混合动力动车组内燃动力包电控系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种混合动力动车组内燃动力包电控系统，包括时控制动车组柴油机工作的动力包控制单元、柴油机电喷控制单元、超级电容和超级电容充电电源，所述超级电容充电电源与超级电容相连接，所述超级电容与动车组上的柴油机相连接，所述动力包控制单元与柴油机电喷控制单元相连接进行数据通信。本系统中机车上的控制计算机只需通过与动力包控制单元通讯来控制整个动力包的运行，不需对动力包各个子系统分别进行控制。即采用动力包控制单元和柴油机电喷控制单元之间互相数据通信，保证柴油机在安全稳定无故障下稳定工作，保证了动车组的安全稳定运行。
【专利说明】混合动力动车组内燃动力包电控系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及动车组控制领域，尤其涉及一种混合动力动车组内燃动力包电控系统。
【背景技术】
[0002]动车组在设计上引进了先进企业高速动车组设计制造技术，通过消化吸收再创新，搭建了高速动车组设计、制造技术平台，开发生产了“和谐号”系列化高速动车组，并在我国新建高速铁路上批量投入运营。
[0003]混合动力列车系统以动车组设计制造技术为核心，集成了牵引系统和网络、动力电池组技术、油电混合动力等技术。混合动力动车组系统集成技术是确保整车性能的重要因素，主要研宄系统集成和系统匹配，包括电力供电与蓄电池供电的牵引系统集成、电力供电和油电混合动力的牵引系统集成、动车组的能量管理、动力包和蓄电池混合动力的系统集成、列车牵引系统与制动系统的集成、实现列车功能的网络系统与其它各子系统间的接口关系、控制逻辑的集成等。内燃动力包控制技术是一种动力集成的解决方案，应用于城际铁路动车组。内燃动力包控制系统实现了柴油机的控制、散热系统的控制及发电机的保护等功能，并为整车的控制提供了集成的接口。现有技术中的动车组控制系统中没有集成的动力包，只有内燃动车组，这样需要主机厂独立考虑组成动力包各个部件的解决方案，而且需要考虑各个部件的兼容性。
实用新型内容
[0004]根据现有技术存在的问题，本实用新型公开了一种混合动力动车组内燃动力包电控系统，包括时控制动车组柴油机工作的动力包控制单元、柴油机电喷控制单元、超级电容和超级电容充电电源，所述超级电容充电电源与超级电容相连接，所述超级电容与动车组上的柴油机相连接，所述动力包控制单元与柴油机电喷控制单元相连接进行数据通信；
[0005]所述动力包控制单兀包括数字量输入输出模块、模拟量输入输出模块和中央处理模块，所述数字量输入输出模块和模拟量输入输出模块分别与中央处理模块相连接；
[0006]所述柴油机电喷控制单元包括:电控柴油喷射控制器、采集柴油机内燃料的温度信息的燃料温度传感器、采集柴油机的实际转速信息的速度传感器和辅助速度传感器、采集柴油机上增压器压力状态信息的压力传感器、采集柴油机的冷却液的温度信息的冷却液温度传感器、采集柴油机上控制杆的实际位置信息的行程传感器和安装在柴油机喷油器里检测柴油机开始的喷油时刻的针位移传感器，所述燃料温度传感器、速度传感器、辅助速度传感器、压力传感器、冷却液温度传感器、行程传感器和针位移传感器将采集到的数据信息传送至电控柴油喷射控制器，所述电控柴油喷射控制器对接收到的数据信息进行处理、与动力包控制单元进行数据通信。
[0007]所述中央处理模块至少具有两个CAN接口、一个以太网接口，一个串行接口，一个USB接口，所述动力包控制单元通过CANOPEN协议与柴油机电喷控制单元和动车组上的控制计算机数据通信。
[0008]由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的混合动力动车组内燃动力包电控系统，机车上的控制计算机只需通过与动力包控制单元通讯来控制整个动力包的运行，不需对动力包各个子系统分别进行控制。即采用动力包控制单元和柴油机电喷控制单元之间互相数据通信，保证柴油机在安全稳定无故障下稳定工作，保证了动车组的安全稳定运行。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0010]图1为本实用新型的结构示意图；
[0011]图2为本实用新型柴油机电喷控制单元的结构示意图；
[0012]图3为本实用新型中数字量输入输出模块的硬件连接图；
[0013]图4为本实用新型中数字量输入输出模块的硬件连接图；
[0014]图5为本实用新型中模拟量输入输出模块硬件连线图；
[0015]图6为本实用新型中超级电容的硬件连接图；
[0016]图7为本实用新型中系统网络及电源连线图。
【具体实施方式】
[0017]为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚完整的描述:
