CN108068634A - 一种混合动力直流电传动轨道车 - Google Patents

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夏福坤
王俊杰
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Abstract

一种混合动力直流电传动轨道车，包括车体、转向架、机器间、司机室、车钩，转向架上安装牵引电机，牵引电机与固定在转向架轮对上的车轴齿轮箱连接；牵引电机与蓄电装置、蓄电装置管理系统、发电机组、整流装置、DCDC变换器、车辆操纵装置、动力系统控制器组成动力传动系统；蓄电装置、蓄电装置管理系统、发电机组、整流装置及DCDC变换器固定在车体上；车辆操纵装置安装在司机室内。本发明可通过蓄电装置单独供电运行，蓄电装置电量能满足工程车日常作业需求，降低噪音和排放，环保节能；也可通过发电机组供电运行，还可通过蓄电装置和发电机组联合供电运行，可满足车辆极限工况下作业需求，减少蓄电装置配置需求，降低车辆成本。

Description

一种混合动力直流电传动轨道车
技术领域
本发明涉及一种混合动力直流电传动轨道车，具体涉及一种含有电动力和其他动力的混合动力直流电传动轨道车。
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
本发明主要目的在于解决上述问题和步骤，提供一种混合动力直流电传动轨道车，有效提高内燃机的燃料利用率，充分利用电能，减少废气排放，降低大气和噪音污染，改善工程车辆作业环境。
本发明的技术方案为：包括车体、转向架、机器间、司机室、车钩，其特征在于：转向架上安装牵引电机，牵引电机与固定在转向架轮对上的车轴齿轮箱连接；牵引电机与蓄电装置、蓄电装置管理系统、发电机组、整流装置、DCDC变换器、车辆操纵装置、动力系统控制器组成动力传动系统；蓄电装置、蓄电装置管理系统、发电机组、整流装置及DCDC变换器固定在车体上；车辆操纵装置安装在司机室内，司机通过车辆操纵装置来调整动力系统控制器，进而控制整车；
所述动力传动系统包括接收车辆操纵装置的指令，与发电机组、蓄电装置管理系统及DCDC变换器连接以实现牵引电机的启动、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监控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DCDC变换器转换为可变直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，双向变换直流电，对蓄电装置进行充放电的DCDC变换器；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，提供给牵引电机或蓄电装置的整流装置。
所述蓄电装置为燃料电池、铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、铁镍蓄电池、金属氧化物蓄电池、银锌蓄电池、镍锌蓄电池、镍氢蓄电池、锂离子蓄电池和电容器中的任何一种。
所述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。
所述牵引电机为直流牵引电机。
所述机器间包括前机器间、后机器间。
所述司机室包括前司机室、后司机室。
与现有内燃工程车相比，本发明混合动力直流电传动轨道车采用电传动，走行精度高。日常工况下，采用蓄电装置单独供电运行，没有废气和其他污染物排放，清洁环保；极限工况下，可起动发电机组为蓄电装置充电，也可由发电机组直接驱动车辆走行，发电机组中的发动机在额定功率下运行，效率高，操作灵活。
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为本发明实施例1（混合动力直流电传动调车机）的结构示意图。
图2为本发明实施例2（混合动力直流电传动轨道车）的结构示意图。
图3为本发明的原理图。
图中，1、车体，2、转向架，3、机器间，3-1、前机器间，3-2、后机器间，4、司机室，4-1、前司机室，4-2、后司机室，5、车钩。
具体实施方式
实施例1（混合动力直流电传动调车机）
图1中， 1为车体，2为转向架，3-1为前机器间，4为司机室，3-2为后机器间，5为车钩。车体1下可布置燃油箱等部件；转向架2位于车体1下部，转向架2上安装有电机，电机通过固定在轮对上的齿轮箱驱动轮对走行；前机器间3-1可放置蓄电装置、DCDC变换器、发电机组和整流装置等；司机室4内有前后两个操纵台，司机可通过任一操纵台控制车辆的走行等；后机器间3-2可布置制动元件。
实施例2（混合动力直流电传动轨道车）
图2中，1为车体，2为转向架，3为机器间，4-1为前司机室，4-2为后司机室，5为车钩。车体1下可布置燃油箱等部件；转向架2位于车体1下部，转向架上安装有电机，电机通过固定在轮对上的齿轮箱驱动轮对走行；机器间3可布置蓄电装置、DCDC变换器、发电机组、整流装置和制动元件等；前司机室4-1和后司机室4-2各布置有一个操纵台，司机可通过任一操纵台控制车辆走行等。
图3中，本发明混合动力直流电传动轨道车动力传动系统包括车辆操纵装置、动力系统控制器、蓄电装置管理系统、蓄电装置、DCDC变换器、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、DCDC变换器和牵引电机组成主动力传动系统，发电机组、整流装置和牵引电机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、DCDC变换器）进行控制。
在车库内停放时，可设置充电机。在上述实例基础上增加充电机。充电机固定在车体上，车库内电源经充电机变换后向蓄电装置充电。充电机的输入电源可以是交流或者直流。
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，结合附图所给出的方案，可以衍生出类型技术方案：将发电机组、整流装置和DCDC变换装置中的一个或任意几个布置在车体1下；增加为工程车上其他部件提供不同制式电源的辅助逆变器。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种混合动力直流电传动轨道车，其特征在于：包括车体（1）、转向架（2）、机器间（3）、司机室（4）、车钩（5），转向架（2）上安装牵引电机，牵引电机与固定在转向架轮对上的车轴齿轮箱连接；牵引电机与蓄电装置、蓄电装置管理系统、发电机组、整流装置、DCDC变换器、车辆操纵装置、动力系统控制器组成动力传动系统；蓄电装置、蓄电装置管理系统、发电机组、整流装置及DCDC变换器固定在车体（1）上部；车辆操纵装置安装在司机室（4）内；
所述动力传动系统包括接收车辆操纵装置的指令，与发电机组、蓄电装置管理系统及DCDC变换器连接以实现牵引电机的启动、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监控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DCDC变换器转换为可变直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，双向变换直流电，对蓄电装置进行充放电的DCDC变换器；
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，提供给牵引电机或蓄电装置的整流装置。
2.根据权利要求1所述的混合动力直流电传动轨道车，其特征在于：所述蓄电装置为燃料电池、铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、铁镍蓄电池、金属氧化物蓄电池、银锌蓄电池、镍锌蓄电池、镍氢蓄电池、锂离子蓄电池和电容器中的任何一种。
3.根据权利要求1所述的混合动力直流电传动轨道车，其特征在于：所述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。
4.根据权利要求1所述的混合动力直流电传动轨道车，其特征在于：所述牵引电机为直流牵引电机。
5.根据权利要求1所述的混合动力直流电传动轨道车，其特征在于：所述机器间（3）包括前机器间（3-1）、后机器间（3-2）。
6.根据权利要求1所述的混合动力直流电传动轨道车，其特征在于：所述司机室（4）包括前司机室（4-1）、后司机室（4-2）。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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