一种双源无轨电车及其动力系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种双源无轨电车及其动力系统，从根本上解决了运行、安全、生产中的问题。集电器通过隔离式DC/DC变流器给整个动力系统供电，隔离式DC/DC变流器将整车与线网实现电气隔离，避免产生跨步电压。通过使用复合型车载能源，实现对车载能源进行快速充电，同时满足了电机瞬时高功率的需求和提升双源无轨电车行驶里程。通过控制器调节隔离式DC/DC变流器输出端电压，确保车载能源系统有合理的容量空间存储回馈的制动能量。
【专利说明】-种双源无轨电车及其动力系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种双源无轨电车及其动力系统。
【背景技术】
[0002] 无轨电车做为一种传统技术，曾经在城市公共交通领域发挥过一定作用，但由于 其本身缺陷，伴随着技术发展，无轨电车逐渐被燃油动力的公共交通车辆所取代。
[0003] 随着环境污染和能源问题不断加剧，无轨电车又重新回到人们的视野中：无轨电 车能够满足大气污染治理需求、符合新能源汽车发展方向和技术发展需要，市场也表现出 一定需求。
[0004] 传统无轨电车必须保持在线，无法脱线行驶，而且安全性差、容易产生跨步电压、 能耗高、不具有制动能量回收功能。而且在生产层面，无法与纯电动客车共平台生产。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种双源无轨电车及其动力系统，用以解决现有无轨电车运 行、安全、生产的诸多问题。
[0006] 为实现上述目的，本发明的方案包括：一种双源无轨电车动力系统，包括：驱动电 机，驱动电机与主减速器传动连接；一个集成控制器，集成控制器交流侧驱动控制连接所 述驱动电机，集成控制器直流侧连接直流母线；直流母线上连接有超级电容系统和隔离式 DC/DC变流器，所述隔离式DC/DC变流器输入端连接集电器，输出端连接直流母线；一个动 力电池系统，动力电池系统通过一个切换开关连接所述隔离式DC/DC变流器的输入端或输 出端。
[0007] 在直流母线上串设有用于防止制动能量向动力电池系统回馈的二极管，所述超级 电容系统、动力电池系统与直流母线的接口分别处于该二极管两端。
[0008] 所述集电器用于与线网电连接。
[0009] 无轨电车动力系统还包括用于控制所述隔离式DC/DC变流器的控制器。
[0010] -种双源无轨电车，无轨电车的动力系统包括：一个驱动电机，驱动电机与主减速 器传动连接；一个集成控制器，集成控制器交流侧驱动控制连接所述驱动电机，集成控制器 直流侧连接直流母线；直流母线上连接有超级电容系统和隔离式DC/DC变流器，所述隔离 式DC/DC变流器输入端连接集电器，输出端连接直流母线；一个动力电池系统，动力电池系 统通过一个切换开关连接所述隔离式DC/DC变流器的输入端或输出端。
[0011] 在直流母线上串设有用于防止制动能量向动力电池系统回馈的二极管，所述超级 电容系统、动力电池系统与直流母线的接口分别处于该二极管两端。
[0012] 所述集电器用于与线网电连接。
[0013] 无轨电车动力系统还包括用于控制所述隔离式DC/DC变流器的控制器。
[0014] 本发明采用一种新型的双源无轨电车动力系统构型，从根本上解决了运行、安全、 生产中的问题。集电器通过隔离式DC/DC变流器给整个动力系统供电，隔离式DC/DC变流 器将整车与线网实现电气隔离，避免产生跨步电压。通过使用复合型车载能源（电容+电 池），实现对车载能源进行快速充电，同时满足了电机瞬时高功率的需求和提升双源无轨电 车行驶里程。通过控制器调节隔离式DC/DC变流器输出端电压，确保车载能源系统有合理 的容量空间存储回馈的制动能量。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1是本发明的一种实施方式电路原理图。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0017] 如图1所不的无轨电车动力系统，包括：一个驱动电机，驱动电机与主减速器传动 连接；一个集成控制器，集成控制器交流侧驱动控制连接驱动电机，集成控制器直流侧连接 直流母线，直流母线上连接有超级电容系统和隔离式DC/DC变流器，隔离式DC/DC变流器输 入端连接集电器，输出端连接直流母线；一个动力电池系统，动力电池系统通过一个切换开 关连接所述隔离式DC/DC变流器的输入端或输出端，切换开关处于图中A点时，动力电池系 统连接到DC/DC输出端，处于B点时，动力电池系统连接到DC/DC输入端。
[0018] 进一步的，可以在直流母线上串设有用于防止制动能量向动力电池系统回馈的二 极管，超级电容系统、动力电池系统与直流母线的接口分别处于该二极管两端。