[0018]如图1所示的混合动力动车组内燃动力包电控系统，包括:包括实时控制动车组柴油机工作的动力包控制单元1、柴油机电喷控制单元2 (EDC)、超级电容3和超级电容充电电源4，所述超级电容充电电源4与超级电容3相连接，柴油机电喷控制单元2与动力包控制单元I之间数据通信，所述超级电容3与动车组上的柴油机相连接，柴油机电喷控制单元2(EDC箱)连接有用于检测柴油机拖动的发电机工作状况的电压电流测量装置5，电压电流测量装置5与动力包控制单元I相连接。所述超级电容3为柴油机启动马达供电。在动力包控制单元I和柴油机电喷控制单元2上都连接有为其供电的电源。
[0019]柴油机电喷控制单元2采集动车组上柴油机的运行信息、柴油机的冷却液温度信息、柴油机增压器的空气温度信息、柴油机风扇的运行状态信息、增压器压力状态及机油油位信息，将采集到的信息传送至动力包控制单元1，所述动力包控制单元I对接收到的数据信息进行分析和处理实时控制动车组柴油机的工作，所述动力包控制单元I将对柴油机的实时监控信息传送至动车组上的控制计算机内。
[0020]所述动力包控制单兀I包括数字量输入输出模块11、模拟量输入输出模块12和中央处理模块13，所述数字量输入输出模块11和模拟量输入输出模块12分别与中央处理模块13相连接。所述中央处理模块13接收数字量输入输出模块11和模拟量输入输出模块12传送的数据信息、通过CAN总线与柴油机电喷控制单元2进行数据通讯。中央处理模块13根据接收到的柴油机的运行状态信息对柴油机进行监控。动力包控制单元I的当前状态通过模拟量输入输出模块12传至TCU (自动变速箱控制单元)，并通过数字量输入输出模块驱动相应继电器的动作进行柴油机的启停或保护。中央处理模块13选用CPU-831-TG型处理器，该处理器为64MB RAM.64MB flash EEPR0M、128kB NVRAM、具有SD卡插槽(最大支持2GB)，两路独立CAN接口，一路以太网接口，一路RS串行接口，一路USB接口。数字量输入输出模块11选用型号为DDT 732-TF的处理器，该处理器具有16路数字量输入通道，输出电压24V，最大输出电流2A。模拟量输入输出模块12选用型号AAT731-TG/12B的处理器，该处理器具有4路模拟量输入通道，2路模拟量输出通道。如图3至图7所示为为本实用新型中涉及到的硬件电路图。
[0021]如图2所示，柴油机电喷控制单元2包括电控柴油喷射控制器20、燃料温度传感器21、速度传感器22、辅助速度传感器23、压力传感器24、冷却液温度传感器25、行程传感器26和针位移传感器27。燃料温度传感器21采集柴油机内燃料的温度信息，速度传感器22和辅助速度传感器23负责采集柴油机的实际转动速度，压力传感器24负责采集柴油机上增压器压力状态信息，冷却液温度传感器25负责采集柴油机的冷却液的温度信息，行程传感器26采集柴油机上控制杆的实际位置信息，针位移传感器27安装在柴油机喷油器里检测柴油机开始的喷油时刻信息。燃料温度传感器21、速度传感器22、辅助速度传感器23、压力传感器24、冷却液温度传感器25、行程传感器26和针位移传感器27将检测到的信息传送至电控柴油喷射控制器20，所述电控柴油喷射控制器20根据接收到的数据信息进行数据处理和数据分析控制齿条上的线性磁铁从而控制着柴油机的整个喷油过程。
[0022]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种混合动力动车组内燃动力包电控系统，其特征在于:包括时控制动车组柴油机工作的动力包控制单元、柴油机电喷控制单元、超级电容和超级电容充电电源，所述超级电容充电电源与超级电容相连接，所述超级电容与动车组上的柴油机相连接，所述动力包控制单元与柴油机电喷控制单元相连接进行数据通信； 所述动力包控制单元包括数字量输入输出模块、模拟量输入输出模块和中央处理模块，所述数字量输入输出模块和模拟量输入输出模块分别与中央处理模块相连接； 所述柴油机电喷控制单元包括:电控柴油喷射控制器、采集柴油机内燃料的温度信息的燃料温度传感器、采集柴油机的实际转速信息的速度传感器和辅助速度传感器、采集柴油机上增压器压力状态信息的压力传感器、采集柴油机的冷却液的温度信息的冷却液温度传感器、采集柴油机上控制杆的实际位置信息的行程传感器和安装在柴油机喷油器里检测柴油机开始的喷油时刻的针位移传感器，所述燃料温度传感器、速度传感器、辅助速度传感器、压力传感器、冷却液温度传感器、行程传感器和针位移传感器将采集到的数据信息传送至电控柴油喷射控制器，所述电控柴油喷射控制器对接收到的数据信息进行处理、与动力包控制单元进行数据通信。
2.根据权利要求1所述的混合动力动车组内燃动力包电控系统，其特征还在于:所述中央处理模块至少具有两个接口、一个以太网接口，一个串行接口，一个旧8接口，所述动力包控制单元通过(^勵协议与柴油机电喷控制单元和动车组上的控制计算机数据通信。
【文档编号】G05B19/04GK204229138SQ201420670718
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月11日 优先权日:2014年11月11日
【发明者】李丽莉, 刘盛强, 宋慧峰 申请人:中国北车集团大连机车研究所有限公司