CN109525027A - 一种低地板车用双向dc/dc变流器系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种低地板车用双向DC/DC变流器系统,包括电网、超级电容、蓄电池,以及连接于所述超级电容与蓄电池之间的双向DC/DC变流器,所述双向DC/DC变流器包括安装箱体、控制模块、具有双向斩波功能的斩波模块、用于向超级电容及蓄电池充电的充电模块,以及用于对超级电容及蓄电池的杂质信号进行滤波的滤波模块;所述充电模块、斩波模块及控制模块沿安装箱体的长度方向依次布置,所述滤波模块布置于所述控制模块的下方。本发明具有布局紧凑、占用空间小、重量轻等优点。
Description
技术领域
本发明涉及城市轨道交通领域,尤其涉及一种低地板车用双向DC/DC变流器系统。
背景技术
搭载超级电容的低地板车具有全线无接触网、利用乘客上下的短暂时间快速充放电、回收刹车能量、爬坡能力强、转弯半径小等优点。其相对于普通低地板车在美化城市风景、低碳环保上优势明显。而超级电容车除了搭载超级电容作为储能元件外,一般会搭载蓄电池作为储能元件以增加续航能力。为了能够对超级电容进行有效的功率和能量管理,则需采用双向DC/DC变流器对超级电容及蓄电池的充电储能和放电释能过程进行控制。现有的双向DC/DC变流器集成度低,结构复杂,导致占用空间及重量大,安全可靠性低,无法有效满足车顶设置需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种的布局紧凑、占用空间小、重量轻的低地板车用双向DC/DC变流器系统。
为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为:
一种低地板车用双向DC/DC变流器系统,包括电网、超级电容、蓄电池,以及连接于所述超级电容与蓄电池之间的双向DC/DC变流器,所述双向DC/DC变流器包括安装箱体、控制模块、具有双向斩波功能的斩波模块、用于向超级电容及蓄电池充电的充电模块,以及用于对超级电容及蓄电池的杂质信号进行滤波的滤波模块;所述充电模块、斩波模块及控制模块沿安装箱体的长度方向依次布置,所述滤波模块布置于所述控制模块的下方。
作为上述技术方案的进一步改进:
所述充电模块、斩波模块及控制模块的下方设有散热组件,所述散热组件包括沿安装箱体的长度方向布置的散热通道,以及设于所述散热通道内的散热风机,所述滤波模块设于所述散热通道内。
所述散热通道上凸设有用于放置散热风机的风机放置部,所述风机放置部位于所述斩波模块与滤波模块之间,所述充电模块、斩波模块、风机放置部的两侧与所述安装箱体之间留有供各模块电缆布线的布线空间。
所述双向DC/DC变流器还包括用于检测变流器内部电压电流状态的检测元件,所述检测元件设于所述布线空间内,并固定安装于所述安装箱体的内侧壁上。
所述散热通道上设有用于放置滤波模块的模块放置部,所述滤波模块与控制单元之间设有中隔板,所述中隔板可拆卸的安装于所述模块放置部的上方。
所述安装箱体上设有箱盖,所述箱盖铰接或可拆卸的安装于所述安装箱体上。
所述双向DC/DC变流器还包括对外接口组件,所述对外接口组件包括用于与超级电容、蓄电池连接的主电缆接头,以及用于与外部控制设备连接的控制电缆接头,所述主电缆接头与控制电缆接头分设于所述安装箱体沿长度方向的两端。
所述对外接口组还包括与主电缆接头一一对应设置的接线铜排;所述充电模块包括充电电阻、充电接触器及短接接触器,所述充电电阻、充电接触器设于所述接线铜排的下方,所述短接接触器设于充电接触器与斩波模块之间。
所述滤波模块包括连接于超级电容与斩波模块之间的LC滤波器,以及连接于蓄电池与斩波模块之间的滤波电感。
所述超级电容与双向DC/DC变流器之间设有配电箱。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
