一种列车电源并联系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种列车电源并联系统，包括：列车网络，以及两路以上与列车网络相连的电源支路，电源支路的输出端相互并联于并联点后为列车负载提供电源。电源支路包括与列车网络相连的电源，以及与电源相连的蓄电池，电源的输入端连接至网压端，电源的输出端并联于并联点。本实用新型能够解决现有电源并联供电系统功率不大、控制复杂、可靠性不高的技术问题，增强了电路应用的灵活性、硬件设备少、成本低、输出电流闭环控制更稳定、控制精度更高、提供的功率更大、分散布局更灵活。
【专利说明】一种列车电源并联系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及轨道交通电气【技术领域】，尤其是涉及一种应用于多台电源并联共同为负载供电并实现对蓄电池充电的列车电源并联系统。
【背景技术】
[0002]随着磁悬浮列车、地铁列车、动车组、高铁等轨道交通车辆对电源供电设备分散布局，以及大负载功率等需求的提升，也对供电设备的功率提出了越来越高的要求。要满足这些要求就需要多台电源能够进行并联供电，以满足负载的功率要求。例如:磁悬浮列车的直流330V电源、地铁列车的直流IlOV电源等都采用并联供电，而且要求各个电源对各自蓄电池进行充电控制。同时，为了实现多台电源对各自的蓄电池进行充电，也提出了在网压失电的情况下，列车负载由蓄电池共同供电，从而实现列车应急牵引等功能。
[0003]另外，电源的更新换代，对电源供电系统也提出了更高的要求，例如:分散布局、控制简单、均流精度高、安全可靠等方面的要求。目前，在现有技术中，与本实用新型专利申请最接近的技术方案是直流直接并联方案。直流直接并联方案由于采用简单的直流直接并联形式，所以一般只适用于两台并联的情况以实现自动均流，而不适于两台以上的多台电源并联系统，同时，均流不可控，精度不高、可靠性不高。因此，现有技术的直流直接并联技术方案显然满足不了应用的新要求。
实用新型内容
[0004]有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种列车电源并联系统，能够解决现有电源并联供电系统功率不大、控制复杂、可靠性不高的技术问题。
[0005]为了实现上述实用新型目的，本实用新型具体提供了一种列车电源并联系统的技术实现方案，一种列车电源并联系统，包括:列车网络，以及两路以上与所述列车网络相连的电源支路，所述电源支路的输出端相互并联于并联点后为列车负载提供电源。所述电源支路包括与所述列车网络相连的电源，以及与所述电源相连的蓄电池，所述电源的输入端连接至网压端，所述电源的输出端并联于所述并联点。
[0006]优选的，来自于两路以上的所述电源的输出电流或输出电压采集信号输入至所述列车网络，所述列车网络向两路以上的所述电源输出电流或电压平均值信号，实现所述电源输出电流的均流或输出电压的均压。
[0007]优选的，所述电源支路还包括隔离二极管，所述隔离二极管连接在所述电源的输出端与所述并联点之间。
[0008]优选的，每条电源支路的电源通过与之对应的隔离二极管向所述列车负载提供功率能量；所述隔离二极管的阳极连接所述电源，所述隔离二极管的阴极连接所述并联点。所述隔离二极管用于防止其他电源支路的电源对本条电源支路的电源所对应的蓄电池进行充电。
[0009]优选的，所述电源包括功率变换电路和控制电路，所述功率变换电路将所述网压端的电压转换成所述列车负载可以使用的电压，或将所述蓄电池输出的电压转换成所述列车负载可以使用的电压。所述功率变换电路与所述隔离二极管相连，所述控制电路连接在所述列车网络和功率变换电路之间，用于所述列车网络和电源之间的信息交换。所述控制电路对所述功率变换电路的输出电流信号或输出电压信号进行采集，并向所述功率变换电路输出电流或电压闭环控制信号。所述控制电路与所述蓄电池相连，向所述蓄电池输出充电控制信号。
