基于主發(fā)兩套繞組輸出的架控混合動(dòng)力機(jī)車(chē)主傳動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種基于主發(fā)兩套繞組輸出的架控混合動(dòng)力機(jī)車(chē)主傳動(dòng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]柴油機(jī)發(fā)電機(jī)和動(dòng)力蓄電池組混合動(dòng)力機(jī)車(chē)交流主傳動(dòng)系統(tǒng)除了傳統(tǒng)上的主發(fā)電機(jī)、整流裝置、中間直流環(huán)節(jié)、牽引逆變器、牽引電機(jī)等，還包括動(dòng)力蓄電池組?；旌蟿?dòng)力機(jī)車(chē)動(dòng)力蓄電池組的峰值功率要大，能長(zhǎng)時(shí)大功率充放電，同時(shí)還要保證循環(huán)壽命要長(zhǎng)，系統(tǒng)安全要求高。
[0003]目前國(guó)內(nèi)混合動(dòng)力機(jī)車(chē)主傳動(dòng)系統(tǒng)普遍都采用主發(fā)電機(jī)一套繞組輸出軸控的方式，申請(qǐng)?zhí)枮?01020613265.6的實(shí)用新型專(zhuān)利《一種柴油發(fā)電機(jī)和蓄電池混合動(dòng)力交流傳動(dòng)機(jī)車(chē)控制系統(tǒng)》的主傳動(dòng)系統(tǒng)采用的就是這種方式，其控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。從圖中我們可以發(fā)現(xiàn)該控制系統(tǒng)只有一個(gè)主直流環(huán)節(jié)，當(dāng)牽引系統(tǒng)需要?jiǎng)恿π铍姵亟M提供能量時(shí)，系統(tǒng)中唯一的動(dòng)力蓄電池組并網(wǎng)到這個(gè)主直流環(huán)節(jié)中，經(jīng)過(guò)牽引逆變器為所有牽弓I電機(jī)提供電能，每個(gè)牽弓I逆變器控制一臺(tái)牽引電機(jī)。
[0004]這種控制系統(tǒng)由于主發(fā)電機(jī)只有一套繞組輸出，整個(gè)交流主傳動(dòng)系統(tǒng)只有一個(gè)主直流環(huán)節(jié)，采用一個(gè)動(dòng)力蓄電池組，由于鋰電池本身一致性差異很難保證均衡充放電，越大容量的動(dòng)力蓄電池組的管理越復(fù)雜，并且隨著動(dòng)力蓄電池組容量的增加，其使用壽命及安全性也隨之降低。因此采用這種控制方式的混合動(dòng)力機(jī)車(chē)，動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)峰值功率很難做到很大，此外由于是軸控，需要牽引逆變器數(shù)量較多，系統(tǒng)較復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型提供一種基于主發(fā)兩套繞組輸出的架控混合動(dòng)力機(jī)車(chē)主傳動(dòng)系統(tǒng)，提高了動(dòng)力蓄電池的使用壽命、安全性及可控性。
[0006]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是基于主發(fā)兩套繞組輸出的架控混合動(dòng)力機(jī)車(chē)主傳動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)車(chē)主控微機(jī)通過(guò)CAN總線(xiàn)與柴油機(jī)電噴控制器進(jìn)行通信，柴油機(jī)帶動(dòng)主發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能，主發(fā)電機(jī)有兩套輸出繞組，其輸出分兩路，一路接入第一轉(zhuǎn)向架主傳動(dòng)系統(tǒng)回路中，另一路接入第二轉(zhuǎn)向架主傳動(dòng)系統(tǒng)回路中，第一轉(zhuǎn)向架主傳動(dòng)系統(tǒng)回路包括:AC/DC整流模塊1、動(dòng)力蓄電池1、DC/AC逆變器1、牽引電機(jī);主發(fā)電機(jī)的其中一路輸出通過(guò)AC/DC整流模塊I后與動(dòng)力蓄電池I并網(wǎng)，再通過(guò)DC/AC逆變器I為第一轉(zhuǎn)向架三個(gè)牽引電機(jī)提供電能，第二轉(zhuǎn)向架主傳動(dòng)系統(tǒng)回路和第一轉(zhuǎn)向架主傳動(dòng)系統(tǒng)回路的邏輯結(jié)構(gòu)相同，第一轉(zhuǎn)向架主傳動(dòng)系統(tǒng)回路中DC/AC逆變器I和第二轉(zhuǎn)向架回路中DC/AC逆變器11分別通過(guò)CAN總線(xiàn)與機(jī)車(chē)主控微機(jī)進(jìn)行通信。
[0007]所述的第一轉(zhuǎn)向架主傳動(dòng)系統(tǒng)回路與第二轉(zhuǎn)向架主傳動(dòng)系統(tǒng)回路間電氣隔離。
[0008]所述的兩個(gè)轉(zhuǎn)向架主傳動(dòng)系統(tǒng)回路中的動(dòng)力蓄電池組均配置有蓄電池管理系統(tǒng)。
[0009]所述的機(jī)車(chē)主控微機(jī)通過(guò)機(jī)車(chē)微機(jī)顯示屏顯示數(shù)據(jù)。
