專利名稱：電容或動力電池牽引型電車電氣控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電車電氣控制系統(tǒng)，屬于電車電氣控制技術(shù)領(lǐng)域。
二背景技術(shù)：
目前，電車的電氣控制系統(tǒng)存在可靠性、穩(wěn)定性不高，使用壽命短等缺 陷，急需加以提高。
三、 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種可靠性高、使用壽命長、性能穩(wěn)定的電 容或動力電池牽引型電車電氣控制系統(tǒng)。
電容或動力電池牽引型電車電氣控制系統(tǒng)，特殊之處在于采用超大容量
牽引型電容器或動力電池1與翻轉(zhuǎn)雙觸頭受電裝置2相連接組成電車受電儲 能回路，電容器或動力電池1通過主控回路電子換向器10、電車驅(qū)動控制裝 置6、電車拖動動力控制裝置8與電車拖動動力9相連接組成電車電氣拖動主 回路，電車拖動動力9由磁電式交流/直流機(jī)電一體化加速器踏板裝置4、磁 電式交流/直流機(jī)電一體化電制動及氣制動雙制動踏板裝置3控制連接組成電 車電氣控制回路，電容器或動力電池1通過電車低壓控制電源及操作電源的 蓄電池浮充電系統(tǒng)5與牽引型電容器或動力電池倉的溫度控制系統(tǒng)14、牽引 型電容器或動力電池的電氣性能均衡管理系統(tǒng)15、組合式電子監(jiān)測綜合功能 儀表及文本器16、電子屏與燈光及音響構(gòu)成的預(yù)警報系統(tǒng)17、電子監(jiān)視系統(tǒng) 18、電子監(jiān)視電車通道及電車后視系統(tǒng)12、電子式可編程測速裝置13相連接 組成電車輔助電氣控制回路；
電車拖動動力控制裝置8為大功率IGBT電子直流斬波調(diào)速系統(tǒng)，或者為 大功率電子三相交流變頻調(diào)速系統(tǒng)；
電車拖動動力9由電動機(jī)、傳動軸、驅(qū)動后橋連接組成，電動機(jī)為牽引 型直流串激電動機(jī)或者直流無刷電機(jī)或者為牽引型三相交流變頻電動機(jī)；
牽引型電容器或動力電池1為由單只容量為5 30萬法拉的數(shù)量為100只 至1000只單體電容器或單只容量為10 300Ah動力電池數(shù)量為100 500只動 力電池組成的電容器組或動力電池組；
翻轉(zhuǎn)雙觸頭受電裝置2采用二級升降結(jié)構(gòu)裝置，為雙梯、橋連、可翻轉(zhuǎn)、 滑動升降、雙碳板受電極、根據(jù)對接壓力自動控制上升結(jié)構(gòu)、雙觸頭的雙滑 筒臥式雙極受電裝置；雙滑筒臥式雙極受電裝置，包括置于電車車頂部的底座支架，底座支架上活動固定連接有滑動套筒和二級氣缸，滑動套筒由外套 筒與內(nèi)套筒構(gòu)成，二級氣缸連接帶動滑動套筒上下運(yùn)動，滑動套筒也與一級 氣缸活動連接，由一級氣缸活動連接支撐滑動套筒在一定的角度范圍內(nèi)進(jìn)行
旋轉(zhuǎn)，滑動套筒的頂部固定連接有帶雙極受電觸頭的受電器；
翻轉(zhuǎn)雙觸頭受電裝置2受電器的雙極受電觸頭縱向定位距離范圍8 15m、 橫向定位的距離范圍《0.7m，伸展高度為1.0m-2.8m，受電控行程時間不大于 5秒，尋找定位時間不大于2秒；
磁電式交流/直流機(jī)電一體化電制動及氣制動雙制動踏板裝置3，將電、 汽兩種制動方式合為一體，由同一個制動踏板實施制動過程，第一行程為電 制動，第二行程為氣制動，雙制動踏板裝置3與氣泵19、高壓儲氣罐20、低 壓儲氣罐21以及手剎制動器22相連接構(gòu)成氣路制動系統(tǒng)；磁電式交流/直流 機(jī)電一體化加速器踏板裝置4，通過調(diào)節(jié)電流的大小來控制電車拖動動力電動 機(jī)的輸出功率，從而達(dá)到調(diào)節(jié)車輛速度的要求，加速時由腳踏連桿連接到電 磁鐵芯做正向平行運(yùn)動，減速時反向平行運(yùn)動；
