CN105633992A - 用于车辆的电的驱动的变换系统 - Google Patents

用于车辆的电的驱动的变换系统 Download PDF

Info

Publication number
CN105633992A
CN105633992A CN201510805007.5A CN201510805007A CN105633992A CN 105633992 A CN105633992 A CN 105633992A CN 201510805007 A CN201510805007 A CN 201510805007A CN 105633992 A CN105633992 A CN 105633992A
Authority
CN
China
Prior art keywords
changer
electricity
energy
transformation system
another
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510805007.5A
Other languages
English (en)
Inventor
B.古格吉斯伯格
B.龙纳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Technology AG
Original Assignee
ABB T&D Technology AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB T&D Technology AG filed Critical ABB T&D Technology AG
Publication of CN105633992A publication Critical patent/CN105633992A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/53—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells in combination with an external power supply, e.g. from overhead contact lines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/40—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
    • B60L9/16—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors
    • B60L9/24—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors fed from ac supply lines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60M—POWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
    • B60M3/00—Feeding power to supply lines in contact with collector on vehicles; Arrangements for consuming regenerative power
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/49—Combination of the output voltage waveforms of a plurality of converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/30—AC to DC converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的电的驱动的变换系统，包括电网侧的变换器、直流电压中间回路及发动机侧的变换器。发动机侧的变换器允许双向的能量通流。电网侧的变换器在输入侧上为单相的并且可与供给电网连接，在输出侧上与直流电压中间回路连接并且在运行期间从供给电网中取得能量。电网侧的变换器为单向的变换器并且允许从供给电网到直流电压中间回路中的能量通流。直流电压中间回路将电网侧的变换器与发动机侧的变换器连接并且具有第一电的能量存储器。通过电的连结线路将另一电的能量存储器与直流电压中间回路连接。从直流电压中间回路到该另一电的能量存储器中的能量通流以及从该另一电的能量存储器中到直流电压中间回路中的能量通流是可调节的。

