CN109050544B - 一种有轨电车用纯锂电池驱动牵引系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及有轨电车技术领域，尤其是一种有轨电车用纯锂电池驱动牵引系统，包含地面大功率充电机、受电弓、高功率纯锂电池、牵引变流器、牵引电机、主接触器，高功率纯锂电池作为有轨电车的唯一动力来源，避免接触网线路影响市容的缺点，同时避免了昂贵的基建费用，只需要在有轨电车地面站台的首站和末站设置地面大功率充电机，就能实现对有轨电车快速充电，并能满足有轨电车整条线路的电能需求，高功率纯锂电池存储的电能还可以满足有轨电车正线运行时执行救援任务，而不需要专门配备救援车，经济高效。

Description

一种有轨电车用纯锂电池驱动牵引系统
技术领域
本发明涉及有轨电车技术领域，尤其是一种有轨电车用纯锂电池驱动牵引系统。
背景技术
目前，现有的有轨电车牵引系统的动力来源有接触网、超级电容装置、超级电容+电池三种方式，存在以下问题：1.接触网线路影响市容市貌；2.超级电容需站站充电，地面充电装装置占用站台空间；3.接触网和大量充电站基建费用高昂；4.车辆出现故障时，正线运行的有轨电车执行救援任务存在一定的困难，需配置专用救援车。
发明内容
为了克服现有的有轨电车牵引系统的不足，本发明提供了一种有轨电车用纯锂电池驱动牵引系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种有轨电车用纯锂电池驱动牵引系统，包含地面大功率充电机、受电弓、高功率纯锂电池、牵引变流器、牵引电机、主接触器，所述地面大功率充电机设在有轨电车地面站台的首站和末站，所述受电弓、高功率纯锂电池、牵引变流器、牵引电机安装在有轨电车上，所述受电弓通过电线连接主接触器，主接触器与高功率纯锂电池输入端通过电线连接，所述高功率纯锂电池输出端与牵引变流器输入端通过电线连接，所述牵引变流器输出端与牵引电机通过电线连接，所述地面大功率充电机和受电弓连接后将地面500V至900V直流电源输送至高功率纯锂电池实现充电，所述牵引变流器将高功率纯锂电池输出的直流电转换为调频调压的三相交流电给牵引电机供电，所述牵引电机驱动有轨电车运行。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括受电弓、高功率纯锂电池、牵引变流器安装在有轨电车车顶，牵引电机安装在有轨电车转向架上，能够节省空间，防止有轨电车内部空间拥挤。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，牵引变流器内部另外设有24V车载充电机，给车载24V直流供电系统供电，避免有轨电车内部另设供电系统，达到节约的目的。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，牵引变流器另设第二输出端与车载空调连接。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括直流汇流排，所述高功率纯锂电池至少有两组，各组高功率纯锂电池设有独立的接触器通过电线并联至直流汇流排，各组高功率纯锂电池相互独立、相互冗余，当一组高功率纯锂电池故障时，另一组高功率纯锂电池仍可以牵引有轨电车运行。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，高功率纯锂电池采用车辆空调废排风系统冷却，有效利用空调废排风系统，节约能源。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，其制动为再生制动。
本发明的有益效果是，高功率纯锂电池作为有轨电车的唯一动力来源，避免接触网线路影响市容的缺点，同时避免了昂贵的基建费用，只需要在有轨电车地面站台的首站和末站设置地面大功率充电机，就能实现对有轨电车快速充电，并能满足有轨电车整条线路的电能需求，高功率纯锂电池存储的电能还可以满足有轨电车正线运行时执行救援任务，而不需要专门配备救援车，经济高效。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明进一步实施例的结构示意图。
图中1、地面大功率充电机，2、受电弓，3、高功率纯锂电池，4、牵引变流器，5、牵引电机，6、主接触器，7、接触器，8、第二输出端，9、直流汇流排。
具体实施方式