磁電式交流/直流機(jī)電一體化電制動及氣制動雙制動踏板裝置3還與電車 制動時再生能量回饋吸收裝置11相連接，再生能量回饋吸收裝置ll與電車 拖動動力9相連接。
蓄電池浮充電系統(tǒng)5還通過車載受電遙控裝置7與翻轉(zhuǎn)雙觸頭受電裝置2 相連接；
車載受電遙控裝置7、組合式電子監(jiān)測綜合功能儀表及文本器16、預(yù)警報 系統(tǒng)17、電子監(jiān)視系統(tǒng)18相連接組成電車監(jiān)控操作回路。
本實用新型的電容或動力電池牽引型電車電氣控制系統(tǒng)，為一種可靠性 高、使用壽命長、性能穩(wěn)定的電車電氣控制系統(tǒng)。 四

圖l:本實用新型的電容或動力電池牽引型電車電氣控制系統(tǒng)原理圖； 圖2:本實用新型的氣路制動系統(tǒng)原理圖。
l超大容量牽引型電容器或動力電池；2翻轉(zhuǎn)雙觸頭受電裝置；3雙制動 踏板裝置；4加速器踏板裝置；5蓄電池浮充電系統(tǒng)；6電車驅(qū)動控制裝置；7 車載受電遙控裝置；8電車拖動動力控制裝置；9電車拖動動力；IO主控回路 電子換向器；12電子監(jiān)視電車通道及電車后視系統(tǒng)；13電子式可編程測速裝 置；ll再生能量回饋吸收裝置；14溫度控制系統(tǒng)；15電氣性能均衡管理系統(tǒng)； 16組合式電子監(jiān)測綜合功能儀表及文本器；17預(yù)警報系統(tǒng)；18電子監(jiān)視系統(tǒng)；19氣泵；20高壓儲氣罐；21低壓儲氣罐；22手剎制動器。 五具體實施方式
參考圖l、 2，下面通過實施例來具體說明本實用新型的技術(shù)方案，但本
實用新型并不局限于以下實施例。
電容或動力電池牽引型電車電氣控制系統(tǒng)，采用牽引型電容器或動力電
池1與翻轉(zhuǎn)雙觸頭受電裝置2相連接組成電車受電儲能回路，電容器1通過 主控回路電子換向器10、電車驅(qū)動控制裝置6、電車拖動動力控制裝置8與 電車拖動動力9相連接組成電車電氣拖動主回路，電車拖動動力9由磁電式 交流/直流機(jī)電一體化加速器踏板裝置4、磁電式交流/直流機(jī)電一體化電制動 及氣制動雙制動踏板裝置3控制連接組成電車電氣控制回路，電容器或動力 電池1通過電車低壓控制電源及操作電源的蓄電池浮充電系統(tǒng)5與牽引型電 容器或動力電池倉的溫度控制系統(tǒng)14、電車用牽引型電容器或動力電池的電 氣性能均衡管理系統(tǒng)15、組合式電子監(jiān)測綜合功能儀表及文本器16、電子屏 與燈光及音響構(gòu)成的預(yù)警報系統(tǒng)17、電子監(jiān)視系統(tǒng)18、電子監(jiān)視電車通道及 電車后視系統(tǒng)12、電子式可編程測速裝置13相連接組成電車輔助電氣控制回 路；
電車拖動動力控制裝置8為大功率IGBT電子直流斬波調(diào)速系統(tǒng)，或者為 大功率電子三相交流變頻調(diào)速系統(tǒng)；電車拖動動力控制裝置8，由大功率復(fù)合 場效應(yīng)管IGBT直流斬波調(diào)速系統(tǒng)驅(qū)動，電容器或動力電池1在給電動機(jī)供電 時，由于外界的作用和電容器本身的特點易瞬間產(chǎn)生高強(qiáng)度的電流，使電動 機(jī)工作不平穩(wěn)，或者使局部供電設(shè)備由于超大電流的作用產(chǎn)生線路或者電器 元件的損壞，斬波調(diào)速系統(tǒng)在控制車速的同時又提供了上述的安全保障；電 車驅(qū)動控制裝置6，通過穩(wěn)定電壓、電流控制電動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動方向 來控制該車的加速、減速、前進(jìn)、后退、以控制車輛行駛；電車主控回路電 子換向器10，主要通過控制電流的流向、也就是正負(fù)極的調(diào)整，控制電動機(jī) 的轉(zhuǎn)向，從而控制車輛前進(jìn)、后退；
