電容或動力電池牽引型電車電氣控制系統的製作方法

2023-06-14 07:23:51

專利名稱：電容或動力電池牽引型電車電氣控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電車電氣控制系統，屬於電車電氣控制技術領域。
二背景技術：
目前，電車的電氣控制系統存在可靠性、穩定性不高，使用壽命短等缺 陷，急需加以提高。
三、 發明內容
本實用新型的目的在於提供一種可靠性高、使用壽命長、性能穩定的電 容或動力電池牽引型電車電氣控制系統。
電容或動力電池牽引型電車電氣控制系統，特殊之處在於採用超大容量
牽引型電容器或動力電池1與翻轉雙觸頭受電裝置2相連接組成電車受電儲 能迴路，電容器或動力電池1通過主控迴路電子換向器10、電車驅動控制裝 置6、電車拖動動力控制裝置8與電車拖動動力9相連接組成電車電氣拖動主 迴路，電車拖動動力9由磁電式交流/直流機電一體化加速器踏板裝置4、磁 電式交流/直流機電一體化電制動及氣制動雙制動踏板裝置3控制連接組成電 車電氣控制迴路，電容器或動力電池1通過電車低壓控制電源及操作電源的 蓄電池浮充電系統5與牽引型電容器或動力電池倉的溫度控制系統14、牽引 型電容器或動力電池的電氣性能均衡管理系統15、組合式電子監測綜合功能 儀表及文本器16、電子屏與燈光及音響構成的預警報系統17、電子監視系統 18、電子監視電車通道及電車後視系統12、電子式可編程測速裝置13相連接 組成電車輔助電氣控制迴路；
電車拖動動力控制裝置8為大功率IGBT電子直流斬波調速系統，或者為 大功率電子三相交流變頻調速系統；
電車拖動動力9由電動機、傳動軸、驅動後橋連接組成，電動機為牽引 型直流串激電動機或者直流無刷電機或者為牽引型三相交流變頻電動機；
牽引型電容器或動力電池1為由單只容量為5 30萬法拉的數量為100隻 至1000隻單體電容器或單只容量為10 300Ah動力電池數量為100 500隻動 力電池組成的電容器組或動力電池組；
翻轉雙觸頭受電裝置2採用二級升降結構裝置，為雙梯、橋連、可翻轉、 滑動升降、雙碳板受電極、根據對接壓力自動控制上升結構、雙觸頭的雙滑 筒臥式雙極受電裝置；雙滑筒臥式雙極受電裝置，包括置於電車車頂部的底座支架，底座支架上活動固定連接有滑動套筒和二級氣缸，滑動套筒由外套 筒與內套筒構成，二級氣缸連接帶動滑動套筒上下運動，滑動套筒也與一級 氣缸活動連接，由一級氣缸活動連接支撐滑動套筒在一定的角度範圍內進行
旋轉，滑動套筒的頂部固定連接有帶雙極受電觸頭的受電器；
翻轉雙觸頭受電裝置2受電器的雙極受電觸頭縱向定位距離範圍8 15m、 橫向定位的距離範圍《0.7m，伸展高度為1.0m-2.8m，受電控行程時間不大於 5秒，尋找定位時間不大於2秒；
磁電式交流/直流機電一體化電制動及氣制動雙制動踏板裝置3，將電、 汽兩種制動方式合為一體，由同一個制動踏板實施制動過程，第一行程為電 制動，第二行程為氣制動，雙制動踏板裝置3與氣泵19、高壓儲氣罐20、低 壓儲氣罐21以及手剎制動器22相連接構成氣路制動系統；磁電式交流/直流 機電一體化加速器踏板裝置4，通過調節電流的大小來控制電車拖動動力電動 機的輸出功率，從而達到調節車輛速度的要求，加速時由腳踏連杆連接到電 磁鐵芯做正向平行運動，減速時反向平行運動；
磁電式交流/直流機電一體化電制動及氣制動雙制動踏板裝置3還與電車 制動時再生能量回饋吸收裝置11相連接，再生能量回饋吸收裝置ll與電車 拖動動力9相連接。
蓄電池浮充電系統5還通過車載受電遙控裝置7與翻轉雙觸頭受電裝置2 相連接；
車載受電遙控裝置7、組合式電子監測綜合功能儀表及文本器16、預警報 系統17、電子監視系統18相連接組成電車監控操作迴路。
本實用新型的電容或動力電池牽引型電車電氣控制系統，為一種可靠性 高、使用壽命長、性能穩定的電車電氣控制系統。 四

