[發明專利]鐵路貨車供電系統

有效

• 申請號: 201810864648.1
• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN110797956B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 羅國永;饒沛南;鄒建軍;徐文龍;顏艷嬌
• 申請（專利權）人: 株洲中車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: H02J7/14
• 分類號: H02J7/14;H02J7/00
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;陳偉

1.一種鐵路貨車供電系統，其特征在于，包括：

軸端永磁發電機，在所述鐵路貨車的車軸的帶動下發電，輸出三相交流電壓；

電源模塊，與所述軸端永磁發電機的輸出端電連接，用于將所述三相交流電壓轉換為第一預設電壓范圍內的直流電壓，并輸出所述直流電壓；所述電源模塊包括交直流電壓轉換子模塊和非隔離降壓斬波子模塊；

鎳氫蓄電池，與所述電源模塊的輸出端電連接；

蓄電池管理模塊，與所述軸端永磁發電機的輸出端、所述電源模塊的輸出端和控制端、以及與所述鎳氫蓄電池電連接，用于根據所述軸端永磁發電機輸出的三相交流電壓控制所述鎳氫蓄電池的充電和放電；所述蓄電池管理模塊包括蓄電池管理子模塊；

其中，所述蓄電池管理模塊還包括：

電壓采集子模塊，連接在所述軸端永磁發電機的輸出端與所述蓄電池管理子模塊之間，用于在所述蓄電池管理子模塊的控制下采集所述軸端永磁發電機輸出的三相交流電壓，并根據該三相交流電壓得到所述三相交流電壓的角頻率；

第一電流采集子模塊，連接在所述非隔離降壓斬波子模塊的輸出端與所述蓄電池管理子模塊之間，用于在所述蓄電池管理子模塊的控制下采集所述非隔離降壓斬波子模塊的輸出電流；

所述蓄電池管理子模塊基于所述三相交流電壓的角頻率和所述第一電流采集子模塊采集的輸出電流控制所述非隔離降壓斬波子模塊的輸出功率；

其中，當所述軸端永磁發電機輸出的三相交流電壓不在第二預設電壓范圍內且所述鎳氫蓄電池的電量小于預設電量閾值時，所述蓄電池管理模塊控制所述鎳氫蓄電池停止向外部用電設備供電；當所述軸端永磁發電機輸出的三相交流電壓在第二預設電壓范圍內時，所述蓄電池管理模塊控制所述電源模塊根據所述三相交流電壓輸出適用于所述鎳氫蓄電池充電的充電電壓，對所述鎳氫蓄電池進行充電。

2.根據權利要求1所述的鐵路貨車供電系統，其特征在于，

所述交直流電壓轉換子模塊，與所述軸端永磁發電機的輸出端電連接，用于將所述三相交流電壓轉換為第一直流電壓，并輸出所述第一直流電壓；

所述非隔離降壓斬波子模塊的輸入端與所述交直流電壓轉換子模塊的輸出端電連接，其輸出端與所述鎳氫蓄電池電連接，其控制端與所述蓄電池管理模塊電連接，用于將所述第一直流電壓轉換為第二直流電壓，并將該第二直流電壓提供給所述鎳氫蓄電池以及外部用電設備，其中，所述第二直流電壓的大小由所述蓄電池管理模塊根據所述軸端永磁發電機的輸出功率與所述非隔離降壓斬波子模塊的輸出功率的比較結果進行調節。

3.根據權利要求2所述的鐵路貨車供電系統，其特征在于，所述交直流電壓轉換子模塊為交直流隔離電壓轉換子模塊。

4.根據權利要求2所述的鐵路貨車供電系統，其特征在于，

所述蓄電池管理子模塊與所述軸端永磁發電機的輸出端、所述交直流電壓轉換子模塊的輸出端、所述非隔離降壓斬波子模塊的輸出端和控制端、以及與所述鎳氫蓄電池電連接，用于根據所述軸端永磁發電機輸出的三相交流電壓控制所述鎳氫蓄電池的充電和放電。

5.根據權利要求1所述的鐵路貨車供電系統，其特征在于，所述電壓采集子模塊包括：

電壓采集單元，與所述軸端永磁發電機的輸出端電連接，用于采集所述軸端永磁發電機輸出的三相交流電壓；

數字鎖相環，連接在所述電壓采集單元的輸出端與所述蓄電池管理子模塊之間，用于根據所述電壓采集單元采集的三相交流電壓，得到所述三相交流電壓的角頻率，以使所述蓄電池管理子模塊基于該角頻率控制所述非隔離降壓斬波子模塊的輸出功率。

6.根據權利要求4所述的鐵路貨車供電系統，其特征在于，所述蓄電池管理模塊還包括：

第二電流采集子模塊，連接在所述鎳氫蓄電池與所述蓄電池管理子模塊之間，用于采集所述非隔離降壓斬波子模塊輸出給所述鎳氫蓄電池的用于為所述鎳氫蓄電池充電的電流以及所述鎳氫蓄電池的放電電流；

所述蓄電池管理子模塊基于所述非隔離降壓斬波子模塊輸出給所述鎳氫蓄電池的用于為所述鎳氫蓄電池充電的電流和預設的鎳氫蓄電池的充電曲線，控制所述非隔離降壓斬波子模塊輸出適用于所述鎳氫蓄電池充電的充電電流。