Description

用于车辆的电的驱动的变换系统
技术领域
本发明涉及用于车辆的电的驱动的变换系统(Umrichtersystem)的领域，尤其涉及根据权利要求1的前序部分的变换系统。另外本发明涉及带有根据权利要求1的前序部分的变换系统的电的车辆。
背景技术
这样的变换系统为本领域技术人员最好地所已知并且尤其具有电网侧的变换器(Umrichter)、直流电压中间回路和发动机侧的变换器，其中电网侧的变换器与供给电网连接并且发动机侧的变换器与用于驱动车辆的电的机器连接。为了实现能量高效地驱动车辆，这种能量系统典型地允许双向的能量通流，由此在车辆的电的制动时产生的能量能够输送返回到供给电网中，该过程为技术人员作为制动能量的回收所已知。由于到供给电网中的回收可行性使得制动能量不必在制动电阻或类似的器件中无意义地转换成热量。这种回收可行性对变换系统提出了专门的要求。这些要求特别尤其在拓扑结构(topologisch，有时称为布局技术)上高要求的变换系统(如例如多电平变换系统)的情况下导致了变换系统的高消耗的且因此昂贵的实施方式。
发明内容
因此本发明的任务在于给出一种变换系统，该变换系统实现了制动能量的回收并且是一种相对于现有的解决方案的备选方案。
根据本发明该任务由根据权利要求1的变换系统以及由根据权利要求13的电的车辆解决。
根据本发明用于车辆的电的驱动的变换系统具有：电网侧的变换器；直流电压中间回路，其带有在第一电的势位上的第一势位导体和在不同于第一电的势位的第二电的势位上的第二势位导体；以及发动机侧的变换器，其中发动机侧的变换器允许双向的能量通流，其中电网侧的变换器在输入侧上为单相的并且可至少与供给电网连接，在输出侧上与直流电压中间回路连接并且在运行期间从供给电网中取得能量，其中直流电压中间回路将电网侧的变换器与发动机侧的变换器连接，其中直流电压中间回路在第一势位导体和第二势位导体之间具有第一电的能量存储器，其中通过电的连结线路将另一电的能量存储器与直流电压中间回路连接，并且其中到该另一电的能量存储器中的能量通流是可调节的，其中电网侧的变换器为单向的变换器并且允许从供给电网到直流电压中间回路中的能量通流并且从该另一电的能量存储器中到直流电压中间回路中的能量通流是可调节的。
根据本发明的变换系统因此具有另一能量存储器，例如能够将在电的制动时回收的能量存储在该另一能量存储器中并且在下次加速过程时能够从该另一能量存储器中取得能量。变换系统的这种优选的实施方式实现了例如在驶越分隔路段(Trennstrecke)时或在短暂地中断受电弓到触线(Fahrleitung，有时也称为架空导线)的连接期间通过从该另一能量存储器中取得能量来驱动车辆，并且由此允许更平稳地发生这样的到供给电网的中断。同样该优选的实施方式实现了更简单地构造电网侧的变换器，而不必在此放弃使用回收的能量。
根据变换系统的一种优选的实施方式，该另一电的能量存储器的电的连结线路具有另一双向的变换器，该变换器一方面联接到直流电压中间回路处并且另一方面联接到该另一能量存储器处。
变换系统的这种优选的实施方式实现了特别简单地调节到该另一电的能量存储器中和从该另一电的能量存储器出来的能量通流。
根据变换系统的另一优选的实施方式，该另一双向的变换器的额定功率相应于发动机侧的变换器的额定功率的至少50%，优选地相应于额定功率的至少80%并且特别优选地相应于额定功率的至少90%。
变换系统的这种优选的实施方式实现了，回收的能量能够多数地传送到该另一能量存储器。另外这种优选的实施方式还实现了快速地提供存储在该另一能量存储器中的能量。
根据变换系统的另一优选的实施方式，该另一能量存储器的最大的能量含量如此确定大小，即使得该另一能量存储器能够至少在1秒期间，优选地在至少5秒期间并且特别优选地在至少10秒期间接收发动机侧的变换器的额定功率。
变换系统的这种优选的实施方式实现了即使在更长的制动路段的情况下也多数地存储回收的制动能量，由此特别高效地驱动车辆是可行的。
根据变换系统的另一优选的实施方式，该另一能量存储器能够存储至少5倍的第一能量存储器的能量。
变换系统的这种优选的实施方式实现了即使在更长的制动路段的情况下也多数地存储回收的制动能量，由此特别高效地驱动车辆是可行的。
根据变换系统的另一优选的实施方式，电网侧的变换器在电网侧上可至少联接到交流电压电网处并且优选地还可联接到直流电压电网处。
变换系统的这种优选的实施方式实现了将变换系统使用在不同的供给电网中，如例如当配备有该变换系统的车辆从AC供给电网中行驶到DC供给电网中以及在相反的方向上行驶时。
根据变换系统的另一优选的实施方式，电网侧的变换器具有至少一个AC到DC变换器、DC中间回路、DC到AC变换器、电的(galvanisch)分隔件和无源的(passive)AC到DC变换器，它们彼此布置在串级连接电路中。
