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。
【背景技术】
[0002]无轨电车作为一种传统车辆，曾经在城市公共交通领域发挥过一定作用，但由于其本身缺陷，伴随着技术发展，无轨电车逐渐被燃油动力的公共交通车辆所取代。
[0003]随着环境污染和能源问题不断加剧，无轨电车又重新回到人们的视野中，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。
[0004]申请号为201410319626的中国专利申请公开了一种无轨电车以及其隔离式供电系统，该供电系统在工作时，根据整车需求功率的大小，对应控制隔离式DC/DC和动力电池来满足车辆的有效运行。但是由于无轨电车的供电线网为直流电，其是通过三相交流电升压整流得到的高压直流电，而且由于供电馈线较长以及负载的不确定性，易导致线网电压的不稳定和系统负载工作的异常，而这种异常进一步影响到线网的供电质量。在线网电压不稳定的前提下，根据整车需求功率的大小就无法控制电车的有效运行，线网电压波动较为严重时，可能会造成无轨电车供电系统内部设备损坏的后果，不但无法保证电车的安全运行，而且可能会对乘客和司机造成人身伤害。
【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，用以解决在线网电压不稳定的前提下，无法控制电车的有效运行的问题。
[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，包括:隔离DC/DC、超级电容、双向DC/DC和动力电池，所述隔离DC/DC的输入端通过集电杆与直流供电线网连接，所述隔离DC/DC通过所述超级电容连接无轨电车的动力系统;所述动力电池通过所述双向DC/DC连接到所述隔离DC/DC的输入端。
[0007]所述双向DC/DC包括一个开关管支路，所述开关管支路由两个串联的开关管模块组成;所述开关管支路连接在所述双向DC/DC的输入端之间，其中一个开关管模块与一条动力线路并联，该动力线路上串设有一个电感和所述动力电池。
[0008]所述集电杆与隔离DC/DC的输入端之间的线路上串接有一个二极管和第一预充电模块，所述第一预充电模块由第一预充电支路和第一主接线支路并联组成，所述第一预充电支路上串设有第一预充电开关和第一分压电阻，所述第一主接线支路上串设有第一主开关。
[0009]所述动力线路上还串设有第二预充电模块，所述第二预充电模块由第二预充电支路和第二主接线支路并联组成，所述第二预充电支路上串设有第二预充电开关和第二分压电阻，所述第二主接线支路上串设有第二主开关。
[0010]所述双向DC/DC还包括第一电容支路和第二电容支路，所述第一电容支路上串接有第一电容，第二电容支路上串接有第二电容，所述动力电池与所述第二预充电模块的串联线路与所述第一电容支路并联，所述第二电容支路连接在所述双向DC/DC的输入端之间。[0011 ]本实用新型提供的无轨电车供电系统中，包括一个双向DC/DC和动力电池，双向DC/DC的输入端连接隔离DC/DC的输入端，双向DC/DC的输出端连接动力电池。该供电系统在工作时，首先实时采集直流线网的实际电压值;然后根据采集到的实际线网电压值进行供电的控制，该方式从最基本的控制元素出发，由于线网波动与电车的运行之间存在着密切的关系，那么，根据线网的实际电压值与若干个设定值之间的关系得出线网波动的强弱，然后根据波动强弱进行相应地控制。通过直接采集线网的电压，根据波动来进行供电控制，当然能够有效控制电车的运行，并且当线网电压波动较为严重时，通过相应地控制调节，避免无轨电车供电系统内部设备损坏的后果，不但保证了电车的安全运行，而且避免了对乘客和司机造成人身伤害。
【附图说明】
[0012]图1是无轨电车供电系统的整体框图；
[0013]图2是双向DC/DC的主拓扑图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
[0015]如图1所示的无轨电车供电系统，包括:隔离DC/DC、超级电容、双向DC/DC和动力电池，隔离DC/DC的输入端通过集电杆与直流供电线网连接，隔离DC/DC的输出端通过超级电容连接无轨电车的动力系统，即高压电器系统。双向DC/DC的输入端连接隔离DC/DC的输入端，双向DC/DC的输出端连接动力电池。该供电系统还可以单独设置一个控制器，或者使用电车的整车控制器，控制器内部设置有软件程序，通过设定的软件程序控制相应的设备进行相应的工作。
[0016]集电杆与隔离DC/DC的输入端之间的线路上串接有一个二极管和第一预充电模块，第一预充电模块由第一预充电支路和第一主接线支路并联组成，第一预充电支路上串设有第一预充电开关Kl和第一分压电阻，第一主接线支路上串设有第一主开关K2。利用二极管的单向导电性，使电能在输入时有了防反接保护；另外，在挂网行驶时，集电杆接触线网，电车动力系统从线网取电，上电过程中，预充电支路中的Kl吸合，进行预充电;预充电完成后，闭合主开关K2，上电完成。
[0017]如图2所示，双向DC/DC包括一个开关管支路，该开关管支路由两个串联的开关管模块组成，每个开关管模块由一个开关管和一个反向并联的二极管组成;开关管支路连接在双向DC/DC的两个输入端之间，其中一个开关管模块与一条动力线路并联，该动力线路上串设有电感L、第二预充电模块和动力电池，该第二预充电模块由第二预充电支路和第二主接线支路并联组成，第二预充电支路上串设有第二预充电开关KMl和第二分压电阻R，第二主接线支路上串设有第二主开关KM。当闭合主开关K2后，上电完成，当双向DC/DC需要投入工作时，第二预充电模块中的开关过程与上述第一预充电模块的相同，即线闭合KMl，再闭合KM，来完成给动力电池充电或者动力电池提供电能。
[0018]该双向DC/DC的其中一个输入端通过线路连接到该双向DC/DC的另一个输出端。如图2所示，该双向DC/DC还包括第一电容支路和第二电容支路，第一电容支路上串接有电容Cl，第二电容支路上串接有电容C2，第二预充电模块与动力电池的串联线路与第一电容支路并联，第二电容支路连接在该双向DC/DC的输入端之间。
[0019]该双向DC/DC的工作原理为:双向DC/DC在挂网时，Cl通过KMl预充，C2通过Kl预充，当动力电池需要放电时，Q2做开关管，L做储能电感，Ql对应的二极管做续流二极管，该双向DC/DC构成升压电路；同理，当动力电池需要充电时，QI做开关管，L做储能电感，Q2对应的二极管做续流二极管，该双向DC/DC构成降压电路。
[0020]该供电系统将直流线网作为主供电能源，动力电池作为辅助供电能源。超级电容作为隔离DC/DC输出支撑，承受瞬态功率以及制动能量的回收。
[0021]该供电系统根据线网电压进行相应地供电控制，首先，实时采集直流线网的实际电压值％!示。该实际电压值V勢示输送给控制器，控制器根据内部的程序对隔离DC/DC、双向DC/DC，以及开关K1、K2、KMl和KM进行控制。内部设定的程序整体为根据实际电压值!示与设定的标称电压值之间的大小关系来进行控制，具体为:
[0022]当线网电压稳定时，即实际采集到的线网电压V獅稳定在标称值15%波动范围以内，S卩85%V勢示< 115%VI赫时，线网作为持续能量源，超级电容用来稳定供电电压，整车的持续能源为直流线网通过隔离式DC/DC转换获得，当车辆制动时，超级电容吸收制动能量，并在车辆