[發明專利]城軌車輛的混合動力供電系統

有效

• 申請號: 201410526449.1
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN105523050B
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 趙研
• 申請（專利權）人: 中車大連電力牽引研發中心有限公司
• 主分類號: B61C3/00
• 分類號: B61C3/00
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司11205
• 代理人: 劉芳

技術領域

本發明涉及混合動力技術領域，尤其涉及一種城軌車輛的混合動力供電系統。

背景技術

混合動力是指需要兩種以上的電源進行供電的車輛，在城市軌道交通行業，通常使用的混合動力供電技術包括：內燃動力和蓄電池混合動力供電技術，供電網和超級電容混合動力供電技術。

內燃動力和蓄電池混合動力供電技術是一種油電混合技術，如圖1所示，由柴油機發電機組發出三相交流電，該三相交流電經過整流器整流后輸出直流電，由于蓄電池組的輸出電壓在加載過程中會逐漸降低，因此蓄電池組的輸出需要經過直流/直流(DC/DC)模塊轉換成滿足逆變器輸入要求的直流電，整流器輸出的直流電與DC/DC輸出的直流電并聯輸出作為直流母線電壓，經由逆變器將直流母線電壓逆變成三相交流電帶動電機旋轉從而帶動機車前進。

供電網與超級電容混合動力供電技術目前已應用在輕軌車輛上，如圖2所示，超級電容的輸出經過DC/DC模塊轉換成滿足逆變器輸入要求的直流電，將供電網與DC/DC的輸出直流電并聯作為逆變器的直流母線電壓，經由逆變器將直流母線電壓逆變成三相交流電帶動電機旋轉從而帶動機車前進。

對于上述現有技術，柴油機發電機組在工作過程中會產生巨大的噪聲，以及大量的濃煙和廢氣，會對環境造成污染，并且蓄電池組的充電速度慢；而供電網供電通常采用受電弓的方式取電，由于受電弓的頭部為碳刷，與供電網摩擦取電的過程中會產生火花，在易燃易爆的特殊場合極易引發事故。

發明內容

本發明提供一種城軌車輛的混合動力供電系統，以實現非接觸式電能傳輸技術與電容的混合動力，電源和負載之間通過非機械連接的方式傳輸電能，并能在不方便鋪設電能傳輸設備的無電區為車輛提供穩定的動力，使車輛的供電連續，保證車輛的運行。

本發明提供一種城軌車輛的混合動力供電系統，包括逆變器，以及與所述逆變器連接的電機，還包括：電能傳輸裝置以及電容裝置；

其中，所述電能傳輸裝置包括電能傳輸組件以及整流器；所述電能傳輸組件用于通過非接觸式電能傳輸技術從基站電源接收電能，并將接收到的電能輸入所述整流器；所述整流器用于對電能進行轉換，并將轉換后的電能輸入至所述逆變器；

所述電容裝置包括電容，以及與所述電容連接的直流-直流轉換器；所述電容用于通過所述直流-直流轉換器獲取電能，并存儲獲取到的電能，或者用于將存儲的電能輸出至所述直流-直流轉換器；所述直流-直流轉換器用于對電能進行轉換，并將轉換后的電能輸入至所述逆變器。

如上所述的城軌車輛的混合動力供電系統，其中，所述非接觸式電能傳輸技術包括電磁耦合技術。

如上所述的城軌車輛的混合動力供電系統，其中，所述電能傳輸組件包括電能發射板和電能接收板；所述電能發射板安裝在城軌車輛軌道中間的地面，所述電能接收板安裝在所述城軌車輛上；所述電能發射板將所述基站電源的電能電磁耦合至所述電能接收板。

如上所述的城軌車輛的混合動力供電系統，其中，所述城軌車輛處于牽引狀態時，在設置所述基站電源的區域，所述電容用于依次通過所述直流-直流轉換器、所述整流器以及所述電能傳輸組件，從所述基站電源獲取電能，并存儲獲取到的電能；或者，

所述城軌車輛處于牽引狀態時，在沒有設置所述基站電源的區域，所述電容用于將存儲的電能輸出至所述直流-直流轉換器。

如上所述的城軌車輛的混合動力供電系統，其中，在所述城軌車輛處于制動狀態時，所述電容用于依次通過所述直流-直流轉換器以及所述逆變器，從所述電機獲取電能，并存儲獲取到的電能。

本發明提供的城軌車輛的混合動力供電系統，在設置電能傳輸組件的區域采用基站電源作為動力電源，在沒有設置電能傳輸組件的區域，采用電容作為動力電源，實現了非接觸式電能傳輸技術與電容的混合動力，電源和負載之間通過非機械連接的方式傳輸電能，并能在不方便鋪設電能傳輸設備的無電區為車輛提供穩定的動力，使車輛的供電連續，保證車輛的運行；同時，由于完全使用電能和電磁能為車輛提供動力，因此本實施例提供的城軌車輛的混合動力供電系統，既可以在正常的環境下工作，也可以在易燃易爆等特殊環境下工作，并且在工作過程中不會產生對環境造成污染的廢氣，節能環保。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。