一种新能源纯电动机车的制作方法

本发明涉及一种铁路用新能源机车，特别是公开一种新能源纯电动机车。

背景技术：

1、机车是牵引或推送铁路车辆运行而本身不装载营业载荷的自推进车辆，机车利用蒸汽机、柴油机、牵引电机或其它动力装置产生动力，通过机车传动系统的传动作用，带动行驶轮对组件（即驱动轮）运动，借助驱动轮和钢轨之间的摩擦力进而产生推动力（即机车牵引力）带动铁路车辆运动。用于调车和小运转的调车机车都是机车的一种，调车机车具有年运行天数多，每天工作时间长，但大部分工作时间都处于空车等待状态，实际行驶里程短的特点，目前调车机车都是采用内燃机车，普遍存在尾气排放超标、冒黑烟、环境污染严重的问题。同时，机车年平均耗油大，维修成本高也是不争的事实。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有技术的不足，设计一种新能源纯电动机车，以磷酸铁锂动力电池组为能源，是一种充电速度快、容量大、使用寿命长、安全性好、续航里程长的新能源纯电动机车。

2、本发明是这样实现的：一种新能源纯电动机车，其特征在于：包括车架和设于车架上的制动室、司机室、设备室、若干个独立的牵引动力系统、辅助动力系统、电器室、动力转向架、整车控制系统和传动系统，所述的牵引动力系统包括牵引动力电池组、分别与牵引动力电池组电路连接的牵引动力电池管理系统bms和牵引电机控制器，以及与牵引电机控制器电路连接的牵引电机，所述的传动系统包括安装于牵引电机的电机轴上的电机齿轮、与电机齿轮啮合的牵引齿轮以及将牵引齿轮与行驶轮对组件的车轴固定连接的抱轴承，所述的辅助动力系统包括相互电路连接的辅助动力电池组和辅助动力电池管理系统bms，以及与辅助动力电池组电路连接的dc/ac变换器，所述的整车控制系统包括分别与整车控制器vcu 电路连接的司机控制器、制动手柄和车载信息显示系统，整车控制器vcu分别与牵引动力电池管理系统bms、牵引电机控制器、辅助动力电池管理系统bms、辅助动力系统中的dc/ac变换器电路连接。

3、所述的牵引动力系统设置为两个或两个以上，优选设置为六个，且其数量与所述的行驶轮对组件设置数量相同，每个牵引动力系统相对独立工作，在整车控制系统的控制下单独驱动与之对应连接的行驶轮对组件的运动，并通过所述的牵引动力电池管理系统bms实时监控牵引动力电池组中电池的状态。

4、所述的辅助动力系统通过dc/ac变换器将辅助动力电池组的直流电转变成380v/50hz及220v/50hz的交流电，并分别单独为机车的制动系统、司机室的空调系统、牵引电机的冷却系统、机车的照明系统提供电源。

5、所述的整车控制系统采用can总线控制技术，通过can通讯总线与机车各部件的控制器连接。

6、所述的电机齿轮、牵引齿轮和抱轴承设置于传动箱内，通过所述的传动系统将牵引电机的动力传递带动行驶轮对组件运行。

7、所述的制动室、司机室、设备室和电器室依次设于车架上方的承载面上，所述的牵引动力电池组和辅助动力电池组也设于车架上方的承载面上，所述的整车控制系统安装在司机室内。

8、所述的牵引电机采用抱轴式悬挂方式设置，牵引电机的一端通过抱轴承刚性抱合在车轴上，另一端弹性悬挂在动力转向架的构架上，通过电机齿轮与传动箱中的牵引齿轮经齿轮啮合连接。

9、所述的牵引电机采用永磁同步电机。

10、本发明的有益效果是：采用本发明技术方案，通过整车控制系统对机车各子系统进行控制，各牵引动力系统中的磷酸铁锂动力电池组对系统内的牵引电机提供电源，牵引动力电池管理系统bms能够对牵引动力电池组进行精确管理，牵引电机在牵引电机控制器的精密控制下输出动力，驱动轮对组件运动，辅助动力系统单独为机车制动系统、司机室空调系统、牵引电机冷却系统、机车照明等提供电源，机车各系统结构独立、简单，传动效率高，机车维护部件少，维护费用低，解决了传统内燃机车柴油机尾气造成的环境污染问题，并且由于机车采用了新能源驱动，司机室内空间布置变宽敞，司乘人员环境得到改善。