[0010]优选的，所述控制电路向各自对应的蓄电池输出充电控制信号，在所述列车负载突然加大时，所述蓄电池通过所述电源，以及所述隔离二极管向所述列车负载输出瞬时能量。
[0011]优选的，当所述网压端的网压正常时，所述电源启动工作，所述电源向所述列车负载输出电压和电流，所述电源向所述蓄电池输出充电电流。
[0012]优选的，当所述网压端的网压失压时，所述电源停止工作，所述蓄电池依次通过所述电源、隔离二极管对所述列车负载进行并联供电。
[0013]优选的，所述网压端的网压为列车受电网电压或者第三轨电压。
[0014]优选的，所述列车负载为包括照明灯、空调系统、列车控制装置、列车牵引逆变器在内的任一种列车的负载。
[0015]通过实施上述本实用新型提供的列车电源并联系统，具有如下技术效果:
[0016](I)本实用新型克服了现有直流直接并联系统一般只适用于两台并联的情况以实现自动均流，而不适于两台以上的多台电源并联系统，均流不可控，精度不高、可靠性不高的技术问题；
[0017](2)本实用新型增强了电路应用的灵活性、硬件设备少、成本低、输出电流闭环控制更稳定、控制精度更高、提供功率更大、分散布局更灵活。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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。
[0019]图1是本实用新型列车电源并联系统一种【具体实施方式】的系统结构框图；
[0020]图2是本实用新型列车电源并联系统一种【具体实施方式】电源的结构组成框图；
[0021]图中:1-列车网络，2-网压端，3-电源，31-功率变换电路，32-控制电路，4-蓄电池，5-隔离二极管。
【具体实施方式】
[0022]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将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。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0023]如附图1和附图2所示，给出了本实用新型列车电源并联系统的具体实施例，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
[0024]如附图1所示，一种列车电源并联系统的具体实施例，包括:列车网络1，以及两路以上与列车网络I相连的电源支路，电源支路的输出端相互并联于并联点后共同实现为列车负载提供电源。电源支路包括与列车网络I相连的电源3，以及与电源3相连的蓄电池4，电源3的输入端连接至网压端2，电源3的输出端并联于并联点。在附图1所示的具体实施例中，列车电源并联系统包括电源支路I?电源支路η共η个电源支路。因此，列车电源并联系统包括I?η台的电源3和I?η个的蓄电池4。列车网络I能够进行电源3的输出电流或输出电压信号采集，并对采集到的电源3的输出电流或输出电压信号进行平均值计算。来自于两路以上的电源3的输出电流或输出电压采集信号输入至列车网络1，列车网络I向两路以上的电源3输出电流或电压平均值信号，实现电源3输出电流的均流或输出电压的均压。本实用新型具体实施例描述的列车电源并联系统具有供电功率大、布局简单、控制简单、均流精度高、安全可靠等特点。
[0025]作为本实用新型一种较佳的具体实施例，电源支路还进一步包括I?η个的隔离二极管5，隔离二极管5连接在电源3的输出端与并联点之间。每条电源支路的电源3通过与之对应的隔离二极管5向列车负载提供功率能量。隔离二极管5的阳极连接电源3，隔离二极管5的阴极连接并联点。每台电源3经过相应的隔离二极管5为列车负载提供功率能量。隔离二极管5具有反向截止、防电流反灌的功能，用于防止其他电源支路的电源3对本条电源支路的电源3所对应的蓄电池4进行充电，从而保护本蓄电池4不受损坏，实现蓄电池4充电的单一可控智能管理。
