CN103129565A - 混合动力传动系统 - Google Patents
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Abstract
一种混合动力传动系统。包括接收车辆操纵装置的指令，与发电机组、蓄电装置管理系统或牵引逆变器连接以实现电机的启动、加速、制动工作模式的动力系统控制器；包括蓄电装置管理系统、蓄电装置、发电机组；包括将发电机组发出的三相交流电整流成直流电，提供给牵引逆变器或蓄电装置的整流装置；包括接收来自蓄电装置、发电机组及其整流装置的直流电逆变成三相交流电驱动牵引电机的牵引逆变器。本发明采用较大容量的蓄电装置作为主动力，用发电机组作为辅动力，构成混合动力传动，主要特点在于采用无空气污染、噪音污染低的主动力传动方式适应常见工况，辅动力传动方式满足极端工况的需要，保证了机动灵活性的前提下满足了节能环保的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种混合动力传动系统，具体涉及一种应用于轨道车、内燃机车、内燃动车组的电油混合动力传动系统。
背景技术
随着石化燃料对环境的破坏越来越严重，国家对环境保护越来越重视，节能环保已称为当今社会发展的主流。
目前内燃动力的铁路工程车辆发动机污染大，能源浪费严重；通过对整车行驶工况下的能量消耗研究，结果表明：发动机怠速消耗较多燃油，占总燃油消耗量的17~44%；发动机的部分效率因素过小，没有充分发挥发动机的峰值效率。由此造成的能源浪费和环境污染亟需解决。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种节约能源、降低成本、减少废气排放和降低噪音污染的混合动力传动系统。
本发明的技术方案在于：
包括接收车辆操纵装置的指令，与发电机组、蓄电装置管理系统或牵引逆变器连接以实现电机的启动、加速、制动工作模式的动力系统控制器；
包括接收动力系统控制器的指令，对蓄电装置充放电进行控制的蓄电装置管理系统；
包括接收蓄电装置管理系统的指令，发出直流电经牵引逆变器逆变成三相交流电驱动牵引电机的蓄电装置；
包括接收动力系统控制器的指令，发出三相交流电的发电机组；
包括将发电机组发出的三相交流电整流成直流电，提供给牵引逆变器或蓄电装置的整流装置；
包括接收来自蓄电装置、发电机组及其整流装置的直流电逆变成三相交流电驱动牵引电机的牵引逆变器。牵引逆变器受动力系统控制器的控制实现电机的启动、调速、制动。
所述牵引电机与蓄电装置相连接。牵引电机在电制动工作模式，牵引电机运行在第二、四象限，发出交流电经牵引逆变器变为直流电对蓄电装置进行充电实现能量的再生制动。
所述蓄电装置为燃料电池、铅酸蓄电池、镉镍蓄电池、铁镍蓄电池、金属氧化物蓄电池、锌银蓄电池、锌镍蓄电池、氢镍蓄电池、锂离子蓄电池和超级电容器中的任何一种。
所述内燃发电机组为柴油发电机组、汽油发电机组和天然气发电机组中的任何一种。
本发明适用于轨道车、调车机车、动车组、作业车或检测车。
本发明采用电油混合动力传动，包括主、辅动力传动系统。本发明所述的混合动力传动方式，采用较大容量的蓄电装置作为主动力，用发电机组作为辅动力，构成混合动力传动，主要特点在于采用无空气污染、噪音污染低的主动力传动方式适应常见工况，辅动力传动方式满足极端工况的需要。这种电油混合动力系统在保证了机动灵活性的前提下满足了节能环保的要求。
主动力传动系统由蓄电装置、牵引电机和牵引逆变器组成。蓄电装置发出直流电经牵引逆变器逆变成三相交流电驱动牵引电机。主动力传动装置的启动、牵引、制动通过动力系统控制器控制，主动力传动系统具有无废气排放以及噪音低等显著优点。
辅动力传动系统由发电机组、牵引电机、整流装置以及牵引逆变器组成，发电机组发出三相交流电经整流装置变成直流电经牵引逆变器逆变成三相交流电驱动牵引电机，辅动力传动装置的启动、牵引、制动也通过动力系统控制器控制。作为主动力传动系统的补充，辅动力传动系统可根据实际情况与主动力传动系统联合使用或单独使用。