变换系统的这种上文提及的拓扑结构与该另一能量存储器组合实现了极其成本适宜地构造单向的电网侧的变换器，其中回收的能量能够暂时存储在该另一能量存储器中。此外构造成无源的AC到DC变换器实现了简单地调节电网侧的变换器。
根据变换系统的另一优选的实施方式，电网侧的变换器为模块化的变换器，该变换器具有至少两个变换器单元，其中每个变换器单元具有至少一个AC到DC变换器、DC中间回路、DC到AC变换器、电的分隔件以及无源的AC到DC变换器，在输入侧上彼此串联地进行联接并且在输出侧上彼此并联地进行联接。
变换系统的这种优选的实施方式通过充足数量的单元在供给电网侧上的串联连接实现了变换器连接到高压供给电网处，而不必在此依赖传统的铁道变压器。另外这种实施方式实现了简单地将冗余构造在电网侧的变换器中。这种实施方式的另一优点在于，每个模块能够独立地进行切换。这实现了特别有利地调节电网电流。
此外变换系统的这种拓扑结构与该另一能量存储器组合实现了极其成本适宜地构造单向的电网侧的变换器，其中回收的能量能够暂时存储在该另一能量存储器中。此外构造成无源的AC到DC变换器实现了简单地调节电网侧的变换器。
根据变换系统的另一优选的实施方式，DC到AC变换器以串联谐振的方式进行工作。
根据变换系统的另一优选的实施方式，电网侧的变换器为无源的二极管整流器。
变换系统的这种优选的实施方式实现了极其成本适宜地且简单地构造电网侧的变换器。
本发明的另外的优选的实施方式在另外的从属专利权利要求中给出并且从优选的实施方式或实施例的描述中得知。
附图说明
本发明的优选的实施方式以示例性的方式参考附图进行描述。本发明的这些优选的实施方式是本发明的不起限制作用的示例。
在附图中以纯示意性的方式：
图1示出了根据本发明的轨道车辆以及根据本发明的变换系统的第一实施例；
图2示出了根据本发明的轨道车辆以及根据本发明的变换系统的第二实施例；以及
图3示出了用于这些实施例中任一个的电网侧的变换器的一种实施例。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的电的轨道车辆10的以及根据本发明的变换系统20的一种实施例。轨道车辆为轨迹引导的车辆，如带有传统的金属的车轮的以及填充有空气或类似物的轮胎的火车、机车以及地铁。另外的车辆类型是为本领域技术人员所已知的。根据本发明的变换系统还能够为非轨迹引导的电的车辆使用，如例如无轨电车。
规定成用于轨道车辆10的电的驱动的变换系统20具有电网侧的变换器22和带有第一势位导体26和第二势位导体28的直流电压中间回路24。此外变换系统20具有发动机侧的变换器30，其中发动机侧的变换器30允许双向的能量通流并且与一个电的机器31或多个电的机器31连接。这个电的机器31或这些电的机器31规定成，驱动轨道车辆10的行驶车轮。
另外有利的是，发动机侧的变换器30的额定功率与联接到发动机侧的变换器30处的一个电的机器31的额定功率或与联接到发动机侧的变换器30处的多个电的机器31的额定功率相协调。
代替直流电压中间回路24的所描述的实施方式，直流电压中间回路还能够具有多于两个的势位，其中直流电压中间回路的构造与电网侧的变换器以及发动机侧的变换器的拓扑结构相匹配。对于本领域技术人员而言已知这种多电平变换器拓扑结构。
“双向的能量通流”这一概念表示，可发生从直流电压中间回路24中经过发动机侧的变换器30到电的机器31中的能量通流，以及还可发生在相反的方向上的能量通流，即从电的机器31经过发动机侧的变换器30到直流电压中间回路24中的能量通流。
这种双向的能量通流例如由在一种优选的实施方式中三相的发动机侧的变换器30实现，该变换器具有三个相同的相位模块并且为本领域技术人员作为有源的(aktiv)逆变器(Wechselrichter)所已知。一个相位模块具有至少两个串联连通的双向的带有受控制的单向的电流引导方向的半导体开关。这些双向的半导体开关在一种优选的实施方式中具有IGBT和相对于IGBT反并联的二极管，其中该反并联的二极管在一种优选的实施方式中集成在IGBT中。每个相位模块在输入侧上与直流电压中间回路24连接并且在输出侧上与通向电的机器31的相位导体连接。通向电的机器31的每个相位导体因此能够可切换地至少与第一势位导体26或第二势位导体28连接。发动机侧的变换器30能够与上文所描述的优选的实施方式相类似地还构造成两相的或多于三相的。
电网侧的变换器22构造成在输入侧上单相的并且可与供给电网32连接。在输出侧上使变换器22与直流电压中间回路24连接。
