一种无轨电车供电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种无轨电车供电系统，属于无轨电车供电领域。
【背景技术】
[0002]无轨电车以其“零排放”的优点，可满足大气污染治理的需求，且符合新能源汽车的发展方向，日益受到了人们的关注。
[0003]传统的无轨电车因存在高压安全问题而倍受争议，其无法实现与线网的高压隔离，当车辆绝缘失效时，易使车辆与大地连通，产生人身触电的伤害。且高压失效点多，失效风险大。若单独在整车电源系统中增加隔离装置，则存在模块重复、设计冗余等缺点。
[0004]同时，无轨电车因线网内阻而引起的整条馈线始末端电压相差大，车辆供电范围宽，若直接给高压电器系统供电，导致部件设计难度大，且经常工作于非高效区，影响系统效率，另外，也有线网损耗、整车电耗增加的影响。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种无轨电车供电系统，用以解决传统的无轨电车供电效率低下的问题。
[0006]为实现上述目的，本实用新型的方案包括一种无轨电车供电系统，该供电系统包括DCDC模块，该DCDC模块有一个用于连接直流线网的输入端，有一个用于连接动力电池的输出端；该DCDC模块包括至少两个逆变单元，每个逆变单元对应设置一个变压器和一个整流单元，逆变单元、变压器和整流单元依次连接，逆变单元的输入端并联，整流单元的输出端串联。
[0007]该供电系统还包括一个控制装置，该控制装置包括一个控制器，控制器控制连接DCDC模块，控制器用于采集DCDC模块的输入端电压、输出端电压、输入端电流和输出端电流。
[0008]供电系统的输入端设置一个用于连接供电线网的预充电电路，预充电电路包括二极管、电阻、第一开关和第二开关，二极管、电阻和第一开关串联后与第二开关并联。
[0009]控制装置还包括设置在变压器输入端的电流采样装置，控制器采样连接电流采样
目.ο
[0010]控制装置还包括一个用于驱动D⑶C模块中的开关元件导通与否的驱动模块，控制器控制连接驱动模块。
[0011]本实用新型提供的无轨电车供电系统的有益效果是:隔离Drac模块包括至少两个逆变单元和与之对应的整流单元，逆变单元的输入端并联，整流单元的输出端串联，该隔离DCDC模块能够实现低电压输入，高电压输出。所以，在使用电压较低的线网供电时，根据隔离DCDC模块也能够输出较高的输出电压，很大程度上满足了无轨电车的需求。避免了直接提供高电压，也避免了部件设计难度大的问题，所以在低压情况下也能够经常工作于高效区，增加了系统效率。
【附图说明】
[0012]图1是无轨电车供电系统整体结构图；
[0013]图2是DCDC模块与控制模块之间的连接关系图；
[0014]图3是隔离D⑶C模块的结构图；
[0015]图4是无轨电车供电控制方法流程图；
[0016]图5是控制优先级不意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
[0018]一种无轨电车供电系统，该供电系统包括D⑶C模块，D⑶C模块有一个用于连接直流线网的输入端，有一个用于连接动力电池的输出端；
[0019]该D⑶C模块包括至少两个逆变单元，每个逆变单元对应设置一个变压器和一个整流单元，逆变单元、变压器和整流单元依次连接，逆变单元的输入端并联，整流单元的输出端串联。
[0020]基于以上技术方案，结合附图，给出以下一个【具体实施方式】。
[0021]如图1所示，无轨电车供电系统包括隔离式D⑶C，动力电池和负载。隔离式D⑶C的输入端连接供电直流线网，隔离式DCDC的输出端连接动力电池，动力电池输出连接负载。
[0022]如图2所示，该供电系统还包括MCU，MCU采集隔离式ECDC输入端的电压、隔离式DCDC输出端的电压、隔离式DCDC输入端和输出端的电流。
[0023]隔离式D⑶C包括至少两个逆变单元和与逆变单元对应设置的变压器和整流单元，以两个逆变单元为例，如图3所示，逆变单元的输出端连接对应变压器的原边绕组，变压器的副边绕组连接对应的整流单元的输入端。这两个逆变单元的输入端并联，对应的两个整流单元的输出端串联。
[0024]该供电系统还包括驱动电路，MCU控制连接该驱动电路，该驱动电路用于驱动隔离DCDC模块中的开关元件(S1、S2……S8)导通与否。作为其他的实施方式，也可以不使用驱动电路，选用一个集成驱动功能的控制器也可以控制驱动该DCDC模块。
[0025]在供电线网与隔离式DCDC的输入端之间的线路上有一个预充电电路，该预充电电路包括二极管D11、电阻R3、开关Kl和开关K2，二极管D11、电阻R3和开关K2串联后与开关Kl并联。该预充电电路的作用是:防止电容器Cl瞬间导通产生的短路电流过大而损坏元件。
[0026]整车上电完成，隔离式DCDC根据整车控制器MCU的功率需求，输出功率(包括整车驱动系统、附件系统用电及动力电池充电)。
[0027]如图4所示，该供电控制方法为:
[0028]当线网能力满足整车要求时:
[0029]当线网电压U彡Ul时，D⑶C输入端电压闭环控制，D⑶C输出端电压闭环控制，输出端电流闭环控制，此时隔离DCDC全功率工作。