圖l:本實用新型的電容或動力電池牽引型電車電氣控制系統原理圖； 圖2:本實用新型的氣路制動系統原理圖。
l超大容量牽引型電容器或動力電池；2翻轉雙觸頭受電裝置；3雙制動 踏板裝置；4加速器踏板裝置；5蓄電池浮充電系統；6電車驅動控制裝置；7 車載受電遙控裝置；8電車拖動動力控制裝置；9電車拖動動力；IO主控迴路 電子換向器；12電子監視電車通道及電車後視系統；13電子式可編程測速裝 置；ll再生能量回饋吸收裝置；14溫度控制系統；15電氣性能均衡管理系統； 16組合式電子監測綜合功能儀表及文本器；17預警報系統；18電子監視系統；19氣泵；20高壓儲氣罐；21低壓儲氣罐；22手剎制動器。 五具體實施方式
參考圖l、 2，下面通過實施例來具體說明本實用新型的技術方案，但本
實用新型並不局限於以下實施例。
電容或動力電池牽引型電車電氣控制系統，採用牽引型電容器或動力電
池1與翻轉雙觸頭受電裝置2相連接組成電車受電儲能迴路，電容器1通過 主控迴路電子換向器10、電車驅動控制裝置6、電車拖動動力控制裝置8與 電車拖動動力9相連接組成電車電氣拖動主迴路，電車拖動動力9由磁電式 交流/直流機電一體化加速器踏板裝置4、磁電式交流/直流機電一體化電制動 及氣制動雙制動踏板裝置3控制連接組成電車電氣控制迴路，電容器或動力 電池1通過電車低壓控制電源及操作電源的蓄電池浮充電系統5與牽引型電 容器或動力電池倉的溫度控制系統14、電車用牽引型電容器或動力電池的電 氣性能均衡管理系統15、組合式電子監測綜合功能儀表及文本器16、電子屏 與燈光及音響構成的預警報系統17、電子監視系統18、電子監視電車通道及 電車後視系統12、電子式可編程測速裝置13相連接組成電車輔助電氣控制回 路；
電車拖動動力控制裝置8為大功率IGBT電子直流斬波調速系統，或者為 大功率電子三相交流變頻調速系統；電車拖動動力控制裝置8，由大功率複合 場效應管IGBT直流斬波調速系統驅動，電容器或動力電池1在給電動機供電 時，由於外界的作用和電容器本身的特點易瞬間產生高強度的電流，使電動 機工作不平穩，或者使局部供電設備由於超大電流的作用產生線路或者電器 元件的損壞，斬波調速系統在控制車速的同時又提供了上述的安全保障；電 車驅動控制裝置6，通過穩定電壓、電流控制電動機的功率、轉速、轉動方向 來控制該車的加速、減速、前進、後退、以控制車輛行駛；電車主控迴路電 子換向器10，主要通過控制電流的流向、也就是正負極的調整，控制電動機 的轉向，從而控制車輛前進、後退；
電車拖動動力9由電動機、傳動軸、驅動後橋連接組成，電動機為牽引 型直流串激電動機，或者直流無刷電機或者為牽引型三相交流變頻電動機； 牽引型直流串勵電動機，工作電壓等級為DC600V，額定功率為60KW-90KW， 牽引型三相交流變頻電動機，工作電壓等級為AC380V，額定功率為75KW-95KW, 額定工作頻率為0-60赫茲；
牽引型電容器或動力電池l為由單只容量為5萬法拉至30萬法拉的數量為300隻至1000隻單體電容器組成的電容器組，或單只容量為10 300Ah動力電 池數量為100 500隻動力電池。電容或動力電池為牽引型電車提供動力能源， 動力電池為鉛酸蓄電池、鎳鋅蓄電池、鋰電蓄電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、 鋁鋅蓄電池、氫燃料電池其中的一種。
翻轉雙觸頭受電裝置2採用二級升降結構裝置，為雙梯、橋連、可翻轉、 滑動升降、雙碳板受電極、根據對接壓力自動控制上升結構、雙觸頭的雙滑 筒臥式雙極受電裝置；雙滑筒臥式雙極受電裝置，包括置於電車車頂部的底 座支架，底座支架上活動固定連接有滑動套筒和二級氣缸，滑動套筒由外套 筒與內套筒構成，二級氣缸連接帶動滑動套筒上下運動，滑動套筒也與一級 氣缸活動連接，由一級氣缸活動連接支撐滑動套筒在一定的角度範圍內進行 旋轉，滑動套筒的頂部固定連接有帶雙極受電觸頭的受電器；
