CN106945564A - 一种蓄电池供电的列车、列车网络控制系统 - Google Patents

一种蓄电池供电的列车、列车网络控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种蓄电池供电的列车、列车网络控制系统。所述列车的主传动系统包括动力蓄电池、牵引变流柜、牵引电机；动力蓄电池与牵引变流柜输入端连接，牵引电机与牵引变流柜输出端连接。所述控制系统的构成为：每个列车车厢中，所述列车自动驾驶系统与列车控制模块连接，蓄电池管理系统与CAN网关模块连接。事件记录仪、显示屏、模拟量输入模块、第一门控制器、第二门控制器、列车控制模块、数字量输入输出模块、CAN网关模块、牵引控制单元、制动控制单元、空调控制单元均连接到通信总线上，该通信总线连接到一个MVB中继器。本发明实现了一种蓄电池供电的列车，且具有专门的网络控制系统。

Description

一种蓄电池供电的列车、列车网络控制系统
技术领域
本发明属于轨道交通技术领域，尤其涉及一种蓄电池供电的列车、列车网络控制系统。
背景技术
目前轨道交通车辆大多采用接触网（轨）供电，异步电机牵引的方式，需要单独布置电网或者电轨，且不利于轨道资源的利用，尤其是悬挂式列车，其靠转向架运行，而转向架设置于封闭轨道梁上，额外设计供电电网或者电轨比较困难，成本极高。
如果能提供一种可利用蓄电池供电的列车交通技术方案，将是十分有意义的。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种蓄电池供电的列车，所述列车包含若干车厢，每个车厢均设置主传动系统、塞拉门系统、液压控制系统、列车控制模块、事件记录仪、显示屏、模拟量输入模块、牵引控制单元、第一门控制器、第二门控制器、辅助控制单元、数字量输入输出模块、CAN网关模块、牵引控制单元、制动控制单元、空调控制单元、蓄电池管理系统、MVB中继器，首、尾车厢设置有列车自动驾驶系统。
主传动系统包括动力蓄电池、牵引变流柜、牵引电机。动力蓄电池与牵引变流柜输入端连接，牵引电机与牵引变流柜输出端连接。
进一步的，所述列车的相邻两个车厢背对背组成一个列车单元，列车单元内的两节车厢的动力蓄电池并联供电。
进一步的，每个车厢还包括辅助逆变器，其输入端与动力蓄电池连接，输出端接口包括AC380供电接口、DC24V供电接口。
进一步的，列车单元内的两节车辆的AC380V接口连接到同一个分线盒，互为冗余备份。
进一步的，所述牵引电机为永磁牵引电机。
进一步的，每个车厢还具有制动电阻柜，所述制动电阻柜连接到动力蓄电池与牵引变流柜的连接端。
一种列车网络控制系统，所述控制系统应用于上述的列车，所述控制系统由若干控制子系统组成，各个控制子系统分别对应控制一个列车单元，所述列车单元为两个背对背重联组成的车厢，控制子系统包含两个车厢中均设置的列车控制模块、事件记录仪、显示屏、模拟量输入模块、牵引控制单元、第一门控制器、第二门控制器、辅助控制单元、数字量输入输出模块、CAN网关模块、牵引控制单元、制动控制单元、空调控制单元、蓄电池管理系统、MVB中继器。首尾车厢中设置列车自动驾驶系统。
每个列车车厢中，所述列车蓄电池管理系统与CAN网关模块连接。事件记录仪、显示屏、模拟量输入模块、第一门控制器、第二门控制器、列车控制模块、数字量输入输出模块、CAN网关模块、牵引控制单元、制动控制单元、空调控制单元均连接到通信总线上，该通信总线连接到一个MVB中继器。首、尾车厢中列车自动驾驶系统与列车控制模块连接。
同一列车单元的两个车厢的MVB中继器连接在一起。
各个车厢列车控制模块分别与邻近的车厢的列车控制模块连接。
上述的蓄电池供电的列车网络控制系统，其特征在于，相邻两个车厢的列车控制模块通过绞线式列车总线连接在一起。
本发明的有益效果为：
本发明所述列车实现了动力蓄电池供电，且一个列车单元内的两节车厢的动力蓄电池并联供电，当一组动力蓄电池故障后，由另一组蓄电池给两节车辆供电。列车单元内的两节车辆的AC380V供电互为冗余备份。本发明所述控制系统中，列车单元内的两节车辆通过MVB中继器将两节车辆的MVB网络重联，实现了集中控制控制主传动系统、AC380V应急供电互锁、牵引制动力分配。