[0010]所述的每個(gè)轉(zhuǎn)向架主傳動(dòng)系統(tǒng)中只有一個(gè)DC/AC逆變器，所述的DC/AC逆變器同時(shí)控制該轉(zhuǎn)向架的3個(gè)牽引電機(jī)。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:這種基于主發(fā)兩套繞組輸出的架控混合動(dòng)力機(jī)車(chē)主傳動(dòng)系統(tǒng)，把一個(gè)大容量的動(dòng)力蓄電池組平均拆分為兩個(gè)相同容量的動(dòng)力蓄電池組，每個(gè)轉(zhuǎn)向架主傳動(dòng)系統(tǒng)中單獨(dú)采用一個(gè)動(dòng)力蓄電池組，便于對(duì)動(dòng)力蓄電池組的控制管理。同時(shí)，動(dòng)力蓄電池的使用壽命及安全性也成倍的提高。此外，與同功率下的普通調(diào)車(chē)機(jī)車(chē)相比，采用混合動(dòng)力技術(shù)機(jī)車(chē)可減少燃油消耗20%?50%。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為現(xiàn)有技術(shù)主發(fā)電機(jī)一套繞組輸出的軸控方式的混合動(dòng)力機(jī)車(chē)交流主傳動(dòng)系統(tǒng)原理框圖。
[0013]圖2為本實(shí)用新型基于主發(fā)兩套繞組輸出的架控混合動(dòng)力機(jī)車(chē)主傳動(dòng)系統(tǒng)原理框圖。
[0014]圖中標(biāo)記:1_第一轉(zhuǎn)向架主傳動(dòng)系統(tǒng)回路，2-第二轉(zhuǎn)向架主傳動(dòng)系統(tǒng)回路。
【具體實(shí)施方式】
[0015]現(xiàn)結(jié)合附圖1、2對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明，針對(duì)圖1主發(fā)電機(jī)一套繞組輸出的軸控方式混合動(dòng)力機(jī)車(chē)主傳動(dòng)系統(tǒng)的不足，本實(shí)用新型提出一種基于主發(fā)兩套繞組輸出的架控混合動(dòng)力機(jī)車(chē)主傳動(dòng)系統(tǒng)，如圖2所示，整個(gè)機(jī)車(chē)主傳動(dòng)系統(tǒng)分為第一轉(zhuǎn)向架主傳動(dòng)系統(tǒng)回路I和第二轉(zhuǎn)向架主傳動(dòng)系統(tǒng)回路2，第一轉(zhuǎn)向架主傳動(dòng)系統(tǒng)回路I和第二轉(zhuǎn)向架主傳動(dòng)系統(tǒng)回路2間電氣隔離，互不影響，每個(gè)轉(zhuǎn)向架主傳動(dòng)系統(tǒng)回路中單獨(dú)采用一個(gè)動(dòng)力蓄電池組，例如當(dāng)混合動(dòng)力機(jī)車(chē)需要?jiǎng)恿π铍姵亟M提供1500kW峰值功率時(shí)，那么每個(gè)轉(zhuǎn)向架控主傳動(dòng)系統(tǒng)回路的動(dòng)力蓄電池組只需要提供750kW峰值功率即可，即動(dòng)力蓄電池I和動(dòng)力蓄電池II分別提供750kW，750kW相對(duì)于1500kW動(dòng)力蓄電池組，無(wú)論在安全、可靠性及可控性方面都成倍的提高。
[0016]如圖2所示，動(dòng)力蓄電池I和動(dòng)力蓄電池II的蓄電池管理系統(tǒng)采集動(dòng)力蓄電池單體模塊電壓、電流檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果判斷動(dòng)力蓄電池單節(jié)過(guò)壓、欠壓、過(guò)充、過(guò)放并實(shí)施安全保護(hù)，同時(shí)將檢測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)CAN總線(xiàn)傳送給機(jī)車(chē)主控微機(jī);通過(guò)CAN總線(xiàn)通訊向機(jī)車(chē)主控微機(jī)輸出SOC的評(píng)估參數(shù)，為混合動(dòng)力的控制方式選擇提供依據(jù);通過(guò)CAN總線(xiàn)通訊向機(jī)車(chē)主控微機(jī)輸出動(dòng)力蓄電池故障分析與在線(xiàn)報(bào)警，為機(jī)車(chē)微機(jī)實(shí)施動(dòng)力蓄電池保護(hù)提供依據(jù)數(shù)據(jù)記錄。
[0017]本方案對(duì)混合動(dòng)力機(jī)車(chē)動(dòng)力電池組的充電電流、放電電流、電壓、放電深度、再生制動(dòng)反饋的電流等進(jìn)行控制，防止電池的過(guò)充電或者過(guò)放電，判定荷電狀態(tài)，選擇適當(dāng)?shù)某潆娔Ｊ胶头烹娔Ｊ?，?duì)電池進(jìn)行均衡充電、放電，控制并且平衡電池組的工作，使各個(gè)電池組發(fā)揮出最優(yōu)性能，并根據(jù)電機(jī)的需要控制輸出電能。此外，依靠蓄電池管理系統(tǒng)和機(jī)車(chē)微機(jī)系統(tǒng)協(xié)同配合，使機(jī)車(chē)在各種工況下保持在經(jīng)濟(jì)的節(jié)油模式下工作。