翻轉雙觸頭受電裝置2受電器的雙極受電觸頭縱向定位距離範圍8 15m、 橫向定位的距離範圍《0.7m，伸展高度為1.0m-2.8m，受電控行程時間不大於 5秒，尋找定位時間不大於2秒；受電額定電壓DC為600v，電壓可調範圍360V IOOOV，電流I為OOA-400A;
磁電式交流/直流機電一體化電制動及氣制動雙制動踏板裝置3，將電、 汽兩種制動方式合為一體，由同一個制動踏板實施制動過程，第一行程為電 制動，第二行程為氣制動，雙制動踏板裝置3與氣泵19、高壓儲氣罐20、低 壓儲氣罐21以及手剎制動器22相連接構成氣路制動系統；磁電式交流/直流 機電一體化加速器踏板裝置4，通過調節電流的大小來控制電車拖動動力電動 機的輸出功率，從而達到調節車輛速度的要求，加速時由腳踏連杆連接到電 磁鐵芯做正向平行運動，減速時反向平行運動；
磁電式交流/直流機電一體化電制動及氣制動雙制動踏板裝置3還與電車 制動時再生能量回饋吸收裝置11相連接，再生能量回饋吸收裝置ll與電車 拖動動力9相連接，當電車制動時車輛在減速同時停止給電動機供電，但車 輛的慣性卻帶動車輛繼續前進，此時電動機由主動旋轉變為由後橋輸出的力 矩通過傳動軸傳遞到電動機，轉子切割磁力線，將部分動能轉變為電能，從 而產生了電流的回饋，由再生能量回饋吸收裝置11將這些能量重新存放到電 容器1中，使其能再次利用；電車輔助動力採用DC/AC三相交流寬電壓定頻
恆壓式電源裝置。
蓄電池浮充電系統5還通過車載受電遙控裝置7與翻轉雙觸頭受電裝置2 相連接，車載受電遙控裝置7連接控制停車點地面變電站的通、斷電，以保證在無充電車輛的狀態下或車輛受電裝置2未達到標準的充電狀態時無電流 產生，提高充電前後的安全係數，遙控裝置安全、可靠並且便於操作；
電車用牽引型電容器或動力電池的全面電氣性能均衡管理系統15，通過 對溫度、電流、電壓的監控，做出正確的控制操作，以保證電容器或動力電 池能夠在最好的工況下工作；電子屏與燈光及音響構成的預警報系統17，可 以向行人和其他車輛駕乘者提供視覺及聽覺的刺激，減少危險因素；組合式 電子監測綜合功能儀表及文本器16、電子監視系統18，對整車在工作時的各
種狀態進行監視，包括整車速度、電動機轉速、電動機工作電流、電容器或 動力電池電壓、充電電流和電壓、轉向燈、前大燈、尾燈、剎車燈等等；電 子監視電車通道及電車後視系統12，在車內的下車門處上方和車外後圍玻璃 上方各安裝一個攝像頭，通過儀表臺上的監視顯示器來監視車內和車外的情 況；電車低壓控制電源及操作電源的蓄電池浮充電系統5，牽引型電容器或動 力電池在工作中，通過充電設備為低壓電系統的供電電源蓄電池提供部分電 能的補充；電子式可編程測速裝置13，通過對車輛的動力系統的動力源電動 機的轉速監測，換算後得出整車在此時的車速。
車載受電遙控裝置7、組合式電子監測綜合功能儀表及文本器16、預警報 系統17、電子監視系統18相連接組成電車監控操作迴路。
本實用新型實施例的電容或動力電池牽引型電車電氣控制系統，為 一種 可靠性高、使用壽命長、性能穩定的電車電氣控制系統。
8
權利要求1、電容或動力電池牽引型電車電氣控制系統，特徵在於採用牽引型電容器或動力電池(1)與翻轉雙觸頭受電裝置(2)相連接組成電車受電儲能迴路，電容器或動力電池(1)通過主控迴路電子換向器(10)、電車驅動控制裝置(6)、電車拖動動力控制裝置(8)與電車拖動動力(9)相連接組成電車電氣拖動主迴路，電車拖動動力(9)由磁電式交流/直流機電一體化加速器踏板裝置(4)、磁電式交流/直流機電一體化電制動及氣制動雙制動踏板裝置(3)控制連接組成電車電氣控制迴路，電容器或動力電池(1)通過電車低壓控制電源及操作電源的蓄電池浮充電系統(5)與牽引型電容器或動力電池倉的溫度控制系統(14)、電車用牽引型電容器或動力電池的電氣性能均衡管理系統(15)、組合式電子監測綜合功能儀表及文本器(16)、電子屏與燈光及音響構成的預警報系統(17)、電子監視系統(18)、電子監視電車通道及電車後視系統(12)、電子式可編程測速裝置(13)相連接組成電車輔助電氣控制迴路。
