[發(fā)明專利]電動車的功率存儲控制裝置和方法

有效

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• 申請日: 2010-04-15
• 公開（公告）號: CN101863230A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發(fā)明（設計）人: 古賀猛;野木雅之;戶田伸一;中澤洋介
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: B60L9/08
• 分類號: B60L9/08
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 鄔少俊;王英

背景技術

本發(fā)明涉及一種運行在鐵路上的電動車的功率存儲控制裝置和方法。所述功率存儲控制裝置有效地適用于如下控制裝置：其供應來自設置在電動車的功率存儲設備的功率至不能接收功率(例如，在架空線中發(fā)生功率故障的情況下或在不存在架空線的區(qū)域中)的電動車的主電路，從而使得電動車能夠自身低速運行至最近的功率供應點。

當來自架空線等的功率供應不可能時，當前的電動車不能移動并且需要等待救援車。然而，一些無軌電車已經解決了該問題，使得它們能夠使用隨車攜帶的電池作為電源，例如，在沒有架空線的情況下在車庫附近移動。在無軌電車中，輔助電路的負載能力(照明、空調等)小。因此，電池能夠驅動包括主電機的所有電路。然而，在普通的火車中，利用架空線電壓運行的高壓輔助功率供應單元供應AC功率至具有大負載能力的輔助電路。不供應架空線電壓，則高壓輔助功率供應單元不運行。此外，主電機也不能由電池進行驅動。出于這些原因，普通的火車不能自己移動至最近的適用點，在保持占用軌道的同時要求救援車。

在制動時電動車通常獲得再生的功率。有效使用所再生的能量的技術是已知的(例如，公開號為2003-199204的日本專利申請)。所再生的能量用于例如供電運行(加速)。

需要采取一些功率供應措施來防止在DC電動有軌車在受電弓(pantograph)離線時產生的瞬時功率供應中斷、在AC電動有軌車通過死區(qū)時總是產生的短時間的功率供應中斷以及AC/DC電動有軌車(通過AC和DC功率兩者都能夠運行的火車)的相對長時間的功率供應中斷。能夠通過準備具有大容量以補償離線時間段的電容器來采取防止瞬時或短時間的功率供應中斷的功率供應措施。

對于長時間的功率供應中斷來說，需要準備功率存儲設備，以防止車中的燈熄滅。出于該目的，需要采用在某種程度上較貴的DC熒光燈，而不是采用經濟的AC熒光燈。

此外，在自動火車運行的火車停止控制中，在就要停止之前再生的功率吸收不可用狀態(tài)大大惡化了停止位置精度。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種電動車的功率存儲控制裝置和方法，其中，升壓/降壓斬波電路和功率存儲設備被結合成使得所述功率存儲控制裝置即使在低速模式下也能夠施加使得能夠供電運行的功率至主電路，并且使得所述功率存儲控制裝置用作能夠施加足夠的高壓至輔助電路的高壓輔助功率供應。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供一種電動車的功率存儲控制裝置，其選擇性地采用第一運行狀態(tài)(正常運行狀態(tài))和第二運行狀態(tài)(緊急運行狀態(tài))中的一個，在所述第一運行狀態(tài)中使用來自架空線(10)的功率，在所述第二運行狀態(tài)中使用來自功率存儲設備(32)的功率。所述功率存儲控制裝置包括：包括第一輸入/輸出部分和第二輸入/輸出部分的升壓/降壓斬波電路(31)，所述第一輸入/輸出部分經由輸入電路(20A)接收來自架空線的功率并且連接至用于輔助電路的CVCF逆變器(21)的輸入部分，所述第二輸入/輸出部分連接至功率存儲設備；接觸器(12)，其用于供應來自架空線的電壓和所述功率存儲設備的電壓中的一個至主電路的VVVF逆變器(15)的輸入部分；以及控制單元(100)，其控制所述升壓/降壓斬波電路(31)和所述接觸器(12)。

所述控制單元(100)用于控制所述接觸器(12)，以便使得所述接觸器在所述第一運行狀態(tài)下將來自所述架空線的電壓供應至所述主電路的VVVF逆變器(15)的輸入部分，并且在所述第二運行狀態(tài)下將所述功率存儲設備的電壓供應至所述VVVF逆變器(15)的輸入部分，并且所述控制單元(100)用于控制所述升壓/降壓斬波電路，使得所述升壓/降壓斬波電路在所述第一運行狀態(tài)下執(zhí)行降壓操作，以便對所述功率存儲設備(32)充電，并且在所述第二運行狀態(tài)下執(zhí)行升壓操作，以便使得所述功率存儲設備(32)放電并且將功率供應至所述CVCF逆變器(21)。

本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點將通過下面的描述進行闡述，并且從下面的描述中部分將變得顯而易見，或者可以通過實踐本發(fā)明而獲悉。本發(fā)明的目的和優(yōu)點可以通過在下文中特別指出的手段和組合來實現(xiàn)和獲得。

附圖說明

被并入并且構成說明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實施例，并且與上面給出的概括說明和以下給出的實施例的具體描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。

圖1是示出了其中將無軌電車的功率存儲設備應用于鐵路車輛的示例的電路圖；

圖2是示出了其中將本發(fā)明的裝置應用于DC電動有軌車的示例的電路圖；

圖3A和3B是用于解釋圖2中所示的功率存儲控制裝置的操作的電路圖；