KMl和蓄電池Q，蓄電池Q可以采用多個蓄電池(Ql?Qn)串聯(lián)后再與電壓變換單元5的輸入端并聯(lián)的形式。第一開關KMl與蓄電池Q相連，蓄電池Q并聯(lián)在電壓變換單元5的輸入端。第一開關KMl的開/合狀態(tài)由控制單元4通過檢測蓄電池Q的輸出電壓進行控制，當蓄電池Q的輸出電壓Ud2低于第一電壓設定值時，控制單元4控制第一開關KMl閉合，直流發(fā)電單元2向蓄電池Q充電。當蓄電池Q的輸出電壓Ud2達到第二電壓設定值(充滿電壓)時，控制單元4控制第一開關KMl斷開，從而使蓄電池Q停止充電。通過控制第一開關KMl的開/合，使儲能單元3不會重復充放電，從而提高了儲能單元3的使用壽命。儲能單元3還可以包括與蓄電池Q并聯(lián)的電容C，電容C也可以采用多個電容(Cl?Cn)串聯(lián)后再與蓄電池Q并聯(lián)的形式。其中，蓄電池Q和電容器C既可單獨采用，也可兩者結合使用。電壓變換單元5進一步采用DC/DC變換電路，電壓變換單元5將儲能單元3輸出的直流電壓Ud2變換為貨車的車載電子設備8所需的直流電壓Ud3、Ud4等，以及控制單元4所需的直流電壓Ud5。
[0053]如附圖5所示，溫控單元6包括散熱器FN、加熱器R、溫度傳感器Rt、第二開關KM2和第三開關KM3。第二開關KM2與散熱器FN相連，第三開關KM3與加熱器R相連?？紤]到貨車的運行環(huán)境復雜，需要適應極端氣溫(如零下50°C、解凍時110°C)和惡劣環(huán)境條件，因此本實用新型具體實施例將鐵路貨車自供電裝置設置在高防護等級的密封箱中，對鐵路貨車自供電裝置的關鍵設備進行保護。如附圖5中點劃線框內(nèi)所示即為對對溫度較為敏感的電力電子元件，密封箱能根據(jù)外界溫度和本身溫度的差異變化，實現(xiàn)加熱、排熱等功能，使整個裝置能夠適應及其惡劣的環(huán)境溫度。溫度傳感器Rt檢測密封箱內(nèi)的溫度并將溫度信號傳送至控制單元4，控制單元4根據(jù)溫度信號進行判別。當密封箱內(nèi)的溫度低于第一溫度設定值tl時，控制單元4控制第三開關KM3閉合，啟動加熱器R。當密封箱內(nèi)的溫度高于第二溫度設定值t2時，控制單元4控制第二開關KM2閉合，啟動散熱器FN。當密封箱內(nèi)的溫度高于第一溫度設定值而低于第二溫度設定值(tl<t<t2)時，散熱器FN和加熱器R均不工作。
[0054]如附圖7所示，鐵路貨車自供電裝置包括兩個以上由傳動單元1、直流發(fā)電單元2、儲能單元3、控制單元4和電壓變換單元5組成的模塊，每節(jié)鐵路貨車上均獨立設置有模塊，每個模塊的傳動單元I均與本節(jié)鐵路貨車的車軸7相連。這樣使得每輛貨車的自供電裝置均為獨立工作、互不影響，從而便于貨車車輛的拆分與組合。
[0055]上述本實用新型具體實施例描述的鐵路貨車自供電裝置工作原理為:裝置的能量來源于貨車的車軸7，發(fā)電機21與車軸7之間通過傳動單元I傳遞能量，當車輪轉動時傳動單元I帶動發(fā)電機21工作，發(fā)電機21發(fā)出的交流電能通過整流器22變成直流電源，向儲能單元3充電，儲能單元3的輸出電壓再經(jīng)過電壓變換單元5的變換，最終向貨車的車載電子設備8供電。同時，儲能單元3的輸出電壓Ud2為一恒定電壓，考慮到車載電子設備8所需電壓等級的不同，因此采用電壓變換單元5將單一的直流電壓轉變成車載電子設備8所需的各種直流電壓。
[0056]—種基于上述裝置的鐵路貨車自供電方法的具體實施例，包括以下步驟:
[0057]SlOl:傳動單元I將來自于車軸7的機械能傳遞至直流發(fā)電單元2;
[0058]S102:直流發(fā)電單元2將傳動單元I傳遞的機械能轉化為交流電能，并將交流電能轉換為直流電能后輸出至儲能單元3;
