專利名稱：混合動力內燃機車的制作方法
技術領域：
本實用新型所述的混合動力內燃機車，涉及軌道機車的能源回收及控制裝置。
背景技術：
目前節(jié)能與環(huán)保是當今世界的主題，世界性的能源緊張及溫室氣體排放問 題已經嚴重的影響著全球的發(fā)展及人們的牛存環(huán)境，尤其是軌道機車在制動過 程中，大部分采用能耗制動，大量的能源消耗在制動電阻上。為了改變這種狀 況，世界各國無不以發(fā)展節(jié)能環(huán)保型科技產品為主要方向之一。軌道機車作為 能源消耗大戶，有必要研究在確保運輸的前提下，降低柴油機的功率，缺少部 分采用其他動力作為補充。理想的方式是配置一臺低排放量的內燃機與動力電 池，與牽引電機組成混合驅動系統(tǒng)，即混合動力。隨著技術的進步，鋰電池的單位體積下的容量正逐步提高，價格也正在降 低，也為在鐵路牽引領域使ffi提供了有利條件?；旌蟿恿Φ囊粋€顯著優(yōu)點是在 再生制動過程中能量可以回饋給電池存儲，而在原始的動力模式下中，這部分 能量卻是作為熱能消耗掉了。在純清潔能源不能完全推向市場的情況下，作為 過渡產品，混合動力正在形成新一輪的技術熱潮。針對上述現有技術中所存在 的問題，研究設計一種新型的混合動力內燃機車，從而克服現有技術中所存在 的問題是十分必要的。 發(fā)明內容鑒于上述現有技術中所存在的問題，本實用新型的目的是研究設計一種新 型的混合動力內燃機車，從而解決機車制動過程大量能源浪費問題。本實用新 型所述的混合動力內燃機車，是由柴油機帶動三相發(fā)電機發(fā)電，經整流裝置整 成直流電送到直流電動機，直流電動機帶動機車運行。其結構在于在整流裝置 和直流電動機之間增加/蓄電池及其控制裝置。本實用新型所述的蓄電池及其 控制裝置的控制裝置是由單片機和執(zhí)行環(huán)節(jié)構成。執(zhí)行環(huán)節(jié)是由兩組反接的電 力晶閘管智能模塊組成， 一端接到蓄電池，另一端接到整流裝置的一組極板上。蓄電池的另一端接到整流裝置的另一組極板上。本實用新型所述的混合動力內燃機車，是在目前設計的柴油機動力機車的 基礎上，采用小功率的柴油機，而動力減少部分由蓄電池來補充，構成混合動 力內燃機車。采用混合動力的內燃機車的主要特點在于在傳統(tǒng)的內燃機車的 柴油機作為動力的基礎上增加了大容量蓄電池，在機車牽引工況時，采用柴油 機一發(fā)電機和蓄電池串聯混合向直流電動機供電，可以提高動力功率，進而提 高機車總功率，適用于機車的啟動或短時超功率發(fā)揮。而在機車實施制動工況 時，將串勵直流電動機的機械能變換為電能通過電路對蓄電池充電，完成能量 的回收和再利用。本實用新型的是在傳統(tǒng)機車柴油機動力的基礎上增加蓄電池及其控制裝 置，降低了柴油機的功率。柴油機運轉帶動發(fā)電機發(fā)出三相交流電，三相交流 電經過整流裝置變換成直流電，提供給直流牽引電動機。在直流電回路中串聯 有蓄電池，在機車實施牽引工況時，可以吸收柴油機一發(fā)電機發(fā)出的多余的電 能，也可以吸收在機車實施制動時牽引電動機反饋的電能。在機車實施牽引工 況工作時，也可以在柴油機動力不足時，放出電能，實施動力補充，從而提高 機車的總功率。我國有成熟的內燃機車的開發(fā)、生產制造體系，對蓄電池的研究，也同樣 取得了較大的突破，這些研究的經驗，都為我們采用混合動力的在內燃機車上 應用提供了很好的平臺和技術積累。因此，采用混合動力，不僅對我國的發(fā)展 具有十分重要的意義，而且是十分必要和可行的。本實用新型具有結構新穎、節(jié)能環(huán)保、經濟實用等優(yōu)點，其大批量投入市 場必將產生積極的社會效益和顯著的經濟效益。