電車拖動動力9由電動機(jī)、傳動軸、驅(qū)動后橋連接組成，電動機(jī)為牽引 型直流串激電動機(jī)，或者直流無刷電機(jī)或者為牽引型三相交流變頻電動機(jī)； 牽引型直流串勵電動機(jī)，工作電壓等級為DC600V，額定功率為60KW-90KW， 牽引型三相交流變頻電動機(jī)，工作電壓等級為AC380V，額定功率為75KW-95KW, 額定工作頻率為0-60赫茲；
牽引型電容器或動力電池l為由單只容量為5萬法拉至30萬法拉的數(shù)量為300只至1000只單體電容器組成的電容器組，或單只容量為10 300Ah動力電 池數(shù)量為100 500只動力電池。電容或動力電池為牽引型電車提供動力能源， 動力電池為鉛酸蓄電池、鎳鋅蓄電池、鋰電蓄電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、 鋁鋅蓄電池、氫燃料電池其中的一種。
翻轉(zhuǎn)雙觸頭受電裝置2采用二級升降結(jié)構(gòu)裝置，為雙梯、橋連、可翻轉(zhuǎn)、 滑動升降、雙碳板受電極、根據(jù)對接壓力自動控制上升結(jié)構(gòu)、雙觸頭的雙滑 筒臥式雙極受電裝置；雙滑筒臥式雙極受電裝置，包括置于電車車頂部的底 座支架，底座支架上活動固定連接有滑動套筒和二級氣缸，滑動套筒由外套 筒與內(nèi)套筒構(gòu)成，二級氣缸連接帶動滑動套筒上下運(yùn)動，滑動套筒也與一級 氣缸活動連接，由一級氣缸活動連接支撐滑動套筒在一定的角度范圍內(nèi)進(jìn)行 旋轉(zhuǎn)，滑動套筒的頂部固定連接有帶雙極受電觸頭的受電器；
翻轉(zhuǎn)雙觸頭受電裝置2受電器的雙極受電觸頭縱向定位距離范圍8 15m、 橫向定位的距離范圍《0.7m，伸展高度為1.0m-2.8m，受電控行程時間不大于 5秒，尋找定位時間不大于2秒；受電額定電壓DC為600v，電壓可調(diào)范圍360V IOOOV，電流I為OOA-400A;
磁電式交流/直流機(jī)電一體化電制動及氣制動雙制動踏板裝置3，將電、 汽兩種制動方式合為一體，由同一個制動踏板實施制動過程，第一行程為電 制動，第二行程為氣制動，雙制動踏板裝置3與氣泵19、高壓儲氣罐20、低 壓儲氣罐21以及手剎制動器22相連接構(gòu)成氣路制動系統(tǒng)；磁電式交流/直流 機(jī)電一體化加速器踏板裝置4，通過調(diào)節(jié)電流的大小來控制電車拖動動力電動 機(jī)的輸出功率，從而達(dá)到調(diào)節(jié)車輛速度的要求，加速時由腳踏連桿連接到電 磁鐵芯做正向平行運(yùn)動，減速時反向平行運(yùn)動；
磁電式交流/直流機(jī)電一體化電制動及氣制動雙制動踏板裝置3還與電車 制動時再生能量回饋吸收裝置11相連接，再生能量回饋吸收裝置ll與電車 拖動動力9相連接，當(dāng)電車制動時車輛在減速同時停止給電動機(jī)供電，但車 輛的慣性卻帶動車輛繼續(xù)前進(jìn)，此時電動機(jī)由主動旋轉(zhuǎn)變?yōu)橛珊髽蜉敵龅牧?矩通過傳動軸傳遞到電動機(jī)，轉(zhuǎn)子切割磁力線，將部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，?而產(chǎn)生了電流的回饋，由再生能量回饋吸收裝置11將這些能量重新存放到電 容器1中，使其能再次利用；電車輔助動力采用DC/AC三相交流寬電壓定頻
恒壓式電源裝置。
蓄電池浮充電系統(tǒng)5還通過車載受電遙控裝置7與翻轉(zhuǎn)雙觸頭受電裝置2 相連接，車載受電遙控裝置7連接控制停車點地面變電站的通、斷電，以保證在無充電車輛的狀態(tài)下或車輛受電裝置2未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的充電狀態(tài)時無電流 產(chǎn)生，提高充電前后的安全系數(shù)，遙控裝置安全、可靠并且便于操作；