变换系统20在运行期间或在行驶期间多数地从供给电网32中取得能量，该变换系统在一种优选的实施方式中经过受电弓34和架空线35以及也经过轨道39与该供给电网32连接。这种连接能够例如由于受电弓34从架空线35上跳开或由于驶越分隔路段短暂地被中断，另外的中断原因为本领域技术人员所已知。但是除了这些中断之外在其它情况下在轨道车辆10驱动期间在供给电网32和变换系统10之间设置持续的电的连接。
备选于经过受电弓34和架空线35进行的电的连接，该连接还能够经过另一轨道39建立，如这尤其在地铁中通常的那样。
直流电压中间回路24将电网侧的变换器22与发动机侧的变换器30连接并且在第一势位导体26和第二势位导体28之间具有第一电的能量存储器34。经过电的连结线路36将另一电的能量存储器38与势位导体26,28连接，即与第一势位导体26和第二势位导体28连接。到该另一电的能量存储器38中的能量通流是双向的并且不仅可在大小上而且可在方向上进行调节。换句话说，从直流电压中间回路到该另一电的能量存储器中的能量通流以及从该另一电的能量存储器中到直流电压中间回路中的能量通流是可调节的。
典型地第一能量存储器34由一个电容器或由多个电容器构造而成。
电的连结线路36在图2中示出的实施方式中具有另一双向的变换器40，该变换器一方面联接到直流电压中间回路24处并且另一方面联接到该另一电的能量存储器38处。该另一双向的变换器40因此如此进行构造，即使得在直流电压中间回路24和该另一电的能量存储器38之间的能量通流的方向以及大小可进行调节。在一种优选的实施方式中该另一双向的变换器40的额定功率相应于发动机侧的变换器30的额定功率的至少50%。在另一优选的实施方式中该另一双向的变换器40的额定功率相应于发动机侧的变换器30的额定功率的至少80%并且在另一特别优选的实施方式中相应于发动机侧的变换器30的额定功率的至少90%。
该另一电的能量存储器38典型地为至少一个电池和/或超级电容器或还为其它的已知的电的能量存储器。该另一电的能量存储器38的最大的能量含量如此确定大小，即使得该另一电的能量存储器能够至少在1秒期间，优选地在至少5秒期间并且特别优选地在至少10秒期间接收发动机侧的变换器30的额定功率。
在一种优选的实施方式中该另一能量存储器38能够存储至少5倍的第一能量存储器34的能量，优选地至少10倍并且特别优选地至少15倍。
电网侧的变换器22为单向的变换器，因为该变换器包含至少一个构造成无源的部分元件并且因此由结构引起地仅仅实现了到一个方向上的能量通流。
“单向的能量通流”这一概念表示从供给电网32中经过电网侧的变换器22到直流电压中间回路24中的能量通流并且由结构引起地排除了在相反的方向上的可能的能量通流，即从直流电压中间回路24经过电网侧的变换器22到供给电网32的可能的能量通流。
图3示出了变换系统20的单向的电网侧的变换器22的一种实施例。
电网侧的变换器22为模块化的变换器，具有多个单元，单元1至单元N，其中N能够为任意的自然数。变换器单元在输入侧上彼此串联地并且在输出侧上彼此并联地进行联接。
变换器单元的数目N视单个的单元的耐压强度和供给电网32的最大化的电压以及如有可能视冗余准则而定。
在一种优选的实施方式中单元中的每个具有AC到DC变换器50、DC中间回路52、DC到AC变换器54、电的分隔件56和无源的AC到DC变换器58，它们彼此布置在串级连接电路中。
类似的拓扑结构对于本领域技术人员而言例如从ABB技术1|12，第11至17页，ISSN1013-3119中已知。
从供给电网35的视角来看的第一AC到DC变换器50在一种优选的实施方式中构造成有源的，由此电网电流是可调节的。
在另一优选的实施方式中电网侧的变换器22的DC到AC变换器以串联谐振的方式进行工作。
以串联谐振的方式工作的DC到AC变换器典型地以使用LLC谐振回路为基础，该LLC谐振回路由电的分隔件和附加地安置的电容器的漏电感和磁化电感形成。这种串联谐振的DC到AC变换器及其可行的实施方式为本领域技术人员所已知，例如同样参见ABB技术1|12、第11至17页，ISSN1013-3119。
变换系统20的电网侧的变换器22在一种优选的实施方式中，如例如在图3中示出的实施方式中那样，可至少联接到交流电压电网处并且在一种特别优选的实施方式中可联接到交流电压电网处并可联接到直流电压电网处。在交流电压电网的情况下电网侧的变换器22承担整流器的功能。如果供给电网为直流电压电网，则电网侧的变换器作为直流变压器作用，即作为带有若有可能不同的直流电压值的直流电压中间回路和直流电压电网的耦合器作用。
在图3中示出的电网侧的变换器22允许在交流电压供给电网以及直流电压供给电网的不同的供给电网电压值的情况下使用变换系统。
在另一实施方式中电网侧的变换器22为无源的二极管整流器，尤其多脉冲整流器、桥式整流器或单路整流器。另外的可使用的整流器类型为本领域技术人员所已知。