本實用新型共有五張附圖，其中圖1為采用柴油機作為動力的傳動系統(tǒng)機車在牽引工況條件下的電路圖； 圖2為采用柴油機作為動力的傳動系統(tǒng)機車在制動工況條件下的電路圖； 圖3為混合動力內燃機車在牽引工況條件下的電路圖； 圖4為混合動力內燃機車在制動工況條件下的電路圖； 圖5為蓄電池及其控制裝置電路圖。圖中1、柴油機2、三相發(fā)電機3、整流裝置4、直流電動機5、制動電阻6、蓄電池及其控制裝置7、單片機8、執(zhí)行環(huán)節(jié)。
具體實施方式
本實用新型的具體實施例如附圖所示，附圖l、 2是采用柴油機作為動力的 傳動系統(tǒng)機車在牽引工況、和制動工況條件下的電路圖，在牽引工況條件下是 由柴油機1帶動二相發(fā)電機2發(fā)電，經整流裝置3整成直流電送到直流電動機4， 直流電動機4帶動機車運行。在制動工況條件下直流電動機4處于發(fā)電機狀態(tài) 下連接到制動電阻5，處于能耗制動。附圖3、 4是本實用新型所述的混合動力內燃機車在牽引工況和制動工況條 件下的電路圖，是在采用柴油機作為動力的傳動系統(tǒng)機車的整流裝置3和直流 電動機4之間增加了蓄電池及其控制裝置6。取消了制動電阻5。蓄電池及其控 制裝置6的控制裝置是由C51單片機7和執(zhí)行環(huán)節(jié)8構成。執(zhí)行環(huán)節(jié)8是由兩 組反接的電力晶閘管智能模塊組成， 一端接到蓄電池，另一端接到整流裝置3 的一組極板上。蓄電池的另一端接到整流裝置3的另一組極板上，如附圖5所 示。
權利要求1、一種混合動力內燃機車，是由柴油機(1)帶動三相發(fā)電機(2)發(fā)電，經整流裝置(3)整成直流電送到直流電動機(4)，直流電動機(4)帶動機車運行；其特征在于在整流裝置(3)和直流電動機(4)之間增加了蓄電池及其控制裝置(6)。
2、 根據權利要求l所述的混合動力內燃機車，其特征在于蓄電池及其控制 裝置(6)的控制裝置是由單片機(7)和執(zhí)行環(huán)節(jié)(8)構成；執(zhí)行環(huán)節(jié)(8) 是由兩組反接的電力晶閘管智能模塊組成， 一端接到蓄電池，另一端接到整流 裝置(3)的一組極板上；蓄電池的另一端接到整流裝置(3)的另一組極板上。
專利摘要本實用新型所述的混合動力內燃機車，涉及軌道機車的能源回收及控制裝置。是由柴油機帶動三相發(fā)電機發(fā)電，經整流裝置整成直流送給直流電動機帶動機車運行。在整流裝置和直流電動機之間增加了蓄電池及其控制裝置。蓄電池及其控制裝置的控制裝置是由單片機和執(zhí)行環(huán)節(jié)構成。執(zhí)行環(huán)節(jié)是由兩組反接的電力晶閘管智能模塊組成，本實用新型在牽引工況時，發(fā)電機和蓄電池串聯混合向直流電動機供電，適用于機車啟動或短時超功率發(fā)揮。而在制動工況時，將電動機的機械能變換為電能對蓄電池充電，完成能量的回收和再利用。本實用新型具有結構新穎、節(jié)能環(huán)保、經濟實用等特點，故屬于一種集經濟性與實用性為一體的新型混合動力內燃機車。
文檔編號B60K6/28GK201217385SQ200820013138
公開日2009年4月8日 申請日期2008年5月23日 優(yōu)先權日2008年5月23日
發(fā)明者姜悅禮, 巖 牟, 郭建斌 申請人:中國北車股份有限公司