一種新型車載式機(jī)車動車電源裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了適用于大功率交流電力機(jī)車的一種新型車載式機(jī)車動車電源裝置。該電源裝置，安裝在交流電力機(jī)車上，為交流電力機(jī)車（單獨(dú)車頭）的非接觸網(wǎng)短距離行駛或移動提供大功率的驅(qū)動電力。該電源裝置，由DC?DC模塊A、超級電容模組（或鋰電池）、DC?DC模塊B、控制模塊和人機(jī)界面組成。超級電容模組（或鋰電池），經(jīng)由DC?DC模塊A從機(jī)車110V控制電路獲取小功率輸入的電能并存儲；可通過DC?DC模塊B輸出大功率電力，并經(jīng)過機(jī)車庫用轉(zhuǎn)換開關(guān)提供給機(jī)車主逆變器驅(qū)動機(jī)車牽引電機(jī)，牽引機(jī)車行駛。通過人機(jī)界面和控制模塊，可以修改各種技術(shù)參數(shù)，適合各型交流電力機(jī)車的要求。
【專利說明】
一種新型車載式機(jī)車動車電源裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型產(chǎn)品屬于鐵路機(jī)車技術(shù)領(lǐng)域，涉及到交流電力機(jī)車非接觸網(wǎng)線路短距離行駛或移車的電源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]全國各路局、機(jī)務(wù)段使用的機(jī)車，開始進(jìn)入新舊換代的時(shí)期，原有的直流電力機(jī)車開始淘汰，新型交流電力機(jī)車成為承擔(dān)運(yùn)輸任務(wù)的主力軍。新型交流電力機(jī)車使用數(shù)量，逐年增多。
[0003]機(jī)車在使用過程中，需要在非接觸網(wǎng)線路短距離行駛或移動。原有的直流電力機(jī)車在非接觸網(wǎng)線路短距離行駛或移動的技術(shù)方案，成熟可靠、使用方便，但是交流電力機(jī)車不能米用。
[0004]現(xiàn)有的交流電力機(jī)車地面電源拖線牽引移動方式、軌道電瓶車牽引移動方式和聯(lián)掛第2臺直流、內(nèi)燃機(jī)車牽引移動方式，存在有安全隱患、操作不方便和浪費(fèi)人力、物力等問題，不能滿足交流電力機(jī)車在非接觸網(wǎng)線路短距離行駛或移動的技術(shù)要求。
[0005]機(jī)車制造廠生產(chǎn)的新型HXN3與HXN5內(nèi)燃機(jī)車，在不啟動柴油機(jī)時(shí)，可以依靠自身的機(jī)車啟動蓄電池組提供電力，在司機(jī)控制臺上駕駛機(jī)車進(jìn)出維修庫房。這種安全、快捷的機(jī)車移車新方案得到機(jī)務(wù)段使用方一致好評。
[0006]相比內(nèi)燃機(jī)車，為了解決交流電力機(jī)車在非接觸網(wǎng)線路短距離行駛或移動技術(shù)問題，曾經(jīng)試行交流電力機(jī)車的機(jī)車蓄電池組提供電力、驅(qū)動機(jī)車行駛的方案。試驗(yàn)證明，該方案暫時(shí)不可行。交流機(jī)車蓄電池組輸出功率小，不能用來直接供給牽引電機(jī)驅(qū)動機(jī)車行駛。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型提供一種新型車載式機(jī)車動車電源裝置，能夠很好解決以上交流電力機(jī)車(單獨(dú)車頭)應(yīng)用中存在的非接觸網(wǎng)線路短距離行駛或移動等技術(shù)問題。
[0008]—種新型車載式機(jī)車動車電源裝置，其特征在于:包括DC-DC模塊A、超級電容模組、DC-DC模塊B電路以及控制模塊;其中所述DC-DC模塊A、所述超級電容模組、所述DC-DC模塊B電路依次串聯(lián);所述DC-DC模塊A輸入端與機(jī)車11OV控制電路連接，所述DC-DC模塊B輸出端與機(jī)車庫用轉(zhuǎn)換開關(guān)連接;所述控制模塊通過485或CAN信號與所述DC-DC模塊A、所述超級電容模塊和所述DC-DC模塊B連接。