[0026]如附图2所示，每台电源3自主实现功率变换和自主控制等功能，是一个独立的功能单元，电源3进一步包括功率变换电路31和控制电路32。功率变换电路31用于实现功率变换，将网压端2的电压转换成列车负载可以使用的电压，并提供输出电流，为列车负载、蓄电池4提供功率能量，或将蓄电池4输出的电压转换成列车负载可以使用的电压。控制电路32用于实现自主控制，对蓄电池4进行充电管理、与列车网络I进行信息交换、对经过功率变换电路31进行功率变换的输出电压、输出电流、蓄电池4充电电流、电源均流/均压等进行闭环控制。功率变换电路31与隔离二极管5相连。控制电路32连接在列车网络I和功率变换电路31之间，用于列车网络I和电源3之间的信息交换。控制电路32对电源3的功率变换电路31的输出电流信号或输出电压信号进行采集，控制电路32向功率变换电路31输出电流或电压闭环控制信号。控制电路32与蓄电池4相连，向蓄电池4输出充电控制信号。
[0027]作为本实用新型一种较佳的具体实施例，当网压端2的网压正常时，列车电源并联系统具备智能充电功能；当网压端2的网压失压时，列车电源并联系统具备应急并联供电功能。当网压端2的网压正常时，电源3启动工作，电源3向列车负载输出电压和电流，电源3向蓄电池4输出充电电流。当网压端2的网压失压，电源3不能正常工作而停止工作时，蓄电池4依次通过电源3、隔离二极管5对列车负载进行并联供电，向列车负载提供应急电源，并可实现列车的应急牵引。
[0028]作为本实用新型一种更佳的具体实施例，控制电路32向各自对应的蓄电池4输出充电控制信号，在列车负载突然加大时，蓄电池4通过电源3，以及隔离二极管5向列车负载提供瞬时能量。
[0029]作为本实用新型一种典型的具体实施例，列车网络I主要实现与电源3的通信功能及各电源3的输出电流/电压采样，接收电源3传送来的数据及故障信息，并将信息发送至司机室显示器。同时，列车网络I采集各个电源3的电流/电压，并进行平均值计算，将此平均值传送至各个电源3，各个电源3则以此平均值进行输出电流/电压的闭环控制，达到电源3输出电流的均流/均压。网压端2的网压为列车受电网电压或者第三轨电压，作为列车，以及电源运行的能量来源，一般指比较高的电压，作为电源3的输入电压，为电源3进行功率变换提供能量。列车负载为包括照明灯、空调系统、列车控制装置、列车牵引逆变器在内的任一种列车的负载，如:磁悬浮列车的悬浮控制器、地铁列车的牵引逆变器等，用于实现列车的正常牵引或应急牵引的功能。
[0030]本实用新型给出的具体实施例，其基本工作原理如下:
[0031]当网压端2的网压正常后，各个电源3开始启动工作，各个电源3自主进行输出电压、电流、蓄电池4充电电流闭环控制。同时，列车网络I采集各个电源3的输出电流/电压，并计算平均值，然后将该平均值传送至各个电源3。各个电源3以此电流/电压平均值对输出电流/电压进行闭环控制，达到各个电源3输出电流的均流或输出电压均压。
[0032]当网压端2的网压失压后，各个电源3停止工作，各个电源3不能再为列车负载提供功率能量，此时各个蓄电池4经各个电源3内部连接、再经隔离二极管5向列车负载进行并联供电，实现列车照明、控制、应急牵引等功能。
[0033]在上述具体实施例中，列车网络I采集电源3的电流可由各个电源3的控制电路32来完成。可以采用列车网络I向电源3输出电压平均值信号代替输出电流平均值信号，也可以采用电压平均值对电源输出电压闭环控制代替平均电流闭环控制。
[0034]通过实施本实用新型具体实施例描述的列车电源并联系统，能够达到以下技术效果:
[0035](I)本实用新型具体实施例描述的技术方案克服了现有直流直接并联系统一般只适用于两台并联的情况以实现自动均流，而不适于两台以上的多台电源并联系统，均流不可控，精度不高、可靠性不高的技术问题；