附图说明
下面将结合附图提供的实施例对本发明进一步详述。
图1为本发明的原理示意图。
图2为本发明的主动力传动装置的单独供电工作模式示意图。
图3为本发明的辅动力传动装置的单独供电工作模式示意图。
图4为本发明的主、辅动力传动系统联合供电组成混合动力工作模式示意图。
图5为本发明的电制动工作模式示意图。
具体实施方式
图1中，本发明包括车辆操纵装置、动力系统控制器、蓄电装置管理系统、蓄电装置、牵引逆变器、牵引电机、发电机组和整流装置组成。动力系统控制器接收车辆操纵装置的指令，与内燃发电机组、蓄电装置控制器和电机控制器电气连接以实现电机的启动、加速、制动等工作模式。
蓄电装置、牵引电机和牵引逆变器组成主动力传动系统，发电机组、牵引电机、整流装置以及牵引逆变器组成辅动力传动系统。主、辅动力传动系统构成一种混合动力传动系统。蓄电装置管理系统对蓄电装置充放电进行控制，动力系统控制器对整个混合动力传动系统（包括但不限于蓄电装置管理系统、发电机组、牵引逆变器）进行控制。
图2中，主动力传动系统由蓄电装置、牵引电机和牵引逆变器组成。在主动力传动系统工作模式下，蓄电装置发出直流电经牵引逆变器逆变成三相交流电驱动牵引电机。主动力传动装置的启动、牵引、制动通过动力系统控制器控制，主动力传动系统具有无废气排放以及噪音低等显著优点。
图3中，辅动力传动系统由发电机组、牵引电机、整流装置以及牵引逆变器组成。在辅助动力传动系统单独供电的模式下，发电机组发出的三相交流电，经整流装置整流成直流电后经牵引逆变器逆变成三相交流电驱动牵引电机。辅动力传动装置的启动、牵引、制动也通过动力系统控制器控制。如若发电机组最大输出功率与负载功率相比有富余，可通过动力系统控制器发出指令同时为蓄电池充电。作为主动力传动系统的补充，辅动力传动系统可根据实际情况与主动力传动系统联合使用或单独使用。
图4中，主、辅助动力传动系统同时供电组成混合动力一起向牵引逆变器供电驱动牵引电动机。混合动力传动方式，采用较大容量的蓄电装置作为主动力，用发电机组作为辅动力，主要特点在于采用无空气污染、噪音污染低的主动力传动方式适应常见工况，辅动力传动方式满足极端工况的需要。这种电油混合动力系统在保证了机动灵活性的前提下满足了节能环保的要求。
图5中，在电制动工作模式，三相异步电机运行在第二、四象限，发出交流电经牵引逆变器变为直流电对蓄电池进行充电实现能量的再生制动。
Claims (4)
1.一种混合动力传动系统，其特征在于：包括接收车辆操纵装置的指令，与发电机组、蓄电装置管理系统或牵引逆变器连接以实现电机的启动、加速、制动工作模式的动力系统控制器；
包括接收动力系统控制器的指令，对蓄电装置充放电进行控制的蓄电装置管理系统；
包括接收蓄电装置管理系统的指令，发出直流电经牵引逆变器逆变成三相交流电驱动牵引电机的蓄电装置；
包括接收动力系统控制器的指令，发出三相交流电的发电机组；
包括将发电机组发出的三相交流电整流成直流电，提供给牵引逆变器或蓄电装置的整流装置；
包括接收来自蓄电装置、发电机组及其整流装置的直流电逆变成三相交流电驱动牵引电机的牵引逆变器。
2.根据权利要求1所述的一种混合动力传动系统，其特征在于：牵引电机与蓄电装置相连接。
3.根据权利要求1所述的一种混合动力传动系统，其特征在于：蓄电装置为燃料电池、铅酸蓄电池、镉镍蓄电池、铁镍蓄电池、金属氧化物蓄电池、锌银蓄电池、锌镍蓄电池、氢镍蓄电池、锂离子蓄电池和超级电容器中的任何一种。
4.根据权利要求1所述的一种混合动力传动系统，其特征在于：内燃发电机组为柴油发电机组、汽油发电机组和天然气发电机组中的任何一种。
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