[0009]根據(jù)以上所述的一種新型車載式機(jī)車動車電源裝置，其特征在于:還包括人機(jī)界面，所述人機(jī)界面通過485或CAN信號與所述控制模塊連接。
[0010]一種新型車載式機(jī)車動車電源裝置，其特征在于:包括DC-DC模塊A、鋰電池組、DC-DC模塊B電路以及控制模塊;其中所述DC-DC模塊A、所述鋰電池組、所述DC-DC模塊B電路依次串聯(lián);所述DC-DC模塊A輸入端與機(jī)車I1V控制電路連接，所述DC-DC模塊B輸出端與機(jī)車庫用轉(zhuǎn)換開關(guān)連接;所述控制模塊通過485或CAN信號與所述DC-DC模塊A、所述鋰電池組和所述DC-DC模塊B連接。
[0011]根據(jù)以上所述的一種新型車載式機(jī)車動車電源裝置，其特征在于:還包括人機(jī)界面，所述人機(jī)界面通過485或CAN信號與所述控制模塊連接。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0013]1、交流電力機(jī)車從車頂上方的接觸網(wǎng)獲取電力，通過內(nèi)部的變壓變流設(shè)備處理后，提供給交流牽引電機(jī)，交流牽引電機(jī)驅(qū)動機(jī)車行駛。但是，實(shí)際使用過程中，交流電力機(jī)車(單獨(dú)車頭)需要在非接觸網(wǎng)線路中短距離行駛或移動；
[0014]2、為了檢修人員登頂作業(yè)安全，機(jī)務(wù)段的機(jī)車整備場臨時(shí)檢修區(qū)更改為無電區(qū)。臨時(shí)檢修時(shí)，機(jī)車需要在非接觸網(wǎng)線路中短距離行駛或移動，自由進(jìn)出無電區(qū)線路。其次，在機(jī)務(wù)段的維修庫房內(nèi)，沒有供機(jī)車獲取電力的接觸網(wǎng)。機(jī)車進(jìn)出維修庫房時(shí)，需要在非接觸網(wǎng)線路中短距離行駛或移動，自由進(jìn)出庫房；
[0015]3、現(xiàn)有的交流電力機(jī)車地面電源拖線牽引移動方式、軌道電瓶車牽引移動方式和聯(lián)掛第2臺直流、內(nèi)燃機(jī)車牽引移動方式，存在有安全隱患、操作不方便和浪費(fèi)人力、物力等問題，不能滿足交流電力機(jī)車在非接觸網(wǎng)線路短距離行駛或移動的技術(shù)要求；
[0016]4、本實(shí)用新型所述的一種新型車載式機(jī)車動車電源裝置，可以很好解決以上技術(shù)問題，取得與新型內(nèi)燃機(jī)車移車方案同樣的效果；
[0017]5、對比新型內(nèi)燃機(jī)車移車技術(shù)方案，在交流機(jī)車蓄電池組和機(jī)車主逆變器之間安裝一種新型車載式機(jī)車動車電源裝置。機(jī)車蓄電池組，提供小功率的電力充入該電源裝置中儲存，不斷積累。當(dāng)交流電力機(jī)車需要在非接觸網(wǎng)線路短距離行駛或移動時(shí)，該電源裝置短時(shí)間釋放出大功率的電力給機(jī)車主逆變器，驅(qū)動交流機(jī)車行駛一段距離；
[0018]6、本實(shí)用新型所述的一種新型車載式機(jī)車動車電源裝置，輸入端與機(jī)車IlOV控制電路連接，輸出端與機(jī)車庫用轉(zhuǎn)換開關(guān)連接，不需要在現(xiàn)有交流電力機(jī)車主電路原理上作出修改；
[0019]7、本實(shí)用新型所述的一種新型車載式機(jī)車動車電源裝置，與機(jī)車現(xiàn)有電路和控制方式完全兼容。DC-DC模塊B，可以調(diào)整輸出電壓值使之適合各型機(jī)車主電路的技術(shù)要求。該電源裝置安裝在交流電力機(jī)車上，只要合上電源開關(guān)，就可以完全參照原有的機(jī)車庫內(nèi)動車操作規(guī)程進(jìn)行工作，操作司機(jī)控制臺控制手柄，駕駛機(jī)車前進(jìn)或后退行駛；