本发明的双向DC/DC变流器包括控制模块、具有双向斩波功能的斩波模块、用于向超级电容及蓄电池充电的充电模块,以及用于对超级电容及蓄电池的杂质信号进行滤波的滤波模块,即本发明将双向DC/DC变流器按功能集成划分为多个模块,其集成度高,其避免了分散设置各部件导致变流器内部结构复杂的问题,其减小了变流器的整体尺寸及重量。同时,充电模块、斩波模块及控制模块沿安装箱体的长度方向依次布置,滤波模块布置于所述控制模块的下方,其充分利用了箱体内部的长度、高度空间,使得变流器内部各模块布局紧凑、变流器占用空间小,有效满足了车顶安装空间的需求。
本发明进一步将散热组件设置于充电模块、斩波模块及控制模块的下方,滤波模块设于所述散热组件内,其进一步使得变流器内部布局紧凑,安装空间小,且满足了IP防护要求。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中:
图1是本发明的主视图。
图2是本发明的俯视图。
图3是本发明的立体结构示意图。
图4是本发明的系统框架图。
图中各标号表示:
1、电网;2、超级电容;3、蓄电池;4、双向DC/DC变流器;41、安装箱体;411、箱盖;412、中隔板;42、控制模块;421、控制单元;422、控制电路;43、斩波模块;44、充电模块;441、充电接触器;442、短接接触器;45、滤波模块;451、LC滤波器;452、滤波电感;46、布线空间;47、检测元件;48、对外接口组件;481、主电缆接头;482、控制电缆接头;483、接线铜排;49、辅助电路;5、散热组件;51、散热通道;511、风机放置部;512、模块放置部;513、进风口;514、出风口;52、散热风机;6、配电箱。
具体实施方式
下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明,但并不因此而限制本发明的保护范围。
如图1至图4所示,本实施例的双向DC/DC变流器系统,包括电网1、超级电容2、蓄电池3及双向DC/DC变流器4。其中,电网1提供直流电源,用于在有网区段给超级电容2及蓄电池3供电;超级电容2连接于电网1与蓄电池3之间,为车辆储能提供整车动力源,具有充放电速度快,比功率高、受环境温度影响小、维护方便等优点;蓄电池3在无网区段提供电量,提高车辆续航能力;双向DC/DC变流器4设于超级电容2与蓄电池3之间,使得超级电容2及蓄电池3的充电储能和放电释能过程得到有效控制。本实施例中,在有网区段,电网1给超级电容2及蓄电池3供电,此时电网1通过双向DC/DC变流器4降压斩波向蓄电池3充电;在站间无网区段,超级电容2释能提供车辆动力源,超级电容2电量逐渐减少,此时通过双向DC/DC变换器升压斩波将蓄电池3储存的能量输送给超级电容2,满足能量在电网1、超级电容2和蓄电池3之间的交换。
本实施例中,双向DC/DC变流器4包括安装箱体41、控制模块42、斩波模块43、充电模块44及滤波模块45。其中,控制模块42完成与斩波模块43进行通讯、逻辑控制、功能保护、故障处理、温度监控等功能,实现对整个系统的监视与控制;斩波模块43用于对超级电容2、蓄电池3的固定直流电压进行双向斩波;充电模块44用于向超级电容2及蓄电池3充电;滤波模块45用于对超级电容2及蓄电池3的杂质信号进行滤波,即本发明将双向DC/DC变流器4按功能集成划分为多个模块,其集成度高,避免了分散设置各部件导致变流器内部结构复杂的问题,其减小了双向DC/DC变流器4的整体尺寸及重量。如图1、图2所示,本实施例中,充电模块44、斩波模块43及控制模块42沿安装箱体41的长度方向依次布置;滤波模块45布置于控制模块42的下方,其充分利用了箱体内部的长度、高度空间,使得变流器内部各模块布局紧凑、变流器占用空间小,有效满足了车顶安装空间的需求。