[0059]S103:控制單元4根據(jù)儲能單元3輸出的直流電壓對儲能單元3進行充電控制，儲能單元3在控制單元5的控制下進行充電和停止充電，并向電壓變換單元5輸出直流電壓；
[0060]S104:電壓變換單元5將儲能單元3輸出的直流電壓變換為控制單元4和貨車電子設備8所需的直流電壓。
[0061]當直流發(fā)電單元2的發(fā)電機21采用他勵異步發(fā)電機時，直流發(fā)電單元2進一步包括整流器22和調(diào)節(jié)器24，步驟S102進一步包括以下過程:
[0062]發(fā)電機21產(chǎn)生的交流電通過整流器22整流成直流電并輸出至儲能單元3。調(diào)節(jié)器24根據(jù)整流器22輸出的直流電壓調(diào)整發(fā)電機21的勵磁線圈23的勵磁電流，從而使整流器22輸出的直流電壓保持恒定。
[0063]當直流發(fā)電單元2的發(fā)電機21采用永磁同步發(fā)電機時，直流發(fā)電單元2進一步包括可控整流器25，步驟S102進一步包括以下過程:
[0064]可控整流器25采用基于可關斷器件的PWM脈沖整流電路，根據(jù)可控整流器25輸出的直流電壓調(diào)節(jié)可關斷器件門極脈沖的占空比，使得可控整流器25輸出穩(wěn)定的直流電壓。
[0065]儲能單元3進一步包括第一開關KMl和蓄電池Q，步驟S103進一步包括以下過程:
[0066]當蓄電池Q的輸出電壓低于第一電壓設定值時，控制單元4控制所述第一開關KMl閉合，直流發(fā)電單元2向蓄電池Q充電。當蓄電池Q的輸出電壓達到第二電壓設定值時，控制單元4控制第一開關KMl斷開，從而使蓄電池Q停止充電。
[0067]鐵路貨車自供電裝置進一步設置在密封箱中，密封箱中設置有散熱器FN、加熱器R、溫度傳感器Rt、第二開關KM2和第三開關KM3，鐵路貨車自供電方法進一步包括溫控過程，該過程包括以下步驟:
[0068]溫度傳感器Rt檢測密封箱內(nèi)的溫度并將溫度信號傳送至控制單元4，控制單元4根據(jù)溫度信號進行判別。當密封箱內(nèi)的溫度低于第一溫度設定值時，控制單元4控制第三開關KM3閉合，啟動加熱器R。當密封箱內(nèi)的溫度高于第二溫度設定值時，控制單元4控制第二開關KM2閉合，啟動散熱器FN。當密封箱內(nèi)的溫度高于第一溫度設定值而低于第二溫度設定值時，散熱器FN和加熱器R均不工作。
[0069]通過實施本實用新型具體實施例描述的鐵路貨車自供電裝置的技術方案，能夠產(chǎn)生如下技術效果:
[0070](I)本實用新型具體實施例描述的鐵路貨車自供電裝置及方法依靠貨車車輛本身的機械能轉化為電能，作為車載設備的電源，并部分存儲，用于貨車停車時使用，無需由外部提供電源；
[0071](2)本實用新型具體實施例描述的鐵路貨車自供電裝置全部采用單元模塊化設計，便于后續(xù)使用、維護和檢修；
[0072](3)本實用新型具體實施例描述的鐵路貨車自供電裝置及方法與振動發(fā)電和氣動馬達發(fā)電方式相比，裝置更加穩(wěn)定可靠、環(huán)境適應能力更強；
[0073](4)本實用新型具體實施例描述的鐵路貨車自供電裝置內(nèi)部帶有溫控單元，可以根據(jù)外界環(huán)境溫度進行自動調(diào)節(jié)，當溫度過低時啟動加熱裝置，當溫度過高時進行散熱；
[0074](5)本實用新型具體實施例描述的鐵路貨車自供電裝置內(nèi)置的控制單元能對儲能電池進行充放電優(yōu)化管理，確保電池的使用壽命更長；
[0075](6)本實用新型具體實施例描述的鐵路貨車自供電裝置中每輛貨車的自供電裝置均為獨立工作、互不影響，從而便于貨車車輛的拆分與組合。
[0076]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點