[發明專利]一種車載供電裝置

有效

• 申請號: 201811003231.2
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN110875626B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 袁文燁;張路軍;劉勇;陳新濺;劉翔;胡玲軍;肖健;喬顯華
• 申請（專利權）人: 株洲中車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: H02J7/34
• 分類號: H02J7/34;H02M3/158
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清;胡君

1.一種車載供電裝置，其特征在于，包括依次連接的三電平雙向變換器(1)、儲能控制系統(2)以及儲能系統(3)，所述三電平雙向變換器(1)的一端連接列車直流母線，另一端通過所述儲能控制系統(2)連接所述儲能系統(3)，列車直流母線的電能經過所述三電平雙向變換器(1)進行降壓斬波后提供給所述儲能系統(3)充電，或所述儲能系統(3)的電能經過所述三電平雙向變換器(1)進行升壓斬波后釋放到列車直流母線中，通過所述儲能控制系統(2)控制所述儲能系統(3)的充放電；所述三電平雙向變換器(1)包括第一濾波電容、第二濾波電容包括第一濾波電容、第二濾波電容以及斬波電抗器；

所述儲能控制系統(2)包括第五開關管以及續流二極管，所述第五開關管設置在列車直流母線的正極母線上，所述續流二極管的陽極與所述列車直流母線的負極連接，陰極與列車直流母線的正極連接；

當列車直流母線電壓低于所述儲能系統(3)的電壓時，控制關斷所述第五開關管以防止所述儲能系統(3)對外放電；當發生故障斷開所述三電平雙向變換器(1)時，控制由所述續流二極管對所述斬波電抗器的能量進行續流釋放；

還包括與所述第五開關管連接的預充電控制模塊，用于控制所述第五開關管的脈沖寬度，以由所述第五開關管、續流二極管以及斬波電抗器構成的單向降壓電路對所述第一濾波電容、第二濾波電容進行預充電。

2.根據權利要求1所述的車載供電裝置，其特征在于，所述三電平雙向變換器(1)還包括第一開關管、第二開關管、第三開關管以及第四開關管，每個開關管反并聯連接有二極管，所述第一濾波電容的一端通過所述第一開關管與所述第三開關管連接，所述第一濾波電容的另一端連接所述第二濾波電容的一端，所述第二濾波電容的另一端通過所述第二開關管與所述第四開關管連接，所述第三開關管與所述第四開關管連接，所述第三開關管與所述第四開關管之間的連接點與所述第一濾波電容、第二濾波電容之間的連接點連接，所述斬波電抗器分別與所述第一開關管、第三開關管連接。

3.根據權利要求2所述的車載供電裝置，其特征在于，所述第一開關管與所述第二開關管的極性方向相反，所述第三開關管與所述第四開關管的極性方向相同。

4.根據權利要求2所述的車載供電裝置，其特征在于：所述第一開關管、第二開關管、第三開關管、第四開關管采用IGBT管或MOS管，所述第一開關管的漏極與所述第一濾波電容連接，源級與所述第三開關管的漏極連接，所述第三開關管的源級與所述第四開關管的漏極連接，所述第四開關管的源級與所述第二開關管的漏極連接，所述第二開關管的源級與所述第二濾波電容連接。

5.根據權利要求2或3或4所述的車載供電裝置，其特征在于：當所述第一開關管與第二開關管交替通斷時，列車直流母線的電能經過所述雙向DC-DC變換器進行降壓斬波后提供給所述儲能系統充電，當所述第三開關管、第四開關管交替通斷時，所述儲能系統(3)的電能經過所述三電平雙向變換器(1)進行升壓斬波后釋放到列車直流母線中。

6.根據權利要求2或3或4所述的車載供電裝置，其特征在于：所述三電平雙向變換器(1)還設置有檢測電路，用于檢測所述三電平雙向變換器(1)的電流信號以及所述第一濾波電容、第二濾波電容的電壓信號以進行閉環控制。

7.根據權利要求1～4中任意一項所述的車載供電裝置，其特征在于：所述三電平雙向變換器(1)的輸入側還設置有預充電及輸入電路(4)，用于接入列車電源對所述第一濾波電容、第二濾波電容進行預充電。

8.根據權利要求7所述的車載供電裝置，其特征在于：所述預充電及輸入電路(4)采用降壓斬波DC/DC變換電路。