Claims (15)

1.一种用于车辆(10)的电的驱动的变换系统(20)，包括：电网侧的变换器(22)；直流电压中间回路(24)，其带有在第一电的势位上的第一势位导体(26)和在不同于所述第一电的势位的第二电的势位上的第二势位导体(28)；以及发动机侧的变换器(30)，其中所述发动机侧的变换器(30)允许双向的能量通流，其中所述电网侧的变换器(22)在输入侧上为单相的并且可与供给电网(32)连接，在输出侧上与所述直流电压中间回路(24)连接并且在运行期间从所述供给电网(32)中取得能量，其中所述直流电压中间回路(24)将所述电网侧的变换器(22)与所述发动机侧的变换器(30)连接，其中所述直流电压中间回路(24)在所述第一势位导体(26)和所述第二势位导体(28)之间具有第一电的能量存储器(34)，其中通过电的连结线路(36)将另一电的能量存储器(38)与所述直流电压中间回路(24)连接，并且其中从所述直流电压中间回路(24)到所述另一电的能量存储器(38)中的能量通流是可调节的，其特征在于，所述电网侧的变换器(22)为单向的变换器并且允许从所述供给电网(32)到所述直流电压中间回路(24)中的能量通流并且从所述另一电的能量存储器(38)中到所述直流电压中间回路(24)中的能量通流是可调节的。
2.根据权利要求1所述的变换系统(20)，其特征在于，所述电的连结线路(36)具有另一双向的变换器(40)，该另一双向的变换器一方面联接到所述直流电压中间回路(24)处并且另一方面联接到所述另一能量存储器(38)处。
3.根据权利要求1或2所述的变换系统(20)，其特征在于，所述另一双向的变换器(40)的额定功率相应于所述发动机侧的变换器(30)的额定功率的至少50%，优选地相应于额定功率的至少80%并且特别优选地相应于额定功率的至少90%。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的变换系统(20)，其特征在于，所述另一能量存储器(38)的最大的能量含量如此确定大小，即使得所述另一能量储存器能够至少在1秒期间，优选地至少在5秒期间并且特别优选地在至少10秒期间接收所述发动机侧的变换器(30)的额定功率。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的变换系统(20)，其特征在于，所述另一能量存储器(38)能够存储至少五倍的所述第一能量存储器(34)的能量，优选地能够存储至少10倍并且特别优选地至少15倍。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的变换系统，其特征在于，所述第一能量存储器(34)具有一个电容器或多个电容器。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的变换系统，其特征在于，所述电网侧的变换器(22)在电网侧上可至少联接到交流电压电网处并且优选地还可联接到直流电压电网处。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的变换系统，其特征在于，所述电网侧的变换器(22)具有至少一个AC到DC变换器(50)、DC中间回路(52)、DC到AC变换器(54)、电的分隔件(56)以及无源的AC到DC变换器(58)，它们彼此布置在串级连接电路中。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的变换系统，其特征在于，所述电网侧的变换器(22)为模块化的变换器，该变换器具有至少两个变换器单元，其中每个变换器单元具有至少一个AC到DC变换器(50)、DC中间回路(52)、DC到AC变换器(54)、电的分隔件(56)以及无源的AC到DC变换器(58)，在输入侧上彼此串联地进行联接并且在输出侧上彼此并联地进行联接。
10.根据权利要求8或9所述的变换系统，其特征在于，从所述供给电网的视角来看的第一AC到DC变换器(50)构造成有源的。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的变换系统，其特征在于，所述DC到AC变换器(54)以串联谐振的方式进行工作。
12.根据权利要求1至7中任一项所述的变换系统，其特征在于，所述电网侧的变换器(22)为无源的二极管整流器。
13.一种电的车辆(10)，该车辆在行驶时多数地从供给电网(32)中取得能量，其特征在于根据权利要求1至12中任一项所述的变换系统(20)，其中所述发动机侧的变换器(22)与用于驱动所述轨道车辆(10)的至少一个电的机器(31)连接。
14.根据权利要求13所述的电的车辆(10)，其特征在于，所述至少一个电的机器(31)的额定功率与所述发动机侧的变换器(30)的额定功率相协调。
15.根据权利要求13或14所述的电的车辆(10)，其特征在于，所述电的车辆(10)是轨迹引导的。
CN201510805007.5A 2014-11-20 2015-11-20 用于车辆的电的驱动的变换系统 Pending CN105633992A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14194190 2014-11-20
EP14194190.6 2014-11-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105633992A true CN105633992A (zh) 2016-06-01

