shí)施例中，優(yōu)選采用交錯(cuò)控制的運(yùn)行方式，即控制電路111在起始導(dǎo)通時(shí)刻，依次以相差1/2n個(gè)開(kāi)關(guān)周期開(kāi)啟每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12。具體的，充電機(jī)10中每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12的工作波形與單獨(dú)的全橋變換器一樣，只是各標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12的工作波形依次相差1/2n個(gè)開(kāi)關(guān)周期，因此交錯(cuò)控制的多模塊充電機(jī)10組合系統(tǒng)從原理上來(lái)說(shuō)相當(dāng)于n個(gè)獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12交錯(cuò)運(yùn)行。這樣一來(lái)，采用交錯(cuò)控制能減小并聯(lián)輸出電流的紋波幅值，提高紋波頻率以達(dá)到減小輸出濾波器的體積和重量的目的，同時(shí)能改善輸入電流波形，從而減小輸入電容的容量和體積。

實(shí)施例三

本實(shí)施例還提供了一種軌道車(chē)輛系統(tǒng)，軌道車(chē)輛系統(tǒng)包括上述提到的充電機(jī)10，圖6為本發(fā)明實(shí)施例三提供的充電機(jī)10的電路原理示意圖，如圖6所示，該充電機(jī)10包括有控制模塊11和n個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12；控制模塊11分別與n個(gè)串并聯(lián)組合的標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12相連接，用于采用容錯(cuò)功能的相同移相角控制每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12，這種充電機(jī)10可用于具有不同要求的輸入電壓等級(jí)和功率的軌道車(chē)輛系統(tǒng)，尤其適用于高大功率軌道車(chē)輛系統(tǒng)中，并且標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12可以實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，從而降低了充電機(jī)10產(chǎn)品的研發(fā)成本，縮短了開(kāi)發(fā)周期。

實(shí)施例四

圖7為本發(fā)明實(shí)施例四提供的充電處理方法的流程圖，如圖7所示，充電處理方法包括：

步驟201，采用n個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12接收總的輸入電壓,n為整數(shù)且大于等于2，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12之間采用輸入串聯(lián)，輸出并聯(lián)的方式連接。

步驟202，采用容錯(cuò)功能的相同移相角控制每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12對(duì)總的輸入電壓進(jìn)行處理，以使得每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12的輸入端均壓，且輸出端均流。

在本實(shí)施例中，其包括有控制模塊11和n個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12；控制模塊11分別與n個(gè)串并聯(lián)組合的標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12相連接，用于采用容錯(cuò)功能的相同移相角控制每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12，這種充電機(jī)10可用于具有不同要求的輸入電壓等級(jí)和功率的軌道車(chē)輛系統(tǒng)，尤其適用于高大功率軌道車(chē)輛系統(tǒng)中，并且標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12可以實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，從而降低了充電機(jī)10產(chǎn)品的研發(fā)成本，縮短了開(kāi)發(fā)周期。

進(jìn)一步的，步驟202的一種具體實(shí)現(xiàn)方式為：

檢測(cè)獲取每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12的輸入電壓；

對(duì)于每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12，比較其輸入電壓與基準(zhǔn)電壓，并根據(jù)比較結(jié)果對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12的輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，以及采用相同的移相角對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12的輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。

其中，基準(zhǔn)電壓等于總輸入電壓除以n。

更進(jìn)一步的，該方法還可以進(jìn)一步包括：

檢測(cè)獲取每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12的輸出電壓和/或輸出電流；

根據(jù)每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12的輸入電壓、輸入電流和/或輸出電壓，分別判斷每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12是否出現(xiàn)故障；

若判斷出至少一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12出現(xiàn)故障，則基于未故障的標(biāo)準(zhǔn)化變換器模塊12，對(duì)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)處理。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡(jiǎn)潔，僅以上述各功能模塊的劃分進(jìn)行舉例說(shuō)明，實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)需要而將上述功能分配由不同的功能模塊完成，即將裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)劃分成不同的功能模塊，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的裝置的具體工作過(guò)程，可以參考前述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過(guò)程，在此不再贅述。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)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(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)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(shí)施例技術(shù)方案的范圍。