[發明專利]柴油機啟動與蓄電池充電一體化裝置及內燃機車

有效

• 申請號: 201410480361.0
• 申請日: 2014-09-18
• 公開（公告）號: CN104358650A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 班立權;肖健;謝小婷;李小平;唐軍;楊格;郜永濤;代宏澤;肖孟英
• 申請（專利權）人: 株洲南車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: F02N11/08
• 分類號: F02N11/08;F02B63/04;H02J7/00
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 朱繪;張文娟

技術領域

本發明涉及機車技術領域，具體地說，涉及一種柴油機啟動與蓄電池充電一體化裝置內燃機車。

背景技術

傳統的直流傳動內燃機車采用直流啟動發電機進行柴油機啟動、蓄電池充電的方式，由于直流發電機效率低、充電電壓控制精度低、系統體積大等原因也已逐步被淘汰。隨著科技的不斷發展，采用交流輔助系統、交流主傳動系統的內燃機車，由于其良好的節油性能和牽引性能，已被越來越多的應用。

各種蓄電池充電控制方法、柴油機啟動控制方法不斷被研究和裝車應用。目前，內燃機車中普遍使用柴油機啟動和蓄電池充電分開設計的方案，利用啟動電動機啟動柴油機，再利用輔助交流發電機為蓄電池充電。此外，還需要配備切換電路、變壓器、整流器等裝置，導致內燃機車內部部件體積大、成本高的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種柴油機啟動與蓄電池充電一體化裝置及內燃機車，以解決現有的內燃機車內部部件體積大、成本高的技術問題。

本發明提供一種柴油機啟動與蓄電池充電一體化裝置，包括斬波電路、變流器和控制器；

在所述柴油機啟動時，所述控制器驅動所述斬波電路，將所述蓄電池的輸出電壓升壓為第一中間電壓，所述控制器還驅動所述變流器，將所述第一中間電壓逆變為交流電并輸出至發電機，使所述發電機工作在電動機狀態，以啟動所述柴油機；

在所述蓄電池充電時，所述柴油機帶動所述發電機發電，所述控制器驅動所述變流器將所述發電機發出的交流電整流為第二中間電壓，所述控制器還驅動斬波電路對所述第二中間電壓進行降壓，并充入所述蓄電池。

優選的，所述斬波電路包括儲能電感、隔離變壓器、儲能電容，以及第一開關管、第二開關管、第三開關管和第四開關管；

所述儲能電感、所述第二開關管和所述隔離變壓器的原邊繞組依次串聯在所述蓄電池的正極與負極之間，所述第一開關管的集電極連接于所述儲能電感與所述第二開關管之間，所述第一開關管的發射極連接所述蓄電池的負極；

所述隔離變壓器的副邊繞組與所述儲能電容并聯，所述第三開關管和所述第四開關管分別串聯在所述副邊繞組兩端。

優選的，所述第一開關管、所述第二開關管、所述第三開關管和所述第四開關管中，均設置有反并聯二極管。

優選的，所述變流器包括三個整流橋臂，每個所述橋臂包括兩個串聯的IGBT。

優選的，每個所述IGBT中均設置有反并聯二極管。

優選的，所述控制器中包括數字信號處理器、斬波驅動電路和變流驅動電路；

所述數字信號處理器分別通過所述斬波驅動電路和所述變流驅動電路，對所述斬波電路和所述變流器進行驅動。

進一步，所述控制器中還包括采集電路，用于將所述柴油機和所述蓄電池的運行參數傳輸至所述數字信號處理器。

本發明還提供一種內燃機車，包括柴油機、發電機、蓄電池，以及上述的一體化裝置。

優選的，所述發電機為交流輔助發電機或主發電機。

本發明帶來了以下有益效果：本發明提供的柴油機啟動與蓄電池充電一體化裝置中，利用斬波電路和變流器對蓄電池的輸出電壓進行升壓和逆變，并使發電機工作在電動機狀態，以啟動所述柴油機。在柴油機啟動后，發電機即可發電，再利用變流器和斬波電路對發電機發出的交流電進行整流和降壓，從而為蓄電池充電。因此，本發明提供的技術方案中，不需要為柴油機啟動和蓄電池充電分別配備啟動電機和發電機，實現了柴油機啟動和蓄電池充電的功能一體化，從而減小了內燃機車內部部件的體積，并降低了內燃機車的成本。

本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要的附圖做簡單的介紹：

圖1是本發明實施例提供的柴油機啟動與蓄電池充電一體化裝置中斬波電路的示意圖；

圖2是本發明實施例提供的柴油機啟動與蓄電池充電一體化裝置中變流器的示意圖；

圖3是本發明實施例提供的柴油機啟動與蓄電池充電一體化裝置中控制器的示意圖。

具體實施方式