列车的制动回收装置及列车的制作方法

本实用新型涉及轨道交通技术领域，特别涉及一种列车的制动回收系统、一种具有该系统的列车和一种列车的制动回收方法。

背景技术：

随着城市规模的不断扩大，交通日益拥堵，轨道列车，例如轻轨、地铁等已成为目前很多城市的主要交通方式。列车在制动的过程中会产生大量的制动电能，随着绿色环保的理念不断加深，对列车制动电能进行回收并再利用的问题已非常迫切。目前已有相关技术公开，在列车之中设置电池对制动电能进行回收，并为列车供电。然而列车制动时产生的制动电能非常大，如果要通过车载电池进行吸收，则需要在列车上安装大量的电池，不仅严重增加列车的重量，影响列车运行的能耗，并且还会增加不必要的成本。

因此，相关技术需要进行改进。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种列车的制动回收装置，该装置可以实现制动电能的吸收和再利用。

本实用新型的另一个目的在于提出一种列车。

为达到上述目的，本实用新型一方面提出的一种列车的制动回收装置，包括：电制动器，用于对列车进行制动，并根据制动力生成制动电能；充电电容，所述充电电容与所述电制动器相连，所述充电电容用于存储所述制动电能。

根据本实用新型提出的列车的制动回收装置，电制动器对列车进行制动，并根据制动力生成制动电能，利用充电电容存储制动电能。本实用新型中通过列车上的充电电容对制动电能进行吸收，从而实现了制动电能的回收和再利用，减少了能源浪费，降低了牵引网的负载。

进一步地，所述列车的制动回收装置还包括：双向DC/DC变换器，所述双向DC/DC变换器连接在所述电制动器和所述充电电容之间。

进一步地，所述列车的制动回收装置还包括：控制器，所述控制器与所述双向DC/DC变换器相连，所述控制器用于控制所述双向DC/DC变换器以使所述充电电容吸收所述制动电能。

进一步地，所述列车的制动回收装置还包括：机械制动器，所述机械制动器用于对列车进行机械制动。

为达到上述目的，本实用新型另一方面提出的一种列车，包括：所述的制动回收装置。

根据本实用新型提出的列车，通过上述制动回收装置，利用列车上的充电电容对制动电能进行吸收，从而实现了制动电能的回收和再利用，减少了能源浪费，降低了牵引网的负载。

优选地，所述列车可为跨座式单轨列车。

进一步地，所述列车包括：转向架，所述转向架适于跨座在轨道梁上；车体，所述车体与所述转向架相连且由所述转向架牵引沿所述轨道梁行驶。

进一步地，所述转向架包括：转向架构架，所述转向架构架适于跨座在所述轨道梁上且与所述车体相连；走行轮，所述走行轮可枢转地安装在所述转向架构架上且配合在所述轨道梁的上表面上；动力装置，所述动力装置安装在所述转向架构架上且与所述走行轮传动连接；水平轮，所述水平轮可枢转地安装在所述转向架构架上且配合在所述轨道梁的侧表面上。

进一步地，所述转向架还包括：牵引装置，所述牵引装置安装在所述转向架构架上且与所述车体相连；支撑悬挂装置，所述支撑悬挂装置安装在所述转向架构架上且与所述车体相连。

附图说明

图1a为根据本实用新型实施例的列车的制动回收装置的方框示意图；

图1b为根据本实用新型一个实施例的列车的制动回收装置的方框示意图；

图2为根据本实用新型一个实施例的列车的制动回收装置的电路原理图；

图3为根据本实用新型一个实施例的列车的制动回收装置的方框示意图；

图4为根据本实用新型实施例的列车的方框示意图；以及

图5为根据本实用新型一个具体实施例的列车的结构示意图。

附图标记：

列车的制动回收装置100、电制动器201和充电电容202；

牵引网1、列车2、双向DC/DC变换器203、控制器204和机械制动器205；

转向架20和车体30；

转向架构架21、走行轮22、动力装置23和水平轮24；

牵引装置25和支撑悬挂装置26。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图来描述本实用新型实施例提出的列车及其制动回收装置。

如图1a所示，为根据本实用新型实施例的列车的制动回收装置的方框示意图。如图1a所示，该列车的制动回收装置100包括：电制动器201和充电电容202。

在本实用新型的实施例中，如图1b所示，列车2的电制动器201通过列车2的配电器与牵引网1相连，电制动器201与配电器之间具有节点，电制动器201用于对列车2进行制动，并根据制动力生成制动电能。列车2的充电电容202与电制动器201相连，充电电容202用于存储制动电能。在本实用新型的实施例中，列车2的充电电容202自身充电放电迅速，可以吸收列车2制动瞬间产生的较大的制动电能。在本实用新型的实施例中，牵引网1上连接有多个列车2。

具体来说，牵引网1向多个列车2提供直流电，列车2通过取电装置从牵引网1之中取电。在本实用新型的实施例中，列车2为跨座式单轨列车。在本实用新型的实施例中可以通过列车2的充电电容对列车2产生的制动电能进行回收。对于列车2而言，不仅可以吸收自身产生的制动电能，也可以吸收其他列车2产生的制动电能。由于列车2在向牵引网1反馈制动电能时，牵引网1的电压会升高，因此列车2可以对牵引网1的电压进行监控。当牵引网1的电压升高时，可利用充电电容吸收制动电能，从而防止牵引网1的电压超过额定电压，而出现故障。具体的吸收过程，将在以下的实施例中进行详细介绍。