本实施例中,充电模块44、斩波模块43及控制模块42的下方设有散热组件5,滤波模块45设于散热组件5内,其进一步使得变流器内部布局紧凑,安装空间小。本实施例中,散热组件5包括散热通道51及散热风机52。其中,散热通道51沿安装箱体41的长度方向布置,散热通道51的进风口513及出风口514设于安装箱体41上,使得散热通道51与外部连通,外部空气经散热通道51后将器件热量排出;散热风机52设于散热通道51内,散热风机52提供压力源,使外部空气经过进风口513进入散热风机52,带走斩波模块43的散热器翅片的热量及滤波模块45的热量。本实施例中,散热通道51为密封散热通道,其有效提高了安装箱体41内其他部件的IP等级。
本实施例中,散热通道51上凸设有用于放置散热风机52的风机放置部511,风机放置部511位于斩波模块43与滤波模块45之间,其可进一步提高斩波模块43及滤波模块45的散热效果。本实施例中,充电模块44、斩波模块43、风机放置部511的两侧与安装箱体41之间留有布线空间46,布线空间46用于供各模块的接线布线,其使得安装箱体41内各部件布线集中统一,进一步减少了电流器的布置空间、美观性好,且避免了电缆杂乱无序布置导致的安全问题。
本实施例中,双向DC/DC变流器4还包括检测元件47,用于检测变流器内部各模块间电压电流,判断及监控变流器系统状态。检测元件47设于布线空间46内,并固定安装于安装箱体41的内侧壁上,其布局紧凑合理,节省空间。
本实施例中,散热通道51上设有模块放置部512,滤波模块45放置于模块放置部512内,其提高了滤波模块45的IP等级,且散热效果好。滤波模块45与控制单元421之间设有中隔板412,中隔板412可拆卸的安装于模块放置部512的上方,通过中隔板412的拆卸可方便对滤波模块45进行维护、更换。
本实施例中,安装箱体41上设有箱盖411,箱盖411铰接于安装箱体41上,箱盖411与安装箱体41之间通过锁扣件固定,且安装箱体41内设有支撑箱盖411的汽撑弹簧。在其他实施例中,也可在安装箱体41的底部或侧板设置活动箱板。本实施例中,在安装箱体41的内部部件需维护、更换时,通过锁扣件可方便打开箱盖411对安装箱体41内部部件进行维护、更换。在其他实施例中,箱盖411也可为可拆卸的结构,如箱盖411与安装箱体41之间只设置锁扣件。
本实施例中,双向DC/DC变流器4还包括对外接口组件48,对外接口组件48包括主电缆接头481及控制电缆接头482。其中,主电缆接头481与超级电容2、蓄电池3连接;控制电缆接头482与外部控制设备连接。本实施例中,主电缆接头481与控制电缆接头482分设于安装箱体41沿长度方向的两端,其减小了主电缆接头481与控制电缆接头482之间的电磁干扰。本实施例中,控制电缆接头482包括锁头和联接器。
本实施例中,双向DC/DC变流器4与超级电容2侧和蓄电池3的连接侧均设置有充电模块44,实现不同工况要求下的充电选择。本实施例中,主电缆接头481为多个,对外接口组件48还包括多个接线铜排483,多个接线铜排483与主电缆接头481一一对应设置。充电模块44包括充电电阻、充电接触器441及短接接触器442,充电电阻、充电接触器441设于接线铜排483的下方,短接接触器442设于充电接触器441与斩波模块43之间。其布局紧凑,占用空间小。
本实施例中,滤波模块45包括LC滤波器451及滤波电感452。其中,LC滤波器451连接于超级电容2与斩波模块43之间,用于减小网压高频信号对系统的干扰。本实施例中,LC滤波器451包括滤波电容及滤波电感,其中,滤波电容除具有滤波功能外,还具有稳压缓冲的功能,以减少外部电流的冲击;斩波模块43连接于蓄电池3与斩波模块43之间,用于控制纹波电流。本实施例中,LC滤波器451与滤波电感452集成一体设置的形式,节约了整体尺寸和重量,满足了车顶设备占地空间小的要求。
本实施例中,超级电容2与双向DC/DC变流器4之间设有配电箱6。配电箱6分配电力能源,实现超级电容2与双向DC/DC变流器4的有效连通。在最优实施例中,配电箱6内配置熔断器,起到保护电路的作用。
