CN109987002A - 一种有轨电车的供电控制方法、牵引变流器及有轨电车 - Google Patents

一种有轨电车的供电控制方法、牵引变流器及有轨电车 Download PDF

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CN109987002A CN201910203898.5A CN201910203898A CN109987002A CN 109987002 A CN109987002 A CN 109987002A CN 201910203898 A CN201910203898 A CN 201910203898A CN 109987002 A CN109987002 A CN 109987002A
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Abstract

本申请实施例公开了一种有轨电车的供电控制方法、牵引变流器及有轨电车,应用该方法能够使有轨电车在有网区和无网区频繁切换的运营线路中正常获取电力:有轨电车处于有接触网的路段时控制将从接触网获取的电能提供给牵引电机,在有轨电车处于无接触网的路段时控制将动力电池供应的电能提供给牵引电机。进而,有轨电车在有接触网的路段和无接触网的路段都能够正常被牵引,实现正常行驶。

Description

一种有轨电车的供电控制方法、牵引变流器及有轨电车
技术领域
本申请涉及有轨电车技术领域,特别是涉及一种有轨电车的供电控制方法、牵引变流器及有轨电车。
背景技术
低地板有轨电车通常运行于地面交通线路,在运行过程中不可避免的会经过若干路口、景区、名胜古迹等地,在这些路口、景区、名胜古迹等地是不便在空中架设接触网的,因此,有轨电车的运营线路中出现了若干无网区。
在无网区,有轨电车无法利用受电弓搭网来获取电能。因此,如何使有轨电车在无网区和有网区频繁切换的运营线路中正常获取电力和正常行驶,是目前急需解决的技术问题。
发明内容
基于以上问题,本申请提供了一种有轨电车的供电控制方法、牵引变流器及有轨电车,以满足有轨电车在无网区正常行驶的用电需求。
本申请实施例公开了如下技术方案:
本申请第一方面,提供一种有轨电车的供电控制方法,包括:
确定有轨电车处于有接触网的路段时,控制所述有轨电车的受电弓从所述接触网获取电能,并控制逆变电路将所述接触网的直流电逆变为交流电提供给所述有轨电车的牵引电机;所述有轨电车的接触网为直流电网;
确定所述有轨电车处于无接触网的路段时,控制直流-直流DC-DC电路将动力电池的输出电压升压后提供给所述逆变电路,并控制所述逆变电路将升压后的直流电逆变为交流电提供给所述牵引电机。
可选地,该方法还包括:
确定所述有轨电车处于无接触网的路段时,控制所述DC-DC电路将动力电池的输出电压升压后提供给所述有轨电车的辅助变流器和/或所述有轨电车的空调;
所述辅助变流器,用于将接收到的直流电转换为交流电提供给所述有轨电车上的交流用电设备;和/或,将所述接收到的直流电降压提供给所述有轨电车上的低压直流用电设备。
可选地,该方法还包括:
在所述有轨电车处于制动工况时,控制所述DC-DC电路将所述有轨电车制动产生的电能降压传输给动力电池。
可选地,该方法还包括:
在所述有轨电车处于制动工况时,控制将所述有轨电车制动产生的电能传输给所述有轨电车的辅助变流器和/或所述有轨电车的空调;
所述辅助变流器,用于将接收到的直流电转换为交流电提供给所述有轨电车上的交流用电设备;和/或,将所述接收到的直流电降压提供给所述有轨电车上的低压直流用电设备。
可选地,该方法还包括:
确定所述有轨电车从所述有接触网的路段进入所述无接触网的路段时,控制接触器断开;所述接触器位于所述受电弓与所述逆变电路之间;
确定所述有轨电车从所述无接触网的路段进入所述有接触网的路段时,控制所述受电弓从所述接触网获取电能,并控制所述接触器闭合。
可选地,该方法还包括:
确定所述接触网供电故障或所述受电弓故障时,控制所述DC-DC电路将动力电池的输出电压升压后提供给所述逆变电路,所述逆变电路将升压后的直流电逆变为交流电提供给所述牵引电机,以对所述有轨电车进行应急牵引。
本申请第二方面,提供一种有轨电车的牵引变流器,用于对有轨电车的牵引电机进行供电;所述有轨电车的接触网为直流电网;
所述牵引变流器包括:控制器、直流-直流DC-DC电路和逆变电路;
所述控制器,用于确定所述有轨电车处于有接触网的路段时,控制所述有轨电车的受电弓从所述接触网获取电能,所述逆变电路将所述接触网的直流电逆变为交流电提供给所述牵引电机;
所述控制器,还用于确定所述有轨电车处于无接触网的路段时,控制所述DC-DC电路将动力电池的输出电压升压后提供给所述逆变电路,所述逆变电路将升压后的直流电逆变为交流电提供给所述牵引电机。
可选地,所述控制器,还用于确定所述有轨电车处于无接触网的路段时,控制所述DC-DC电路将动力电池的输出电压升压后提供给所述有轨电车的辅助变流器和/或所述有轨电车的空调;
所述辅助变流器,用于将接收到的直流电转换为交流电提供给所述有轨电车上的交流用电设备;和/或,将所述接收到的直流电降压提供给所述有轨电车上的低压直流用电设备。
可选地,所述控制器,还用于在所述有轨电车处于制动工况时,控制所述DC-DC电路将所述有轨电车制动产生的电能降压传输给动力电池。
可选地,所述控制器,还用于在所述有轨电车处于制动工况时,控制将所述有轨电车制动时产生的电能传输给所述有轨电车的辅助变流器和/或所述有轨电车的空调;