2. 按照權利要求1所述電容或動力電池牽引型電車電氣控制系統，其特 徵在於，電車拖動動力控制裝置(8)為大功率IGBT電子直流斬波調速系統， 或者為大功率電子三相交流變頻調速系統。
3. 按照權利要求1所述電容或動力電池牽引型電車電氣控制系統，其特 徵在於，電車拖動動力(9)由電動機、傳動軸、驅動後橋連接組成，電動機 為牽引型直流串激電動機，或者直流無刷電機或者為牽引型三相交流變頻電 動機。
4. 按照權利要求l所述電容或動力電池牽引型電車電氣控制系統，其特徵 在於，牽引型電容器或動力電池(1)由單只容量為5萬法拉至30萬法拉的數 量為300隻至1000隻單體電容器組成的電容器組，或單只容量為10 300Ah動 力電池數量為100 500隻動力電池。
5. 按照權利要求l所述電容或動力電池牽引型電車電氣控制系統，其特徵 在於，翻轉雙觸頭受電裝置(2)採用雙滑筒臥式雙極受電裝置，雙滑筒臥式 雙極受電裝置，包括置於電車車頂部的底座支架，底座支架上活動固定連接 有滑動套筒和二級氣缸，滑動套筒由外套筒與內套筒構成，二級氣缸連接帶 動滑動套筒上下運動，滑動套筒也與一級氣缸活動連接，由一級氣缸活動連 接支撐滑動套筒在一定的角度範圍內進行旋轉，滑動套筒的頂部固定連接有 帶雙極受電觸頭的受電器。
6. 按照權利要求5所述電容或動力電池牽引型電車電氣控制系統，其特徵 在於，翻轉雙觸頭受電裝置(2)受電器的雙極受電觸頭縱向定位距離範圍8 15m、橫向定位的距離範圍《0.7m，伸展高度為l. 0m-2. 8m，受電控行程時間不大於5秒，尋找定位時間不大於2秒。
7. 按照權利要求l所述電容或動力電池牽引型電車電氣控制系統，其特徵 在於，雙制動踏板裝置(3)通過氣泵(19)、高壓儲氣罐(20)、低壓儲氣 罐(21)以及手剎制動器(22)相連接構成氣路制動系統，電車輔助動力採 用DC/AC三相交流寬電壓定頻恆壓式電源裝置。
8. 按照權利要求1所述電容或動力電池牽引型電車電氣控制系統，其特 徵在於，磁電式交流/直流機電一體化電制動及氣制動雙制動踏板裝置(3) 還與電車制動時再生能量回饋吸收裝置(11)相連接，再生能量回饋吸收裝 置(11)與電車拖動動力(9)相連接，再生能量回饋吸收裝置ll連接傳送 至電容器(1)。
9.按照權利要求1所述電容或動力電池牽引型電車電氣控制系統，其特徵 在於，蓄電池浮充電系統(5)還通過車載受電遙控裝置(7)與翻轉雙觸頭 受電裝置(2)相連接。
10.按照權利要求1所述電容或動力電池牽引型電車電氣控制系統，其特 徵在於，車載受電遙控裝置(7 )、組合式電子監測綜合功能儀表及文本器(16 )、 預警報系統(17)、電子監視系統(18)相連接組成電車監控操作迴路。
專利摘要本實用新型涉及一種電車電氣控制系統，屬於電車電氣控制技術領域。特徵採用電容器或動力電池(1)與翻轉雙觸頭受電裝置(2)相連接，電容器通過主控迴路電子換向器(10)、電車驅動控制裝置(6)、電車拖動動力控制裝置(8)與電車拖動動力(9)相連接，電車拖動動力由加速器踏板裝置(4)、雙制動踏板裝置(3)連接，電容器通過蓄電池浮充電系統(5)與溫度控制系統(14)、電氣性能均衡管理系統(15)、組合式電子監測綜合功能儀表及文本器(16)、預警報系統(17)、電子監視系統(18)、電車通道及電車後視系統(12)、可編程測速裝置(13)相連接。本實用新型可靠性高、使用壽命長、性能穩定。
文檔編號B60L11/00GK201357763SQ20092006829
公開日2009年12月9日 申請日期2009年2月28日 優先權日2009年2月28日
發明者劉兆偉, 劉繼江, 李寶順, 程紹良, 謝鎔安 申請人:上海中上汽車科技有限公司