CN105216647A - 一种混合动力机车地面充电系统 - Google Patents

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刘顺国
孟玉发
王平华
畅睿林
韩笑
赵孝俊
任聪
何国福
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Abstract

本发明提供了一种混合动力机车地面充电系统，包括车下充电部分、车上充电部分；其中，车下充电部分的构造为：包括顺次连接的高压电源、高压开关电路、降压变压器、低压开关电路、连接电缆；高压电源、高压开关电路、降压变压器、输出开关、蓄电池充电交流电源顺次连接。车上充电部分的结构为：整流电路、斩波电路、动力蓄电池、蓄电池管理系统、DCU控制器顺次连接，DCU控制器输出端再连接到斩波电路。本发明利用机车上牵引变流器自带的整流器、斩波电路、DCU控制器，以及机车上的牵引变流器冷却系统就可以满足蓄电池充电要求。由于充电电流大，一台机车充电时间仅需要1小时，且一套车下设备可以满足多台混合动力机车充电需要。

Description

一种混合动力机车地面充电系统
技术领域
本发明属于轨道交通技术领域，涉及一种混合动力机车地面充电系统。
背景技术
如图1所示,现有混合动力机车采用380V电源经专用充电机给动力电池充电，通过控制输出环节的电压，来控制蓄电池充、放电电流。车载充电机安装在机车上，体积很大，每台机车必须配置一台，设备利用率低。该系统输入电压仅380V，车载充电机的功率一般在200KW以内，这种车载充电机用于2500kW大功率混合动力机车时，充电时间需要8~10小时，无法满足快速充电要求。为了提供更大的充电功率，需要开发专用充电机，加大供电电缆和充电插头，但过大的电缆和插头不便操作，机车也难以满足大功率充电机对空间的要求。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种混合动力机车地面充电系统，包括车下充电部分、车上充电部分；其中，车下充电部分的构造为：包括高压电源、高压开关电路、降压变压器、低压开关电路、连接电缆；高压电源、高压开关电路、降压变压器、输出开关、蓄电池充电交流电源顺次连接；
车上充电部分的结构为：包括混合动力机车牵引变流器自带的整流电路、充电电流控制电路、斩波电路、动力蓄电池、蓄电池管理系统、DCU控制器；其中，车下充电部分的蓄电池充电交流电源与整流电路、斩波电路、动力蓄电池、蓄电池管理系统、DCU控制器顺次连接，DCU控制器输出端再连接到斩波电路。
进一步的，所述高压电源为10kv电源。
进一步的，输出开关输出端分为两个支路，分别为1300V输出端、650V输出端。
进一步的，还包括混合动力机车牵引变流器的冷却系统。
进一步的，车上充电部分还包括充电电感，所述充电电感位于斩波电路与动力蓄电池之间。
本发明的有益效果为：
本发明利用机车上牵引变流器自带的整流器、斩波电路、DCU控制器，以及机车上的牵引变流器冷却系统就可以满足蓄电池充电要求。由于充电电流大，一台机车充电时间仅需要1小时，且一套车下设备可以满足多台混合动力机车充电需要。由于利用了现有设备，既降低了专用设备采购成本，又节约了设备安装空间。
本发明针对大功率混合动力机车需要大功率充电系统的要求，提出的解决方案，实现对大容量、高电压蓄电池系统快速充电。
附图说明
图1是现有技术供电系统示意图。
图2是本发明车下供电部分示意图。
图3是本发明车上供电部分示意图。
具体实施方式
本发明的设计构思为：采用高压电源，降压为适合动车充电的电压，并在降压变压器输出端处具有输出端，以满足不同的充电要求。车上充电部分利用原动力机车上牵引变流器固有的整流电路、斩波电路、充电电感、管理系统等，实现动力机车的快速、低成本充电。
如图2、3所示，本发明所述充电系统包含车下充电部分和车上充电部分。
车下充电部分的构造为：包括高压电源、高压开关电路、降压变压器、低压开关电路、连接电缆。所述高压电源与高压开关电路、降压变压器、输出开关、蓄电池充电交流电源顺次连接。高压电源优选为10KV电源。因为10KV电源是一般居民小区用电的输电电压，这样就能实现动车充电的随意性。
车上充电部分的结构为：包括混合动力机车原发电机自带的整流电路、充电电流控制电路、斩波电路、动力蓄电池、蓄电池管理系统、DCU控制器。车下充电部分的蓄电池充电交流电源与整流电路、斩波电路、充电电感、动力蓄电池、蓄电池管理系统、DCU控制器顺次连接，DCU控制器输出端再连接到斩波电路。优选的，由于电压的不稳定性，为了更好的实现充电平稳，本发明还利用了充电电感。所述充电电感位于斩波电路与动力蓄电池之间。
本发明充电功率达到2000kVA，电源电流小于150A，采用3×25mm2电缆即可。机车供电电压达到1300V后，供电电流900A左右，每相用2根95mm2电缆可以满足要求。
本发明的有益效果为：
本发明利用机车上牵引变流器自带的整流器、斩波电路、DCU控制器，以及机车上的牵引变流器冷却系统就可以满足蓄电池充电要求。由于充电电流大，一台机车充电时间仅需要1小时，且一套车下设备可以满足多台混合动力机车充电需要。由于利用了现有设备，既降低了专用设备采购成本，又节约了设备安装空间。
本发明针对大功率混合动力机车需要大功率充电系统的要求，提出的解决方案实现对大容量、高电压蓄电池系统快速充电。

Claims (5)

1.一种混合动力机车地面充电系统，其特征在于，包括车下充电部分、车上充电部分；其中，车下充电部分的构造为：包括高压电源、高压开关电路、降压变压器、低压开关电路、连接电缆；高压电源、高压开关电路、降压变压器、输出开关、蓄电池充电交流电源顺次连接；
车上充电部分的结构为：包括混合动力机车牵引变流器自带的整流电路、充电电流控制电路、斩波电路、动力蓄电池、蓄电池管理系统、DCU控制器；其中，车下充电部分的蓄电池充电交流电源与整流电路、斩波电路、动力蓄电池、蓄电池管理系统、DCU控制器顺次连接，DCU控制器输出端再连接到斩波电路。
2.如权利要求1所述的混合动力机车地面充电系统，其特征在于，所述高压电源为10kv电源。
3.如权利要求2所述的混合动力机车地面充电系统，其特征在于，输出开关输出端分为两个支路，分别为1300V输出端、650V输出端。
4.如权利要求1所述的混合动力机车地面充电系统，其特征在于，还包括混合动力机车牵引变流器的冷却系统。
5.如权利要求1至4任一项所述的混合动力机车地面充电系统，其特征在于，车上充电部分还包括充电电感，所述充电电感位于斩波电路与动力蓄电池之间。
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