本发明尤其适用于悬挂式单轨列车。悬挂式单轨列车为短途载客或观光列车，因地域、季节等原因造成运量需求大幅度变动，本发明所述列车网络控制系统可根据运量需求，对列车灵活编组，如2编组、4编组、6编组等。蓄电池供电的悬挂式单轨列车采用电液混合制动，电制动优先，本发明所述列车网络控制系统可集中控制列车制动施加，优先回收制动能源，节约能源。列车单元中两节车厢的动力蓄电池并联为牵引系统供电，本发明所述列车网络控制系统可集合并联的两组动力电池系统信息，实现动力蓄电池的备份。本发明所述列车网络控制系统设置有与自动驾驶系统的借口，实现列车自动驾驶，优化运行效率。
附图说明
图1为主传动系统示意图。
图2为控制系统示意图。
具体实施方式
下面结合图1、图2对对本发明所述蓄电池供电的列车进行详细说明。
所述列车包含若干列车车厢，每个车厢均设置由动力蓄电池供电的主传动系统、塞拉门系统、液压控制系统、列车自动驾驶系统、列车控制模块、事件记录仪、显示屏、模拟量输入模块、牵引控制单元、门控制器、辅助控制单元、数字量输入输出模块、CAN网关模块、牵引控制单元、制动控制单元、空调控制单元、蓄电池管理系统、MVB中继器。
主传动系统包括动力蓄电池、牵引变流柜、牵引电机。动力蓄电池与牵引变流柜输入端连接，牵引电机与牵引变流柜输出端连接。如图1所示。所述牵引电机优选为永磁牵引电机，以下均以永磁牵引电机为例进行说。
牵引变流柜优选设置于列车车厢顶部，其输出端连接所属列车车厢的四个永磁牵引电机，用于在列车正常运行时驱动永磁牵引电机，并在制动时将永磁牵引电机所发电能传输给动力蓄电池。优选的，牵引变流柜输出端与各个永磁牵引电机之间设置有隔离开关，所述隔离开关在列车正常运行工况及制动工况时闭合，在列车空载的时候断开。
动力蓄电池输出端通过接触器开关与牵引变流柜连接。优选的，所述主传动系统还设置有制动电阻柜，所述制动电阻柜连接到动力蓄电池对应的接触器开关与牵引变流柜的连接端。当动力蓄电池无法容纳更多能量时，由制动电阻柜消耗电制动产生的能量，制动电阻柜内核心的部件是电阻带，电制动产生的电能在电阻带上转换为热能消耗掉，达到电制动的目的。
优选的，每个车厢内还设置有辅助逆变器，其与动力蓄电池连接，用于将动力蓄电池的电转换为AC380供电、DC24V供电。所述AC380供电可用于冷却风扇用电、列车上的生活用电，所述DC24V供电用于对各个控制功能单元进行供电。
优选的，所述动力蓄电池为锂离子动力蓄电池。
优选的，所述列车的相邻两个车厢背对背组成一个列车单元，列车单元内的两节车厢的动力蓄电池并联供电。每个车厢还包括，列车单元内的两节车辆的AC380V供电通过万转开关实现互为冗余备份，以实践下述控制系统对列车电能的控制。
下面对本发明所述控制系统进行说明。
在对本发明所述控制系统进行详细说明前，对图2中的各个名词缩写进行解释。
ATO:列车自动驾驶系统、GWM:列车控制模块、EDRM：事件记录仪、HMI：显示屏、AXM1：模拟量输入模块、EDCU1：第一门控制器、EDCU2：第二门控制器、ACU：辅助控制单元、DXM1-5：数字量输入输出模块、RCM：CAN网关模块、DCU：牵引控制单元、BCU：制动控制单元、AIRCON：空调控制单元、BMS：蓄电池管理系统、REP:MVB中继器、WTB：绞线式列车总线、MVB：多功能车辆总线。
以上各个功能单元均采用的是现有成熟技术，并无方法或者结构的改进处。
所述控制系统由若干控制子系统组成，各个控制子系统分别对应控制一个列车单元，所述列车单元为两个背对背重联组成的列车车厢。如图2所示，控制子系统包含两个列车车厢中均设置列车控制模块、事件记录仪、显示屏、模拟量输入模块、牵引控制单元、门控制器、辅助控制单元、数字量输入输出模块、CAN网关模块、牵引控制单元、制动控制单元、空调控制单元、蓄电池管理系统、MVB中继器。首、尾车厢设置有列车自动驾驶系统、
首尾车厢中，所述列车自动驾驶系统与列车控制模块连接，每个列车车厢中，所述蓄电池管理系统与CAN网关模块连接。事件记录仪、显示屏、模拟量输入模块、门控制器、列车控制模块、数字量输入输出模块、CAN网关模块、牵引控制单元、制动控制单元、空调控制单元均连接到通信总线上，该通信总线连接到MVB中继器；同一列车单元的两个MVB中继器连接在一起。各个列车车厢列车车厢的GWM分别与邻近的列车车厢内的列车控制模块连接，这样就实现了将各个控制子系统串联起来，实现整个列车的总控制。