[0030]当线网电压满足:U1>U彡U2时，D⑶C输入端电压闭环控制，通过电流实现功率限制，此时D⑶C输出端电压开环控制，输出端电压跟踪电池电压，此时隔离D⑶C全功率工作。
[0031]当线网能力不满足整车要求时:
[0032]当线网电压满足:U2>U彡U3时，D⑶C输入端电压闭环控制，通过输出电流实现功率限制，此时DCDC输出端电压开环控制，输出端电流闭环控制，输出端电压跟踪电池电压，此时隔离D⑶C最大电流输出。
[0033]当线网电压满足:U3>U时，隔离式D⑶C进入输入欠压保护模式，隔离D⑶C停机，不输出功率，此时整车功率全部由动力电池提供。
[0034]另外，当线网电压满足:U>Umax时，隔离D⑶C进入输入过压保护模式，隔离D⑶C停机。Umax为隔离DCDC输入端允许的最大电压。
[0035]其中，Ul大于线网满足整车要求时的临界电压值，U2为线网满足整车要求时的临界电压值，U3小于线网满足整车要求时的临界电压值。进一步地，为提高系统的工作效率，保证线网的利用率，对于U1、U2和U3的值可以更加准确的确定其范围:1.5Vin>Ul>0.8Vin，0.8Vin>U2>0.6Vin, U3〈0.55Vin，Vin 为线网标称电压。
[0036]隔尚式D⑶C输出电压为Vout，动力电池标称电压为!^^胃波动范围为0.75—1.3UBATTERy，其中申不矛小 Vout 为 1.1Ubatteey,取大值为 1.25UBATTEEYo
[0037]进一步地，在变压器的输入端也可以设置电流采样装置，MCU采样连接该电流采样装置。MCU实时采集变压器输入端的电流，当隔离式DCDC的输出功率不均衡或过流时，隔离式D⑶C进入均衡电流模式，控制器相应地调节ECDC中的开关元件(S1、S2……S8)的占空比，来调整负载能力，达到均流的目的。
[0038]在线网电压控制时，隔离式DCDC的各个功能的优先级如图5所示，其中，DCDC保护的优先级最高，其次是DCDC的限流功能，最后是DCDC输入端电压闭环控制和输出端电压闭环控制。
[0039]上述实施方式中，实施上述无轨电车供电控制方法的是上述提供的供电系统，作为其他的实施方式，还能够使用其他的供电系统来实施上述无轨电车供电控制方法，比如说:将上述供电系统中DCDC中的逆变单元和整流单元各替换为一个也可以，只要是一个能够正常工作的D⑶C模块即可。
[0040]以上给出了具体的实施方式，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。本实用新型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，根据本实用新型的教导，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。在不脱离本实用新型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实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种无轨电车供电系统，其特征在于，所述供电系统包括DCDC模块，所述DCDC模块有一个用于连接直流线网的输入端，有一个用于连接动力电池的输出端； 所述D⑶C模块包括至少两个逆变单元，每个逆变单元对应设置一个变压器和一个整流单元，所述逆变单元、变压器和整流单元依次连接，所述逆变单元的输入端并联，所述整流单元的输出端串联。
2.根据权利要求1所述的无轨电车供电系统，其特征在于，所述供电系统还包括一个控制装置，所述控制装置包括一个控制器，所述控制器控制连接所述DCDC模块，所述控制器用于采集所述DCDC模块的输入端电压、输出端电压、输入端电流和输出端电流。
3.根据权利要求2所述的无轨电车供电系统，其特征在于，所述供电系统的输入端设置一个用于连接供电线网的预充电电路，所述预充电电路包括二极管、电阻、第一开关和第二开关，所述二极管、电阻和第一开关串联后与第二开关并联。
4.根据权利要求3所述的无轨电车供电系统，其特征在于，所述控制装置还包括设置在所述变压器输入端的电流采样装置，控制器采样连接所述电流采样装置。
5.根据权利要求4所述的无轨电车供电系统，其特征在于，所述控制装置还包括一个用于驱动Drac模块中的开关元件导通与否的驱动模块，所述控制器控制连接所述驱动模块。
【专利摘要】本实用新型涉及一种无轨电车供电系统。该供电系统包括DCDC模块，该DCDC模块包括至少两个逆变单元，每个逆变单元对应设置一个变压器和一个整流单元，逆变单元、变压器和整流单元依次连接，逆变单元的输入端并联，整流单元的输出端串联。该隔离DCDC模块能够实现低电压输入，高电压输出。所以，在使用电压较低的线网供电时，根据隔离DCDC模块也能够输出较高的输出电压，很大程度上满足了无轨电车的需求。避免了直接提供高电压，在低压情况下也能够经常工作于高效区，增加了系统效率。
【IPC分类】B60M3-00
【公开号】CN204526872
【申请号】CN201520023427
【发明人】杨泗鹏, 李高鹏, 朱光海, 郑维, 陈勇刚
【申请人】郑州宇通客车股份有限公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年1月13日