如图1是本发明的结构示意图，一种有轨电车用纯锂电池驱动牵引系统，包含地面大功率充电机1、受电弓2、高功率纯锂电池3、牵引变流器4、牵引电机5、主接触器6，所述地面大功率充电机1设在有轨电车地面站台的首站和末站，所述受电弓2、高功率纯锂电池3、牵引变流器4、牵引电机5安装在有轨电车上，所述受电弓2电线连接主接触器6，主接触器6与高功率纯锂电池3输入端电线连接，所述高功率纯锂电池3输出端与牵引变流器4输入端电线连接，所述牵引变流器4输出端与牵引电机5电线连接，所述地面大功率充电机1和受电弓2连接后将地面500V至900V直流电源输送至高功率纯锂电池3实现充电，所述牵引变流器4将高功率纯锂电池3输出的直流电转换为调频调压的三相交流电给牵引电机5供电，所述牵引电机5驱动有轨电车运行。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括受电弓2、高功率纯锂电池3、牵引变流器4安装在有轨电车车顶，牵引电机5安装在有轨电车转向架上，能够节省空间，防止有轨电车内部空间拥挤，高功率纯锂电池3和牵引变流器4分别设有罩壳，防止日晒雨淋、部件老化。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，牵引变流器4内部另外设有24V车载充电机，给车载24V直流供电系统供电，车载24V直流供电系统是为有轨电车内部的控制系统供电，包含照明灯、警报系统、开关车门、语音播报等，避免有轨电车内部另设供电系统，达到节约的目的。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，牵引变流器4另设第二输出端8与车载空调连接，给空调供电。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括直流汇流排9，所述高功率纯锂电池3至少有两组，各组高功率纯锂电池3设有独立的接触器7通过电线并联至直流汇流排9，各组高功率纯锂电池3相互独立、相互冗余，如图2所示，本发明具有4组高功率纯锂电池3并联在直流汇流排9，各组高功率纯锂电池3具有各自的接触器7，两组牵引变流器4分别串联在直流汇流排9上，每组牵引变流器4分别给两组牵引电机5供电，当其中一组或几组高功率纯锂电池3故障时，通过接触器7将故障组切除，剩余高功率纯锂电池3仍可以经直流汇流排9、两组牵引变流器4给四组牵引电机5供电，牵引有轨电车运行。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，高功率纯锂电池3采用车辆空调废排风系统冷却，将管路一端连接到车辆空调排气口，管路另一端对准高功率纯锂电池3，由于车辆空调排气口的出风温度不超过28℃，高功率纯锂电池的工作温度能达到50℃以上，所以利用车辆空调废气能达到有效冷却高功率纯锂电池3目的，节约能源。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，其制动为再生制动，有轨电车制动时，牵引电机5惯性转动，通过牵引变流器4控制，往牵引电机5转子中提供相比而言功率较小的励磁电源，产生磁场，该磁场通过牵引电机5转子的物理旋转，切割牵引电机5定子的绕组，牵引电机5定子感应出电动势，产生交流电，再经牵引变流器4将交流电转变成直流电，反馈给高功率纯锂电池3充电，实现制动能量回收。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种有轨电车用纯锂电池驱动牵引系统，其特征是，包含地面大功率充电机（1）、受电弓（2）、高功率纯锂电池（3）、牵引变流器（4）、牵引电机（5）、主接触器（6）和直流汇流排（9）；
所述地面大功率充电机（1）设在有轨电车地面站台的首站和末站，所述受电弓（2）、高功率纯锂电池（3）、牵引变流器（4）、牵引电机（5）安装在有轨电车上，所述受电弓（2）通过电线连接主接触器（6），主接触器（6）与高功率纯锂电池（3）输入端通过电线连接，所述高功率纯锂电池（3）输出端与牵引变流器（4）输入端通过电线连接，所述牵引变流器（4）输出端与牵引电机（5）通过电线连接，所述地面大功率充电机（1）和受电弓（2）连接后将地面500V至900V直流电源输送至高功率纯锂电池（3）实现充电，所述牵引变流器（4）将高功率纯锂电池（3）输出的直流电转换为调频调压的三相交流电给牵引电机（5）供电，所述牵引电机（5）驱动有轨电车运行；
所述受电弓（2）、高功率纯锂电池（3）、牵引变流器（4）安装在有轨电车车顶，所述牵引电机（5）安装在有轨电车转向架上；
所述牵引变流器（4）内部另外设有24V车载充电机，24V车载充电机通过电线与车载24V直流供电系统连接；
所述牵引变流器（4）另设第二输出端（8）通过电线与车载空调连接；
所述高功率纯锂电池（3）至少有两组，各组高功率纯锂电池（3）设有独立的接触器（7）通过电线并联至直流汇流排（9），各组高功率纯锂电池（3）相互独立、相互冗余。
2.根据权利要求1所述的一种有轨电车用纯锂电池驱动牵引系统，其特征是，所述高功率纯锂电池（3）采用车辆空调废排风系统冷却。
3.根据权利要求1所述的一种有轨电车用纯锂电池驱动牵引系统，其特征是，其制动为再生制动。
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