電車用牽引型電容器或動力電池的全面電氣性能均衡管理系統(tǒng)15，通過 對溫度、電流、電壓的監(jiān)控，做出正確的控制操作，以保證電容器或動力電 池能夠在最好的工況下工作；電子屏與燈光及音響構(gòu)成的預(yù)警報系統(tǒng)17，可 以向行人和其他車輛駕乘者提供視覺及聽覺的刺激，減少危險因素；組合式 電子監(jiān)測綜合功能儀表及文本器16、電子監(jiān)視系統(tǒng)18，對整車在工作時的各
種狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，包括整車速度、電動機(jī)轉(zhuǎn)速、電動機(jī)工作電流、電容器或 動力電池電壓、充電電流和電壓、轉(zhuǎn)向燈、前大燈、尾燈、剎車燈等等；電 子監(jiān)視電車通道及電車后視系統(tǒng)12，在車內(nèi)的下車門處上方和車外后圍玻璃 上方各安裝一個攝像頭，通過儀表臺上的監(jiān)視顯示器來監(jiān)視車內(nèi)和車外的情 況；電車低壓控制電源及操作電源的蓄電池浮充電系統(tǒng)5，牽引型電容器或動 力電池在工作中，通過充電設(shè)備為低壓電系統(tǒng)的供電電源蓄電池提供部分電 能的補(bǔ)充；電子式可編程測速裝置13，通過對車輛的動力系統(tǒng)的動力源電動 機(jī)的轉(zhuǎn)速監(jiān)測，換算后得出整車在此時的車速。
車載受電遙控裝置7、組合式電子監(jiān)測綜合功能儀表及文本器16、預(yù)警報 系統(tǒng)17、電子監(jiān)視系統(tǒng)18相連接組成電車監(jiān)控操作回路。
本實用新型實施例的電容或動力電池牽引型電車電氣控制系統(tǒng)，為 一種 可靠性高、使用壽命長、性能穩(wěn)定的電車電氣控制系統(tǒng)。
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權(quán)利要求1、電容或動力電池牽引型電車電氣控制系統(tǒng)，特征在于采用牽引型電容器或動力電池(1)與翻轉(zhuǎn)雙觸頭受電裝置(2)相連接組成電車受電儲能回路，電容器或動力電池(1)通過主控回路電子換向器(10)、電車驅(qū)動控制裝置(6)、電車拖動動力控制裝置(8)與電車拖動動力(9)相連接組成電車電氣拖動主回路，電車拖動動力(9)由磁電式交流/直流機(jī)電一體化加速器踏板裝置(4)、磁電式交流/直流機(jī)電一體化電制動及氣制動雙制動踏板裝置(3)控制連接組成電車電氣控制回路，電容器或動力電池(1)通過電車低壓控制電源及操作電源的蓄電池浮充電系統(tǒng)(5)與牽引型電容器或動力電池倉的溫度控制系統(tǒng)(14)、電車用牽引型電容器或動力電池的電氣性能均衡管理系統(tǒng)(15)、組合式電子監(jiān)測綜合功能儀表及文本器(16)、電子屏與燈光及音響構(gòu)成的預(yù)警報系統(tǒng)(17)、電子監(jiān)視系統(tǒng)(18)、電子監(jiān)視電車通道及電車后視系統(tǒng)(12)、電子式可編程測速裝置(13)相連接組成電車輔助電氣控制回路。
2. 按照權(quán)利要求1所述電容或動力電池牽引型電車電氣控制系統(tǒng)，其特 征在于，電車拖動動力控制裝置(8)為大功率IGBT電子直流斬波調(diào)速系統(tǒng)， 或者為大功率電子三相交流變頻調(diào)速系統(tǒng)。
3. 按照權(quán)利要求1所述電容或動力電池牽引型電車電氣控制系統(tǒng)，其特 征在于，電車拖動動力(9)由電動機(jī)、傳動軸、驅(qū)動后橋連接組成，電動機(jī) 為牽引型直流串激電動機(jī)，或者直流無刷電機(jī)或者為牽引型三相交流變頻電 動機(jī)。