同時(shí)把制動(dòng)能量回收給動(dòng)力蓄電池充電，極大提高了混合動(dòng)力機(jī)車(chē)的節(jié)油率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于主發(fā)兩套繞組輸出的架控混合動(dòng)力機(jī)車(chē)主傳動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)車(chē)主控微機(jī)通過(guò)CAN總線(xiàn)與柴油機(jī)電噴控制器進(jìn)行通信，柴油機(jī)帶動(dòng)主發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能，其特征在于:主發(fā)電機(jī)有兩套輸出繞組，其輸出分兩路，一路接入第一轉(zhuǎn)向架主傳動(dòng)系統(tǒng)回路中，另一路接入第二轉(zhuǎn)向架主傳動(dòng)系統(tǒng)回路中，第一轉(zhuǎn)向架主傳動(dòng)系統(tǒng)回路包括:AC/DC整流模塊1、動(dòng)力蓄電池1、DC/AC逆變器1、牽引電機(jī);主發(fā)電機(jī)的其中一路輸出通過(guò)AC/DC整流模塊I后與動(dòng)力蓄電池I并網(wǎng)，再通過(guò)DC/AC逆變器I為第一轉(zhuǎn)向架三個(gè)牽引電機(jī)提供電能，第二轉(zhuǎn)向架主傳動(dòng)系統(tǒng)回路和第一轉(zhuǎn)向架主傳動(dòng)系統(tǒng)回路的邏輯結(jié)構(gòu)相同，第一轉(zhuǎn)向架主傳動(dòng)系統(tǒng)回路中DC/AC逆變器I和第二轉(zhuǎn)向架回路中DC/AC逆變器II分別通過(guò)CAN總線(xiàn)與機(jī)車(chē)主控微機(jī)進(jìn)行通信。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于主發(fā)兩套繞組輸出的架控混合動(dòng)力機(jī)車(chē)主傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:所述的第一轉(zhuǎn)向架主傳動(dòng)系統(tǒng)回路與第二轉(zhuǎn)向架主傳動(dòng)系統(tǒng)回路間電氣隔離。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于主發(fā)兩套繞組輸出的架控混合動(dòng)力機(jī)車(chē)主傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:所述的兩個(gè)轉(zhuǎn)向架主傳動(dòng)系統(tǒng)回路中的動(dòng)力蓄電池組均配置有蓄電池管理系統(tǒng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于主發(fā)兩套繞組輸出的架控混合動(dòng)力機(jī)車(chē)主傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:所述的機(jī)車(chē)主控微機(jī)通過(guò)機(jī)車(chē)微機(jī)顯示屏顯示數(shù)據(jù)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于主發(fā)兩套繞組輸出的架控混合動(dòng)力機(jī)車(chē)主傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:所述的每個(gè)轉(zhuǎn)向架主傳動(dòng)系統(tǒng)中只有一個(gè)DC/AC逆變器，所述的DC/AC逆變器同時(shí)控制該轉(zhuǎn)向架的3個(gè)牽引電機(jī)。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于主發(fā)兩套繞組輸出的架控混合動(dòng)力機(jī)車(chē)主傳動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)車(chē)主控微機(jī)通過(guò)CAN總線(xiàn)與柴油機(jī)電噴控制器進(jìn)行通信，柴油機(jī)帶動(dòng)主發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能，主發(fā)電機(jī)有兩套輸出繞組，其輸出分兩路，一路接入第一轉(zhuǎn)向架主傳動(dòng)系統(tǒng)回路中，另一路接入第二轉(zhuǎn)向架主傳動(dòng)系統(tǒng)回路中，第一轉(zhuǎn)向架主傳動(dòng)系統(tǒng)回路包括：AC/DC整流模塊I、動(dòng)力蓄電池I、DC/AC逆變器I、牽引電機(jī)；主發(fā)電機(jī)的其中一路輸出通過(guò)AC/DC整流模塊I后與動(dòng)力蓄電池I并網(wǎng),再通過(guò)DC/AC逆變器I為第一轉(zhuǎn)向架三個(gè)牽引電機(jī)提供電能，采用此方案，便于對(duì)動(dòng)力蓄電池組的控制管理。動(dòng)力蓄電池的使用壽命及安全性也成倍的提高。與同功率下的普通調(diào)車(chē)機(jī)車(chē)相比，可減少燃油消耗20％～50％。
【IPC分類(lèi)】B61C17/12
【公開(kāi)號(hào)】CN205203011
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521063893
【發(fā)明人】溫吉斌, 陳旭, 曲鐵濤
【申請(qǐng)人】中車(chē)大連機(jī)車(chē)車(chē)輛有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月18日