Claims (8)

1.一种蓄电池供电的列车，其特征在于，所述列车包含若干车厢，每个车厢均设置主传动系统、塞拉门系统、液压控制系统、列车控制模块、事件记录仪、显示屏、模拟量输入模块、牵引控制单元、门控制器、辅助控制单元、数字量输入输出模块、CAN网关模块、牵引控制单元、制动控制单元、空调控制单元、蓄电池管理系统、MVB中继器，首、尾车厢设置有列车自动驾驶系统；
主传动系统包括动力蓄电池、牵引变流柜、牵引电机；动力蓄电池与牵引变流柜输入端连接，牵引电机与牵引变流柜输出端连接。
2.如权利要求1所述的蓄电池供电的列车，其特征在于，所述列车的相邻两个车厢背对背组成一个列车单元，列车单元内的两节车厢的动力蓄电池并联供电。
3.如权利要求2所述的蓄电池供电的列车，其特征在于，每个车厢还包括辅助逆变器，其输入端与动力蓄电池连接，输出端接口包括AC380供电接口、DC24V供电接口。
4.如权利要求3所述的蓄电池供电的列车，其特征在于，列车单元内的两节车辆的AC380V接口连接到同一个交流分线盒，互为冗余备份。
5.如权利要求4所述的蓄电池供电的列车，其特征在于，所述牵引电机为永磁牵引电机。
6.如权利要求5所述的蓄电池供电的列车，其特征在于，每个车厢还具有制动电阻柜，所述制动电阻柜连接到动力蓄电池与牵引变流柜的连接端。
7.一种列车网络控制系统，其特征在于，所述控制系统应用于如权利要求4~6任一项所述的列车，所述控制系统由若干控制子系统组成，各个控制子系统分别对应控制一个列车单元，所述列车单元为两个背对背重联组成的车厢，控制子系统包含两个车厢中均设置的列车控制模块、事件记录仪、显示屏、模拟量输入模块、牵引控制单元、门控制器、辅助控制单元、数字量输入输出模块、CAN网关模块、牵引控制单元、制动控制单元、空调控制单元、蓄电池管理系统、MVB中继器；首、尾车厢还设置有列车自动驾驶系统；
每个列车车厢中，所述蓄电池管理系统与CAN网关模块连接；事件记录仪、显示屏、模拟量输入模块、门控制器、列车控制模块、数字量输入输出模块、CAN网关模块、牵引控制单元、辅助控制单元、制动控制单元、空调控制单元均连接到通信总线上，该通信总线连接到一个MVB中继器；在首、尾车厢中，列车自动驾驶系统与列车控制模块连接；
同一列车单元的两个车厢的MVB中继器连接在一起；
各个车厢的列车控制模块分别与邻近的车厢的列车控制模块连接。
8.如权利要求7所述的列车网络控制系统，其特征在于，相邻两个车厢的列车控制模块通过绞线式列车总线连接在一起。
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