[0036](2)本实用新型具体实施例描述的技术方案集成了列车网络、列车负载和网压端，以及I?η个电源、蓄电池、隔离二极管，增强了电路应用的灵活性、硬件设备少、成本低、输出电流闭环控制更稳定、控制精度更高、提供功率更大、分散布局更灵活。
[0037]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0038]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。
【权利要求】
1.一种列车电源并联系统，其特征在于，包括:列车网络(1)，以及两路以上与所述列车网络(I)相连的电源支路，所述电源支路的输出端相互并联于并联点后为列车负载提供电源；所述电源支路包括与所述列车网络(I)相连的电源(3)，以及与所述电源(3)相连的蓄电池(4)，所述电源(3)的输入端连接至网压端(2)，所述电源(3)的输出端并联于所述并联点。
2.根据权利要求1所述的列车电源并联系统，其特征在于:来自于两路以上的所述电源(3)的输出电流或输出电压采集信号输入至所述列车网络(I )，所述列车网络(I)向两路以上的所述电源(3)输出电流或电压平均值信号，实现所述电源(3)输出电流的均流或输出电压的均压。
3.根据权利要求1或2所述的列车电源并联系统，其特征在于:所述电源支路还包括隔离二极管(5)，所述隔离二极管(5)连接在所述电源(3)的输出端与所述并联点之间。
4.根据权利要求3所述的列车电源并联系统，其特征在于:每条电源支路的电源(3)通过与之对应的隔离二极管(5)向所述列车负载提供功率能量；所述隔离二极管(5)的阳极连接所述电源(3)，所述隔离二极管(5)的阴极连接所述并联点，所述隔离二极管(5)用于防止其他电源支路的电源(3)对本条电源支路的电源(3)所对应的蓄电池(4)进行充电。
5.根据权利要求4所述的列车电源并联系统，其特征在于:所述电源(3)包括功率变换电路(31)和控制电路(32)，所述功率变换电路(31)将所述网压端(2)的电压转换成所述列车负载可以使用的电压，或将所述蓄电池(4)输出的电压转换成所述列车负载可以使用的电压；所述功率变换电路(31)与所述隔离二极管(5)相连，所述控制电路(32)连接在所述列车网络(I)和功率变换电路(31)之间，用于所述列车网络(I)和电源(3)之间的信息交换；所述控制电路(32)对所述功率变换电路(31)的输出电流信号或输出电压信号进行采集，并向所述功率变换电路(31)输出电流或电压闭环控制信号；所述控制电路(32)与所述蓄电池(4)相连，向所述蓄电池(4)输出充电控制信号。
6.根据权利要求5所述的列车电源并联系统，其特征在于:所述控制电路(32)向各自对应的蓄电池(4)输出充电控制信号，在所述列车负载突然加大时，所述蓄电池(4)通过所述电源(3)，以及所述隔离二极管(5)向所述列车负载输出瞬时能量。
7.根据权利要求1、2、4、5、6中任一权利要求所述的列车电源并联系统，其特征在于:当所述网压端(2)的网压正常时，所述电源(3)启动工作，所述电源(3)向所述列车负载输出电压和电流，所述电源(3)向所述蓄电池(4)输出充电电流。
8.根据权利要求7所述的列车电源并联系统，其特征在于:当所述网压端(2)的网压失压时，所述电源(3 )停止工作，所述蓄电池(4)依次通过所述电源(3 )、隔离二极管(5 )对所述列车负载进行并联供电。
9.根据权利要求1、2、4、5、6、8中任一权利要求所述的列车电源并联系统，其特征在于:所述网压端(2)的网压为列车受电网电压或者第三轨电压。
10.根据权利要求1、2、4、5、6、8中任一权利要求所述的列车电源并联系统，其特征在于:所述列车负载为包括照明灯、空调系统、列车控制装置、列车牵引逆变器在内的任一种列车的负载。
【文档编号】H02J7/34GK204156585SQ201420421279
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】魏培华, 许义景 申请人:株洲南车时代电气股份有限公司