技术特征：

1.一种新能源纯电动机车，其特征在于：包括车架和设于车架上的制动室、司机室、设备室、若干个独立的牵引动力系统、辅助动力系统、电器室、动力转向架、整车控制系统和传动系统，所述的牵引动力系统包括牵引动力电池组、分别与牵引动力电池组电路连接的牵引动力电池管理系统bms和牵引电机控制器，以及与牵引电机控制器电路连接的牵引电机，所述的传动系统包括安装于牵引电机的电机轴上的电机齿轮、与电机齿轮啮合的牵引齿轮以及将牵引齿轮与行驶轮对组件的车轴固定连接的抱轴承，所述的辅助动力系统包括相互电路连接的辅助动力电池组和辅助动力电池管理系统bms，以及与辅助动力电池组电路连接的dc/ac变换器，所述的整车控制系统包括分别与整车控制器vcu 电路连接的司机控制器、制动手柄和车载信息显示系统，整车控制器vcu分别与牵引动力电池管理系统bms、牵引电机控制器、辅助动力电池管理系统bms、辅助动力系统中的dc/ac变换器电路连接。

2.根据权利要求 1 所述的一种新能源纯电动机车，其特征在于：所述的牵引动力系统设置为两个或两个以上，且其数量与所述的行驶轮对组件设置数量相同。

3.根据权利要求 1 所述的一种新能源纯电动机车，其特征在于：所述的辅助动力系统通过dc/ac变换器将辅助动力电池组的直流电转变成380v/50hz及220v/50hz的交流电，并分别单独为机车的制动系统、司机室的空调系统、牵引电机的冷却系统、机车的照明系统提供电源。

4.根据权利要求 1 所述的一种新能源纯电动机车，其特征在于：所述的整车控制系统采用can总线控制技术，通过can通讯总线与机车各部件的控制器连接。

5.根据权利要求 1 所述的一种新能源纯电动机车，其特征在于：所述的电机齿轮、牵引齿轮和抱轴承设置于传动箱内，通过所述的传动系统将牵引电机的动力传递带动行驶轮对组件运行。

6.根据权利要求 1 所述的一种新能源纯电动机车，其特征在于：所述的制动室、司机室、设备室和电器室依次设于车架上方的承载面上，所述的牵引动力电池组和辅助动力电池组也设于车架上方的承载面上，所述的整车控制系统安装在司机室内。

7.根据权利要求 2 所述的一种新能源纯电动机车，其特征在于：所述的牵引动力系统设置为六个，每个牵引动力系统相对独立工作，在整车控制系统的控制下单独驱动与之对应连接的行驶轮对组件的运动，并通过所述的牵引动力电池管理系统bms实时监控牵引动力电池组中电池的状态。

8.根据权利要求 1 所述的一种新能源纯电动机车，其特征在于：所述的牵引电机采用抱轴式悬挂方式设置，牵引电机的一端通过抱轴承刚性抱合在车轴上，另一端弹性悬挂在动力转向架的构架上，通过电机齿轮与传动箱中的牵引齿轮经齿轮啮合连接。

9.根据权利要求 1 或8所述的一种新能源纯电动机车，其特征在于：所述的牵引电机采用永磁同步电机。

技术总结
本发明为一种新能源纯电动机车，包括车架和设于车架上的制动室、司机室、设备室、若干个独立的牵引动力系统、辅助动力系统、电器室、动力转向架、整车控制系统和传动系统，所述的制动室、司机室、牵引动力系统中的牵引动力电池组、辅助动力系统中的辅助动力电池组、设备室和电器室依次设于车架上方的承载面上，整车控制系统安装在司机室内，牵引动力系统的牵引电机固定于动力转向架上，通过传动系统带动行驶轮对组件驱使机车运动，辅助动力电池组则单独为机车制动系统、司机室空调系统、牵引电机冷却系统、机车照明等提供电源。本发明的整车控制系统通过CAN通讯总线与机车各部件的控制器连接并控制运行，控制简单精准，传动效率高。

技术研发人员：李春萱,石常青,孙雨洲
受保护的技术使用者：上海中芬新能源投资有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15