[0020]8、安裝有新型車載式機(jī)車動車電源裝置的交流電力機(jī)車，在進(jìn)行非接觸網(wǎng)線路短距離行駛或移動時(shí)，操作方式與機(jī)車普通駕駛方式一致，所以，安全快捷、省時(shí)省力。本實(shí)用新型產(chǎn)品，是交流電力機(jī)車在非接觸網(wǎng)線路短距離行駛或移動時(shí)的一種良好技術(shù)解決方案。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施的一種新型車載式機(jī)車動車電源裝置的外形圖。I一DC-DC模塊A，2—超級電容模組或鋰電池組，3—DC-DC模塊B，4 一控制模塊，5—人機(jī)界面。
[0022]圖2為本實(shí)用新型的實(shí)施的一種新型車載式機(jī)車動車電源裝置的主電路原理圖。Ul —DC-DC模塊A，U2—DC-DC模塊B，C一超級電容模組，Vl —機(jī)車11OV控制電路端口，V2—機(jī)車庫用轉(zhuǎn)換開關(guān)端口，V3—外接便攜式鋰電池組端口。
[0023]圖3為本實(shí)用新型的實(shí)施的一種新型車載式機(jī)車動車電源裝置的主電路原理圖。UI —DC-DC模塊A，U2—DC-DC模塊B，GB—鋰電池組，Vl—機(jī)車11OV控制電路端口，V2—機(jī)車庫用轉(zhuǎn)換開關(guān)端口，V3—外接便攜式鋰電池組端口。
[0024]圖4為本實(shí)用新型的實(shí)施的一種新型車載式機(jī)車動車電源裝置的通訊控制電路。I一DC-DC模塊A，2—DC-DC模塊B，3—超級電容模組(或鋰電池組)，4一控制模塊，5—人機(jī)界面。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例的附圖，對本本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0026]如說明書附圖2、3所示，DC-DC模塊A、超級電容模組(或鋰電池組)與DC-DC模塊B電路依次串聯(lián)起來。Vl端口連接機(jī)車蓄電池組，V2端口連接機(jī)車庫用轉(zhuǎn)換開關(guān)。
[0027]機(jī)車蓄電池組，具備比較高的能量密度，但功率密度比較低。正常狀態(tài)的機(jī)車蓄電池組，雖然儲備了足夠的電能，但是不能按照大功率的模式釋放出來，所提供的電功率不能驅(qū)動機(jī)車行駛。如果把儲備在機(jī)車蓄電池組的電能搬出來一點(diǎn)，儲存在超級電容模組或者高功率密度鋰電池內(nèi)，由它們來替代機(jī)車蓄電池組并按照大功率模式釋放出電力，就可以驅(qū)動機(jī)車行駛。
[0028]機(jī)車蓄電池組，以小功率或微小功率輸出模式提供電能，通過UUDC-DC模塊A)給超級電容模組C(或者鋰電池組GB)充電。超級電容模組C(或者鋰電池組GB)長時(shí)間獲取小功率或微小功率電力并積累、貯存，直到充滿。在交流電力機(jī)車需要動車、移車時(shí)，貯存在超級電容模組C(或者鋰電池組GB)內(nèi)的電能通過U2 (DC-DC模塊B)短時(shí)間向端口 V2按照大功率模式釋放，通過機(jī)車庫用轉(zhuǎn)換開關(guān)，由機(jī)車主逆變器轉(zhuǎn)換為三相交流電能，提供給機(jī)車牽弓I電機(jī)。因?yàn)槌夒娙菽＝MC(或者新型鋰電池組GB)的功率密度高，所以可以短時(shí)間釋放出大功率的電力，通過牽引電機(jī)產(chǎn)生很大的啟動牽引力，克服機(jī)車啟動力矩，驅(qū)動機(jī)車自行行駛。
