[實用新型]一種雙源無軌純電動車及其動力系統

有效

• 申請號: 201520327430.4
• 申請日: 2015-05-20
• 公開（公告）號: CN204749880U
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 位躍輝;高建平;蘇常軍;楊學青;張曉偉;劉振楠
• 申請（專利權）人: 鄭州宇通客車股份有限公司
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18;B60L9/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 胡泳棋

技術領域

本實用新型涉及一種雙源無軌純電動車及其動力系統。

背景技術

純電動客車應用了電驅動技術，符合節能環保的需求，但續駛里程短、大容量電池和充電站的基建成本制約了其發展。而無軌電車能夠實現車輛的掛網純電動行駛，但對線網的依賴性強，不能脫網運營同樣制約其發展。因此，將線網能源或者其他能源和純電動電池能源相結合的雙源無軌純電動車備受關注，雙源無軌電車能夠脫離無軌電車電網行駛，其在無架空線網區段使用車載電源驅動，而在有架空線網的區段，再急促使用線網電行駛，還可以利用車載充電器為車載電源充電及時補充車載電源所消耗的能量。

經檢索發現，中國專利申請公布號CN103812205A公開了一種復合電源系統，包括太陽能板、蓄電池、電容器及高壓母線，該系統中超級電容高功率密度的優點和動力電池高能量密度的優點均得到充分發揮，同時太陽能電池板作為持續的動力源為負載提供持續平均功率，但是該系統的主要缺陷在于太陽能技術不成熟，成本高，受天氣因素影響大，可持續性差；另外，電容和電池端均存在雙向DC/DC連接，能量轉換效率低。

中國專利申請公布號CN104097527A和CN104097526A公開了一種雙源無軌電車及其動力系統，包括動力電池系統、超級電容系統和隔離式DC/DC變流器，與線網電連接的集電器通過隔離式DC/DC變流器給整個動力系統供電，通過復合式車載能源實現對車載能源進行快速充電。該系統能夠充分利用國家電網供電的持續性，且可以實現車輛線網模式和輔源模式(車載能源)的運行。這種動力系統的缺點在于：(1)雙源系統并聯向集中驅動的一個電機供電驅動車輛，這樣單個電機較大，影響車內控制布置，同時需要經過主減速器和差速器將動力從單一驅動電機經主減速器、差速器和半軸傳輸到兩個驅動車輪，大大降低了傳動效率，增加了整車的能量消耗；(2)通過切換開關切換輔源模式，整車通過隔離DC/DC從動力電池取電提供動力，存在能量轉換的效率損失，同時切換開關存在失效風險；(3)電池和電容之間存在反向二極管，制動能量只能由電容回收，不利于下長坡的能量回收再利用；(4)采用單向隔離DC/DC則只能從線網取電，線網無法回收整車多余的制動或滑行回饋能量。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種雙源無軌純電動車及其動力系統，以解決現有雙源無軌純電動車的動力系統傳動效率低，整車能量消耗高的問題。

為了實現以上目的，本實用新型所采用的技術方案是：

一種雙源無軌純電動車動力系統，包括驅動電機和復合電源系統，所述復合電源系統包括連接于高壓母線上的超級電容系統、動力電池系統和隔離式DC/DC，所述隔離式DC/DC的直流輸入端與用于和線網電連接的集電器相連，其直流輸出端連接高壓母線，所述驅動電機為用于驅動對應車輪的輪邊/輪轂電機，所述輪邊/輪轂電機與集成電機控制器驅動控制連接，集成電機控制器的直流側與高壓母線連接，其交流側與所述輪邊/輪轂電機連接。

所述超級電容系統通過雙向DC/DC與高壓母線連接，所述動力電池系統直接與高壓母線連接。

所述隔離式DC/DC為雙向隔離DC/DC。

一種雙源無軌純電動車，包括車輪和驅動車輪的動力系統，所述動力系統包括驅動電機和復合電源系統，所述復合電源系統包括連接于高壓母線上的超級電容系統、動力電池系統和隔離式DC/DC，所述隔離式DC/DC的直流輸入端與用于和線網電連接的集電器相連，其直流輸出端連接高壓母線，所述驅動電機為用于驅動對應車輪的輪邊/輪轂電機，所述輪邊/輪轂電機與集成電機控制器驅動控制連接，集成電機控制器的直流側與高壓母線連接，其交流側與所述輪邊/輪轂電機連接。

所述超級電容系統通過雙向DC/DC與高壓母線連接，所述動力電池系統直接與高壓母線連接。

所述隔離式DC/DC為雙向隔離DC/DC。

本實用新型的雙源無軌純電動車及其動力系統使用兩個輪邊/輪轂電機，脫網純電動行車利用輪邊/輪轂電機高效驅動技術，充分發揮復合電源系統中功率和能量解耦的優點，相比采用單個電機需經過主減速器和差速器將動力從單一驅動電機分配動力的方案，省去了復雜的傳動系統，這種電機直驅，大大提高了整車的傳動效率，并且有效增加了車內布置空間。

動力電池系統直接連接在高壓母線上，避免了整車通過隔離DC/DC從電池取電提供動力，提高了能量轉換效率，同時避免了使用切換開關的失效風險。另外，在制動時，動力電池同樣可以回收能量，避免了能量的損失。