[0019] 与无轨电车动力系统配套设置有控制器，控制器用于对整个动力系统的协调控 制，如对隔离式DC/DC变流器进行控制、发送给集成控制器相关指令；采集动力系统中的各 种电气参数，如母线电压，动力电池电压，集电器开闭状态等等。控制器可以单独设置，也可 以由整车控制器充当，如本实施例所示。
[0020] 集成控制器是一种包含有电机控制器的集成式的控制器，集成控制器同时集成了 逆变器，用于将直流电转变为可控交流电为驱动电机供电。
[0021] 集电器与线网电连接，将线网的电能传递到电车动力系统。
[0022] 集电器通过隔离式DC/DC给直流母线供电，从而给整个系统供电，隔离式DC/DC将 整车与线网实现电气隔离，避免产生跨步电压。二极管可防止回馈能量回收至电池中，提高 了电源系统的工作效率。
[0023] 整车挂网时，切换开关处于A点，动力电池系统连接到DC/DC的输出端。整车脱网 时，开关处于B点，动力电池系统连接到DC/DC的输入端，DC/DC被重复使用，提高了使用效 率。
[0024] 本实施例的运行原理如下：
[0025] 整车挂网时，线网通过隔离式DC/DC可直接给超级电容和动力电池系统进行充 电，同时通过驱动电机驱动整车。当整车挂网制动时，能够回馈到超级电容系统，二极管可 防止制动能量回馈至动力电池中，确保回馈能量的高效利用。同时，整车控制器可通过控制 隔离式DC/DC输出端电压，确保电容有足够的空间存储回馈能量。当起步时，超级电容可提 供电能，直至超级电容电压降至隔离式DC/DC输出端电压，电容停止供电。
[0026] 整车脱网时，动力电池系统通过隔离式DC/DC对系统进行供电。隔离式DC/DC被 重复使用，提高了使用效率。
[0027] 该方案的优点有：
[0028] 整车脱网时，动力电池系统通过隔离式DC/DC对系统进行供电。提高了隔离式DC/ DC使用效率；
[0029] 使用隔离式DC/DC将线网与整车实行电气隔离，避免了跨步电压的产生，提高了 整车的安全性；
[0030] 整车控制器可调节隔离式DC/DC输出端电压来调节网线给电容充电的S0C上限， 给自动能量回馈提供了存储空间；
[0031] 该系统结构布置当去除集电器时，可实现纯电动动力系统总成，达到了与纯电动 客车共平台生产，提高了电动汽车生产效率。
[0032] 以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基 本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变 形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对 实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。
【权利要求】
1. 一种双源无轨电车动力系统，其特征在于，包括：驱动电机，驱动电机与主减速器传 动连接；一个集成控制器，集成控制器交流侧驱动控制连接所述驱动电机，集成控制器直流 侧连接直流母线；直流母线上连接有超级电容系统和隔离式DC/DC变流器，所述隔离式DC/ DC变流器输入端连接集电器，输出端连接直流母线；一个动力电池系统，动力电池系统通 过一个切换开关连接所述隔离式DC/DC变流器的输入端或输出端。
2. 根据权利要求1所述的一种双源无轨电车动力系统，其特征在于，在直流母线上串 设有用于防止制动能量向动力电池系统回馈的二极管，所述超级电容系统、动力电池系统 与直流母线的接口分别处于该二极管两端。
3. 根据权利要求2所述的一种双源无轨电车动力系统，其特征在于，所述集电器用于 与线网电连接。
4. 根据权利要求2所述的一种双源无轨电车动力系统，其特征在于，无轨电车动力系 统还包括用于控制所述隔离式DC/DC变流器的控制器。
5. -种双源无轨电车，其特征在于，无轨电车的动力系统包括：一个驱动电机，驱动 电机与主减速器传动连接；一个集成控制器，集成控制器交流侧驱动控制连接所述驱动电 机，集成控制器直流侧连接直流母线；直流母线上连接有超级电容系统和隔离式DC/DC变 流器，所述隔离式DC/DC变流器输入端连接集电器，输出端连接直流母线；一个动力电池系 统，动力电池系统通过一个切换开关连接所述隔离式DC/DC变流器的输入端或输出端。
6. 根据权利要求5所述的一种双源无轨电车，其特征在于，在直流母线上串设有用于 防止制动能量向动力电池系统回馈的二极管，所述超级电容系统、动力电池系统与直流母 线的接口分别处于该二极管两端。
7. 根据权利要求6所述的一种双源无轨电车，其特征在于，所述集电器用于与线网电 连接。
8. 根据权利要求6所述的一种双源无轨电车，其特征在于，无轨电车动力系统还包括 用于控制所述隔离式DC/DC变流器的控制器。
【文档编号】B60L11/18GK104097526SQ201410263864
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年6月13日 优先权日:2014年6月13日
【发明者】李高鹏, 秦学, 高建平, 朱光海, 程相, 康娟, 曾升, 左利峰 申请人:郑州宇通客车股份有限公司