[發明專利]混合驅動的有軌列車

有效

• 申請號: 201710697701.9
• 申請日: 2017-08-15
• 公開（公告）號: CN107628037B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 權仲翊;王翔宇;穆曉鵬;權龍
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: B61C7/04
• 分類號: B61C7/04;B60L7/10
• 代理公司: 山西五維專利事務所(有限公司) 14105
• 代理人: 雷立康

本發明公開了一種混合驅動的有軌列車，包括動力車廂、供電系統、從動車廂、動力車廂行走機構、從動車廂行走機構行走機構、有源動勢能儲運回路與電動機復合驅動系統、無源動勢能儲運回路、控制器和超級電容器組，通過回收列車制動過程的動能，實現有軌列車的混合驅動。本發明公開的混合驅動的有軌列車具有啟動性能好、能效高、系統發熱少、使用壽命長等優點。

技術領域

本發明屬于列車驅動領域，具體涉及一種混合驅動的有軌列車。

背景技術

有軌列車是指在鐵路軌道上行駛的車輛，主要包括輕軌、地鐵、動車、高鐵、貨車和普通列車等軌道車輛，通常由多節車廂所組成，車廂分為動車車廂和拖車車廂。有軌列車按載荷物，可分為運貨的貨車和載客的客車，亦有兩者一起的客貨車。

以動車組為例，我國動車組主要分為三大類，即高速動車組、一般動車組、低速動車組。動車組工作系統主要包括機械系統、電氣系統和液壓與氣動系統，機械系統主要用于動車的行走和能量的傳遞，電氣系統主要用于提供動力和控制列車運行狀態，液壓與氣動系統主要用于動車的動力系統的輔助控制；動車組的動力系統通常為分散式分布，分散式分布的動力系統效率較高，電力動車組有較多的電動機，故動車的能量回收和再生制動能力較好。

動車組的運行一般需要很大的功率，這就需要電動機的體積較大，使電動機在動車系統中的合理布置變得極為困難；此外，動車組質量大、運行速度快、電動機數目較多，其運行過程中需要頻繁加減速，動車組減速時一般采用制動電阻將動車的動能轉化為熱能消耗掉，當需要緊急制動時動車組采用剎車盤制動，剎車盤上會產生大量的熱量，這不僅會造成能量的浪費，還會使剎車盤過熱影響剎車效率，從而影響動車組剎車的安全性；動車啟動時電動機瞬時峰值功率很高，在啟動過程中電動機產生很高的啟動電流，產生較大的熱量進而影響電動機的使用壽命。

發明內容

針對現有技術的上述不足，本發明旨在提供一種混合驅動的有軌列車，通過回收列車制動過程的動能，提高能量利用率。

混合驅動的有軌列車，包括動力車廂(26)、供電系統(27)、從動車廂(28)、動力車廂行走機構(16)和從動車廂行走機構(19)，所述動力車廂行走機構包括動車車廂齒輪箱(17)和動力車廂車輪(18)；所述從動車廂行走機構包括從動車廂齒輪箱(20)和從動車廂車輪(21)；還包括有源動勢能儲運回路與電動機復合驅動系統(24)、無源動勢能儲運回路(23)、控制器(14)及超級電容器組(13)。

所述的有源動勢能儲運回路與電動機復合驅動系統(24)包括有源動勢能儲運回路(22)、主驅動電動機(1)、第Ⅰ聯軸器(2.1)、第Ⅰ變頻器(11.1)、雙向DC-DC變換器(12)；其中，有源動勢能儲運回路(22)包括：第Ⅰ電比例四象限液壓泵/馬達(3.1)、恒壓變量液壓泵(6)、液壓泵驅動電動機(4)、第Ⅰ安全閥(7.1)、二位二通電磁閥(8)、第Ⅱ變頻器(11.2)、第Ⅰ蓄能器(9.1)、油箱(15)、第Ⅰ位移傳感器(5.1)、轉速傳感器(25)及第Ⅰ壓力傳感器(10.1)，第Ⅰ電比例四象限液壓泵/馬達的第一油口P₁、恒壓變量液壓泵的出油口、第Ⅰ安全閥的進油口、二位二通電磁閥的A油口連通；二位二通電磁閥的B油口、壓力傳感器均與蓄能器連接，壓力傳感器的輸出信號p輸入控制器，第Ⅰ電比例四象限液壓泵/馬達的第二油口P₂、恒壓變量液壓泵的進油口、第Ⅰ安全閥的出油口均與油箱連通；第Ⅰ位移傳感器與第Ⅰ電比例四象限液壓泵/馬達的變量活塞連接以檢測其擺角變化，第Ⅰ位移傳感器的輸出信號x輸入控制器，第Ⅱ變頻器的輸入端和輸出端分別與控制器和液壓泵驅動電動機連接，液壓泵驅動電動機的輸出軸與恒壓變量液壓泵的驅動軸連接；第Ⅰ電比例四象限液壓泵/馬達的擺角控制器、二位二通電磁閥的控制端均與控制器連接。