Family

ID=52002690

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510805007.5A Pending CN105633992A (zh) 2014-11-20 2015-11-20 用于车辆的电的驱动的变换系统

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10513187B2 (zh)
EP (1) EP3023291A1 (zh)
CN (1) CN105633992A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109638805A (zh) * 2017-10-05 2019-04-16 奥迪股份公司 用于为终端设备提供电能的能量提供装置和其运行方法
CN112615554A (zh) * 2020-11-16 2021-04-06 湖南中车智行科技有限公司 一种充电系统以及一种电车

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105720840B (zh) * 2015-06-24 2019-06-18 中兴通讯股份有限公司 功率变换装置及其设置方法
JP6818442B2 (ja) * 2016-06-17 2021-01-20 東海旅客鉄道株式会社 電力変換システム
EP3290254A1 (de) * 2016-08-31 2018-03-07 Siemens Aktiengesellschaft Bidirektionaler bordnetzumrichter und verfahren zu dessen betrieb
DE102018203015B3 (de) 2018-02-28 2019-05-09 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Regelung eines Batteriestroms einer Traktionsbatterie
US11695318B2 (en) * 2018-09-03 2023-07-04 Hitachi Energy Switzerland Ag Current feedback control for a power converter with multiple feedback loops
DE102019214870A1 (de) * 2019-06-17 2020-12-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Schaltungsanordnung für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Stabilisieren einer Gleichspannung eines Hochvolt-Gleichspannungszwischenkreises in einem Kraftfahrzeug

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101376344A (zh) * 2008-09-28 2009-03-04 东南大学 地铁供电系统的多目标综合控制节能方法
WO2014041192A1 (en) * 2012-09-17 2014-03-20 Abb Technology Ag Energy management system for railbound vehicles
EP2728735A2 (de) * 2012-11-05 2014-05-07 Bombardier Transportation GmbH Modulares Traktionsumrichtersystem mit Energiespeicher zum Bereitstellen einer Zwischenkreisspannung und Verfahren zu dessen Betrieb

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000197369A (ja) * 1998-12-28 2000-07-14 Toshiba Corp 車両用電源装置
EP1288060A1 (fr) * 2001-08-31 2003-03-05 Alstom Belgium S.A. Alimentation électrique à tensions multiples pour véhicule ferroviaire
JP3943928B2 (ja) * 2001-12-25 2007-07-11 株式会社東芝 電力変換装置
US7521138B2 (en) * 2004-05-07 2009-04-21 Ballard Power Systems Inc. Apparatus and method for hybrid power module systems
WO2006112002A1 (ja) * 2005-04-12 2006-10-26 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha 電気車制御装置
JP5274504B2 (ja) 2010-04-09 2013-08-28 三菱電機株式会社 自動車の電源システム
JP5398634B2 (ja) * 2010-05-12 2014-01-29 株式会社東芝 交流電気車
US9054385B2 (en) 2010-07-26 2015-06-09 Energyor Technologies, Inc Passive power management and battery charging for a hybrid fuel cell / battery system
WO2012014324A1 (ja) * 2010-07-30 2012-02-02 三菱電機株式会社 電気車の推進制御装置、および鉄道車両システム
DE102010039640A1 (de) 2010-08-23 2012-02-23 Siemens Aktiengesellschaft Traktionsstromrichter
DE102010044322A1 (de) 2010-09-03 2012-03-08 Bombardier Transportation Gmbh Elektrische Energieversorgungsanordnung für Antriebseinrichtungen von Schienenfahrzeugen
FR2974253B1 (fr) * 2011-04-14 2013-04-26 Renault Sas Dispositif de charge d'une batterie d'un vehicule automobile a partir d'un reseau d'alimentation monophase, et procede de commande du dispositif
RU2491702C2 (ru) 2011-08-22 2013-08-27 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Преобразователь частоты
US9796287B2 (en) * 2011-12-31 2017-10-24 Shenzhen Byd Auto R&D Company Limited Electric vehicle and discharging apparatus thereof
EP2810813B1 (en) * 2012-01-30 2017-07-12 Mitsubishi Electric Corporation Propulsion control device of electric vehicle and control method thereof
RU2014153927A (ru) * 2012-06-07 2016-07-27 Мицубиси Электрик Корпорейшн Устройство управления электрического транспортного средства
EP2965940B1 (en) * 2013-03-06 2020-04-22 Mitsubishi Electric Corporation Main conversion device for electric vehicle
CN106458045B (zh) * 2014-06-17 2019-04-16 三菱电机株式会社 电车的控制装置
JP6335040B2 (ja) * 2014-06-20 2018-05-30 株式会社東芝 車両用制御装置
EP2995495B1 (en) * 2014-09-15 2019-06-19 ABB Schweiz AG Method for controlling of a modular converter