根据本实用新型的一个实施例，如图2所示，列车的制动回收装置100还包括：双向DC/DC变换器203，其中，双向DC/DC变换器203连接在电制动器201和充电电容202之间。

根据本实用新型的一个实施例，如图2所示，列车的制动回收装置100还包括：控制器204，其中，控制器204与双向DC/DC变换器203相连，控制器204用于控制双向DC/DC变换器203以使充电电容吸收202制动电能。在本实用新型的实施例中，控制器204根据牵引网1的电压U控制双向DC/DC变换器203开启，并控制双向DC/DC变换器203进入充电模式，以使充电电容202吸收制动电能。

具体来说，在列车2进行制动时，牵引电机从电动机工况转变为发电机工况，电制动器201产生制动电能并将制动电能反馈至牵引网。当牵引网1上的列车数量较少即牵引网1上的负载较小，或者牵引网1上制动的列车较多时，反馈到牵引网1上的制动电能会超过牵引网1上的列车运行所需的电能，从而引起牵引网的电压U的升高。当牵引网1的电压U大于第一预设阈值U1，例如845V时，控制器204控制双向DC/DC变换器203开启，并控制双向DC/DC变换器203进入充电模式，以使充电电容202吸收制动电能。

根据本实用新型的一个实施例，在充电电容202开始吸收制动电能之后，牵引网1的电压下降，当牵引网1的电压U小于第二预设阈值U2，例如830V时，控制器204控制双向DC/DC变换器203关闭，以使充电电容202停止吸收制动电能。

具体来说，在列车2进行制动时，制动电能反馈至牵引网1，牵引网1的电压U升高，实时检测牵引网的电压U，如果牵引网的电压U大于第一预设阈值U1，例如845V，说明此时反馈到牵引网1上的制动电能过剩，则控制器204控制双向DC/DC变换器203开启，并控制双向DC/DC变换器203工作在充电模式以使充电电容202吸收制动电能。之后如果牵引网的电压U小于第二预设阈值U2，例如830V，说明此时反馈到牵引网1上的制动电能与牵引网1上的负载要求基本达到了平衡，则控制器204控制双向DC/DC变换器204关闭。此时，充电电容202停止吸收制动电能，列车2产生的制动电能通过配电器反馈至牵引网1。

根据本实用新型的一个实施例，如图3所示，列车的制动回收装置1还包括：机械制动器205，其中，机械制动器205用于对列车进行机械制动。

根据本实用新型的一个实施例，当牵引网1的电压U大于第三预设阈值U3时，控制器204控制机械制动器205启动配合实施电制动器201对列车进行制动，其中，第三预设阈值U3大于第一预设阈值U1。在本实用新型的实施例中，如果牵引网1上的列车较少，或者此时制动的列车较多，则在充电电容202吸收制动电能之后，牵引网1的电压U会继续增加，当牵引网1的电压大于第三预设阈值U3时，控制器204控制机械制动器205启动，以对列车2进行辅助制动。这样，在对列车2进行电制动的同时通过机械制动对列车2进行辅助制动，以降低列车2产生的制动电能，从而避免牵引网的电压U达到最大额定电压，并且可以实现精准快速停车。

需要说明的是，当列车2的行驶速度低于5Km/h或者需要进站停车时，同样可以控制机械制动器205开启以对列车2进行制动。

综上，根据本实用新型提出的列车的制动回收装置，电制动器对列车进行制动，并根据制动力生成制动电能，利用充电电容存储制动电能。本实用新型中通过列车上的充电电容对制动电能进行吸收，从而实现了制动电能的回收和再利用，减少了能源浪费，降低了牵引网的负载。

如图4所示，为根据本实用新型实施例的列车的方框示意图。如图4所示，该列车2包括：列车的制动回收装置100。

根据本实用新型的一个具体实施例，列车2可为跨座式单轨列车。

根据本实用新型的一个实施例，如图5所示，列车2还包括：转向架20和车体30，其中，转向架20适于跨座在轨道梁上；车体30与转向架20相连且由转向架20牵引沿轨道梁行驶。

根据本实用新型的一个实施例，如图5所示，转向架20包括：转向架构架21、走行轮22、动力装置23和水平轮24，其中，转向架构架21适于跨座在轨道梁上且与车体30相连；走行轮22可枢转地安装在转向架构架21上且配合在轨道梁的上表面上；动力装置23安装在转向架构架21上且与走行轮22传动连接；水平轮24可枢转地安装在转向架构架21上且配合在轨道梁的侧表面上。

根据本实用新型的一个实施例，如图5所示，转向架20还包括:牵引装置25和支撑悬挂装置26，其中，牵引装置25安装在转向架构架21上且与车体30相连；支撑悬挂装置26安装在转向架构架21上且与车体30相连。

综上，根据本实用新型提出的列车，通过上述制动回收装置，利用列车上的充电电容对制动电能进行吸收，从而实现了制动电能的回收和再利用，减少了能源浪费，降低了牵引网的负载。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。