本实施例中,双向DC/DC变流器4还包括辅助电路49,辅助电路49主要包括检测元件47、散热风机52的供电电路。本实施例中,控制模块42包括控制单元421和控制电路422。其中,控制单元421完成与斩波模块43进行通讯、逻辑控制、功能保护、故障处理、温度监控等功能,实现对整个系统的监视与控制;控制电路422主要包括检测元件47、散热风机52等器件的自动控制电路422。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述,但在不脱离本发明的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (10)
1.一种低地板车用双向DC/DC变流器系统,包括电网、超级电容、蓄电池,以及连接于所述超级电容与蓄电池之间的双向DC/DC变流器,其特征在于,所述双向DC/DC变流器包括安装箱体、控制模块、具有双向斩波功能的斩波模块、用于向超级电容及蓄电池充电的充电模块,以及用于对超级电容及蓄电池的杂质信号进行滤波的滤波模块;所述充电模块、斩波模块及控制模块沿安装箱体的长度方向依次布置,所述滤波模块布置于所述控制模块的下方。
2.根据权利要求1所述的低地板车用双向DC/DC变流器系统,其特征在于,所述充电模块、斩波模块及控制模块的下方设有散热组件,所述散热组件包括沿安装箱体的长度方向布置的散热通道,以及设于所述散热通道内的散热风机,所述滤波模块设于所述散热通道内。
3.根据权利要求2所述的低地板车用双向DC/DC变流器系统,其特征在于,所述散热通道上凸设有用于放置散热风机的风机放置部,所述风机放置部位于所述斩波模块与滤波模块之间,所述充电模块、斩波模块、风机放置部的两侧与所述安装箱体之间留有供各模块电缆布线的布线空间。
4.根据权利要求3所述的低地板车用双向DC/DC变流器系统,其特征在于,所述双向DC/DC变流器还包括用于检测变流器内部电压电流状态的检测元件,所述检测元件设于所述布线空间内,并固定安装于所述安装箱体的内侧壁上。
5.根据权利要求2至4任意一项所述的低地板车用双向DC/DC变流器系统,其特征在于,所述散热通道上设有用于放置滤波模块的模块放置部,所述滤波模块与控制单元之间设有中隔板,所述中隔板可拆卸的安装于所述模块放置部的上方。
6.根据权利要求5所述的低地板车用双向DC/DC变流器系统,其特征在于,所述安装箱体上设有箱盖,所述箱盖铰接或可拆卸的安装于所述安装箱体上。
7.根据权利要求1至4任意一项所述的低地板车用双向DC/DC变流器系统,其特征在于,所述双向DC/DC变流器还包括对外接口组件,所述对外接口组件包括用于与超级电容、蓄电池连接的主电缆接头,以及用于与外部控制设备连接的控制电缆接头,所述主电缆接头与控制电缆接头分设于所述安装箱体沿长度方向的两端。
8.根据权利要求7所述的低地板车用双向DC/DC变流器系统,其特征在于,所述对外接口组还包括与主电缆接头一一对应设置的接线铜排;所述充电模块包括充电电阻、充电接触器及短接接触器,所述充电电阻、充电接触器设于所述接线铜排的下方,所述短接接触器设于充电接触器与斩波模块之间。
9.据权利要求1至4任意一项所述的低地板车用双向DC/DC变流器系统,其特征在于,所述滤波模块包括连接于超级电容与斩波模块之间的LC滤波器,以及连接于蓄电池与斩波模块之间的滤波电感。
10.根据权利要求1至4任意一项所述的低地板车用双向DC/DC变流器系统,其特征在于,所述超级电容与双向DC/DC变流器之间设有配电箱。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190326 |
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