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101376344A (zh) * 2008-09-28 2009-03-04 东南大学 地铁供电系统的多目标综合控制节能方法
WO2014041192A1 (en) * 2012-09-17 2014-03-20 Abb Technology Ag Energy management system for railbound vehicles
EP2728735A2 (de) * 2012-11-05 2014-05-07 Bombardier Transportation GmbH Modulares Traktionsumrichtersystem mit Energiespeicher zum Bereitstellen einer Zwischenkreisspannung und Verfahren zu dessen Betrieb

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109638805A (zh) * 2017-10-05 2019-04-16 奥迪股份公司 用于为终端设备提供电能的能量提供装置和其运行方法
CN112615554A (zh) * 2020-11-16 2021-04-06 湖南中车智行科技有限公司 一种充电系统以及一种电车

Also Published As

Publication number Publication date
EP3023291A1 (de) 2016-05-25
US20160144723A1 (en) 2016-05-26
US10513187B2 (en) 2019-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105633992A (zh) 用于车辆的电的驱动的变换系统
US11479139B2 (en) Methods and systems for an integrated charging system for an electric vehicle
US10771001B2 (en) Controller for an inductive load having one or more inductive windings
DK2020726T3 (en) A method for supplying beredskabshjælpeladninger, hjælpeomformere rail vessel for this method
KR101536492B1 (ko) 구동 시스템, 철도 차량용 구동 시스템 및 이것을 탑재한 철도 차량, 편성 열차
CN109245284A (zh) 一种双源制供电系统及双源制电力工程车
CN113183766B (zh) 一种多源多流制电力机车牵引传动系统拓扑
WO2010073602A1 (ja) Ａｃ－ｄｃコンバータ
CN101238635A (zh) 用于牵引应用的多级ac/dc转换器
CN103350647A (zh) 一种接触网和储能装置混合供电的动车组牵引系统
CN109450285B (zh) 轨道交通车辆主辅一体化模式能量双向流动辅助供电系统
EP2695763A2 (en) Traction power converter for multisystem rail vehicle
CN109733420B (zh) 一种列车蓄电池牵引系统、方法及列车
CN103427680A (zh) 变压器抽头变换电路及其制作方法
CN111193415A (zh) 一种高速列车容错型牵引变流器主电路
CN105216637A (zh) 动车组供电系统、外接供电方法及动车组
CN107070231B (zh) 具有多输入的混联变换器和使用其的充换电设施
CN104097527B (zh) 一种新型双源无轨电车及其动力系统
CN109327073A (zh) 一种双动力供电系统
CN105216630A (zh) 一种带列车供电功能的内燃机车交流辅动系统
CN106100000A (zh) 变流装置、城轨牵引供电系统及其控制方法
CN104943567B (zh) 一种电气化铁路双流制牵引供电系统及供电方法
CN104812614A (zh) 用于提供车辆中的dc电压的电路布置和操作电路布置的方法
CN205311365U (zh) 一种列车过分相能量再利用装置
CN105529779A (zh) 一种超级电容储能缓冲型快速充电装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20180523

Address after: Baden, Switzerland

Applicant after: ABB TECHNOLOGY LTD.

Address before: Zurich

Applicant before: ABB T & D Technology Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160601

RJ01 Rejection of invention patent application after publication