4. 按照權(quán)利要求l所述電容或動力電池牽引型電車電氣控制系統(tǒng)，其特征 在于，牽引型電容器或動力電池(1)由單只容量為5萬法拉至30萬法拉的數(shù) 量為300只至1000只單體電容器組成的電容器組，或單只容量為10 300Ah動 力電池數(shù)量為100 500只動力電池。
5. 按照權(quán)利要求l所述電容或動力電池牽引型電車電氣控制系統(tǒng)，其特征 在于，翻轉(zhuǎn)雙觸頭受電裝置(2)采用雙滑筒臥式雙極受電裝置，雙滑筒臥式 雙極受電裝置，包括置于電車車頂部的底座支架，底座支架上活動固定連接 有滑動套筒和二級氣缸，滑動套筒由外套筒與內(nèi)套筒構(gòu)成，二級氣缸連接帶 動滑動套筒上下運(yùn)動，滑動套筒也與一級氣缸活動連接，由一級氣缸活動連 接支撐滑動套筒在一定的角度范圍內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，滑動套筒的頂部固定連接有 帶雙極受電觸頭的受電器。
6. 按照權(quán)利要求5所述電容或動力電池牽引型電車電氣控制系統(tǒng)，其特征 在于，翻轉(zhuǎn)雙觸頭受電裝置(2)受電器的雙極受電觸頭縱向定位距離范圍8 15m、橫向定位的距離范圍《0.7m，伸展高度為l. 0m-2. 8m，受電控行程時間不大于5秒，尋找定位時間不大于2秒。
7. 按照權(quán)利要求l所述電容或動力電池牽引型電車電氣控制系統(tǒng)，其特征 在于，雙制動踏板裝置(3)通過氣泵(19)、高壓儲氣罐(20)、低壓儲氣 罐(21)以及手剎制動器(22)相連接構(gòu)成氣路制動系統(tǒng)，電車輔助動力采 用DC/AC三相交流寬電壓定頻恒壓式電源裝置。
8. 按照權(quán)利要求1所述電容或動力電池牽引型電車電氣控制系統(tǒng)，其特 征在于，磁電式交流/直流機(jī)電一體化電制動及氣制動雙制動踏板裝置(3) 還與電車制動時再生能量回饋吸收裝置(11)相連接，再生能量回饋吸收裝 置(11)與電車拖動動力(9)相連接，再生能量回饋吸收裝置ll連接傳送 至電容器(1)。
9.按照權(quán)利要求1所述電容或動力電池牽引型電車電氣控制系統(tǒng)，其特征 在于，蓄電池浮充電系統(tǒng)(5)還通過車載受電遙控裝置(7)與翻轉(zhuǎn)雙觸頭 受電裝置(2)相連接。
10.按照權(quán)利要求1所述電容或動力電池牽引型電車電氣控制系統(tǒng)，其特 征在于，車載受電遙控裝置(7 )、組合式電子監(jiān)測綜合功能儀表及文本器(16 )、 預(yù)警報系統(tǒng)(17)、電子監(jiān)視系統(tǒng)(18)相連接組成電車監(jiān)控操作回路。
專利摘要本實用新型涉及一種電車電氣控制系統(tǒng)，屬于電車電氣控制技術(shù)領(lǐng)域。特征采用電容器或動力電池(1)與翻轉(zhuǎn)雙觸頭受電裝置(2)相連接，電容器通過主控回路電子換向器(10)、電車驅(qū)動控制裝置(6)、電車拖動動力控制裝置(8)與電車拖動動力(9)相連接，電車拖動動力由加速器踏板裝置(4)、雙制動踏板裝置(3)連接，電容器通過蓄電池浮充電系統(tǒng)(5)與溫度控制系統(tǒng)(14)、電氣性能均衡管理系統(tǒng)(15)、組合式電子監(jiān)測綜合功能儀表及文本器(16)、預(yù)警報系統(tǒng)(17)、電子監(jiān)視系統(tǒng)(18)、電車通道及電車后視系統(tǒng)(12)、可編程測速裝置(13)相連接。本實用新型可靠性高、使用壽命長、性能穩(wěn)定。
文檔編號B60L11/00GK201357763SQ20092006829
公開日2009年12月9日 申請日期2009年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月28日
發(fā)明者劉兆偉, 劉繼江, 李寶順, 程紹良, 謝鎔安 申請人:上海中上汽車科技有限公司