[0029]使用新型機(jī)車動車電源裝置移動機(jī)車時(shí)，如果想把機(jī)車移動更遠(yuǎn)的距離，或者想兩節(jié)機(jī)車甚至三節(jié)機(jī)車聯(lián)掛移動，就需要使用第三方便攜式鋰電池組。便攜式鋰電池組可以通過V3端口接入，為新型機(jī)車動車電源提供持續(xù)電力。在特定的時(shí)候，當(dāng)超級電容模組C或者鋰電池組GB無法從Vl端口獲取電能時(shí)，都可以通過V3端口從第三方便攜式鋰電池組獲取。
[0030]DC-DC模塊B，可以調(diào)整輸出電壓值使之適合各型機(jī)車主電路的技術(shù)要求。新型機(jī)車動車電源裝置，就可以與機(jī)車主電路和機(jī)車控制軟件完全兼容，滿足機(jī)車主電路技術(shù)特性要求。
[0031]DC-DC模塊A和DC-DC模塊B，采用基于DSP控制芯片的高頻化、數(shù)字化變流技術(shù)，整個(gè)模塊設(shè)計(jì)體積小型化、設(shè)計(jì)重量輕量化，滿足機(jī)車車載方式的要求?；贒SP控制芯片的全數(shù)字化控制技術(shù)，便于DC-DC模塊A和DC-DC模塊B與控制模塊之間的高速信息通訊和智能化控制。
[0032]如說明書附圖4所示:人機(jī)界面5，通過485或CAN信號，可以與控制模塊4、雙向DC-DC模塊1、升壓DC-DC模塊)2、超級電容模組或鋰電池組3建立聯(lián)系，方便快捷修改技術(shù)參數(shù)和進(jìn)行功能設(shè)置轉(zhuǎn)化，滿足不同型號的大功率交流電力機(jī)車的技術(shù)要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型車載式機(jī)車動車電源裝置，其特征在于:包括DC-DC模塊A、超級電容模組、DC-DC模塊B電路以及控制模塊;其中所述DC-DC模塊A、所述超級電容模組、所述DC-DC模塊B電路依次串聯(lián);所述DC-DC模塊A輸入端與機(jī)車11OV控制電路連接，所述DC-DC模塊B輸出端與機(jī)車庫用轉(zhuǎn)換開關(guān)連接;所述控制模塊通過485或CAN信號與所述DC-DC模塊A、所述超級電容模塊和所述DC-DC模塊B連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型車載式機(jī)車動車電源裝置，其特征在于:還包括人機(jī)界面，所述人機(jī)界面通過485或CAN信號與所述控制模塊連接。3.一種新型車載式機(jī)車動車電源裝置，其特征在于:包括DC-DC模塊A、鋰電池組、DC-DC模塊B電路以及控制模塊;其中所述DC-DC模塊A、所述鋰電池組、所述DC-DC模塊B電路依次串聯(lián);所述DC-DC模塊A輸入端與機(jī)車11OV控制電路連接，所述DC-DC模塊B輸出端與機(jī)車庫用轉(zhuǎn)換開關(guān)連接;所述控制模塊通過485或CAN信號與所述DC-DC模塊A、所述鋰電池組和所述DC-DC模塊B連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型車載式機(jī)車動車電源裝置，其特征在于:還包括人機(jī)界面，所述人機(jī)界面通過485或CAN信號與所述控制模塊連接。
【文檔編號】H02J7/00GK205681141SQ201620259117
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年3月31日 公開號201620259117.6, CN 201620259117, CN 205681141 U, CN 205681141U, CN-U-205681141, CN201620259117, CN201620259117.6, CN205681141 U, CN205681141U
【發(fā)明人】李立中, 楊勁松, 劉明超, 吳軍, 張日升
【申請人】株洲中達(dá)特科電子科技有限公司