所述辅助变流器,用于将接收到的直流电转换为交流电提供给所述有轨电车上的交流用电设备;和/或,将所述接收到的直流电降压提供给所述有轨电车上的低压直流用电设备。
可选地,牵引变流器还包括:接触器,所述接触器位于所述受电弓与所述逆变电路之间;
所述控制器,还用于确定所述有轨电车从所述有接触网的路段进入所述无接触网的路段时,控制所述接触器断开;
所述控制器,还用于确定所述有轨电车从所述无接触网的路段进入所述有接触网的路段时,控制所述受电弓从所述接触网获取电能,并控制所述接触器闭合。
可选地,所述有轨电车包括第一触发元件和第二触发元件;
所述控制器,具体用于根据所述第一触发元件产生的第一信号确定所述有轨电车从所述有接触网的路段进入所述无接触网的路段;根据所述第二触发元件产生的第二信号确定所述有轨电车从所述无接触网的路段进入所述有接触网的路段。
可选地,所述控制器,还用于确定所述接触网供电故障或所述受电弓故障时,控制所述DC-DC电路将动力电池的输出电压升压后提供给所述逆变电路,所述逆变电路将升压后的直流电逆变为交流电提供给所述牵引电机,以对所述有轨电车进行应急牵引。
本申请第三方面,提供一种有轨电车,包括车体,所述有轨电车包括前述第二方面所述的牵引变流器;还包括:受电弓、动力电池和牵引电机;
所述有轨电车的接触网为直流电网。
相较于现有技术,本申请具有以下有益效果:
本申请提供的有轨电车的牵引变流器,用于对有轨电车的牵引电机进行供电;有轨电车的接触网为直流电网;牵引变流器包括:控制器、直流-直流DC-DC电路和逆变电路;控制器,用于确定有轨电车处于有接触网的路段时,控制有轨电车的受电弓从接触网获取电能,逆变电路将接触网的直流电逆变为交流电提供给牵引电机;控制器,还用于确定有轨电车处于无接触网的路段时,控制DC-DC电路将动力电池的输出电压升压后提供给逆变电路,逆变电路将升压后的直流电逆变为交流电提供给牵引电机。
本申请提供的牵引变流器,能够在有轨电车处于有接触网的路段将从接触网获取的电能提供给牵引电机,在有轨电车处于无接触网的路段将动力电池供应的电能提供给牵引电机。进而,有轨电车在有接触网的路段和无接触网的路段都能够正常被牵引,实现正常行驶。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种有轨电车的牵引变流器的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的另一种有轨电车的牵引变流器的结构示意图;
图3a为本申请实施例提供的工况1下有轨电车的速度随有轨电车行进距离的变化曲线;
图3b为本申请实施例提供的工况1下有轨电车的输入功率随有轨电车行进距离的变化曲线;
图3c为本申请实施例提供的工况1下有轨电车的牵引能耗随有轨电车行进距离的变化曲线;
图4a为本申请实施例提供的工况2下有轨电车的速度随有轨电车行进距离的变化曲线;
图4b为本申请实施例提供的工况2下有轨电车的输入功率随有轨电车行进距离的变化曲线;
图4c为本申请实施例提供的工况2下有轨电车的牵引能耗随有轨电车行进距离的变化曲线;
图5为本申请实施例提供的一种有轨电车的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
因为有轨电车运营线路中存在若干无网区,因此,仅凭借有轨电车在有接触网的区域获取的电能难以确保车辆在无接触网的区域也能够获取充足电能正常行驶。基于此问题,经过研究,本申请提供了一种有轨电车的供电控制方法、牵引变流器和一种有轨电车。
下面分别结合实施例和附图,详细说明本申请的各种非限制性实施方式。
第一实施例
本实施例提供了一种有轨电车的供电控制方法,该方法包括:
确定有轨电车处于有接触网的路段时,控制所述有轨电车的受电弓从所述接触网获取电能,并控制逆变电路将所述接触网的直流电逆变为交流电提供给所述有轨电车的牵引电机;
确定所述有轨电车处于无接触网的路段时,控制直流-直流DC-DC电路将动力电池的输出电压升压后提供给所述逆变电路,并控制所述逆变电路将升压后的直流电逆变为交流电提供给所述牵引电机。
需要说明的是,本实施例中有轨电车的接触网为直流电网。
以上,为本实施例提供的有轨电车的供电控制方法,应用该方法能够使有轨电车在有网区和无网区频繁切换的运营线路中正常获取电力:有轨电车处于有接触网的路段时控制将从接触网获取的电能提供给牵引电机,在有轨电车处于无接触网的路段时控制将动力电池供应的电能提供给牵引电机。进而,有轨电车在有接触网的路段和无接触网的路段都能够正常被牵引,实现正常行驶。
为保证有轨电车在从有接触网的区域至无接触网的区域,或从无接触网的区域至有接触网的区域的过程中,车上的用电设备被持续供电,本申请还提供了另一种有轨电车的供电控制方法。下面结合实施例对方法进行详细说明。
第二实施例
本实施例提供的有轨电车的供电控制方法,包括:
确定有轨电车处于有接触网的路段时,控制所述有轨电车的受电弓从所述接触网获取电能,并控制逆变电路将所述接触网的直流电逆变为交流电提供给所述有轨电车的牵引电机;所述有轨电车的接触网为直流电网;
确定所述有轨电车处于无接触网的路段时,控制直流-直流DC-DC电路将动力电池的输出电压升压后提供给所述逆变电路,并控制所述逆变电路将升压后的直流电逆变为交流电提供给所述牵引电机。
确定所述有轨电车处于无接触网的路段时,控制所述DC-DC电路将动力电池的输出电压升压后提供给所述有轨电车的辅助变流器和/或所述有轨电车的空调;
所述辅助变流器,用于将接收到的直流电转换为交流电提供给所述有轨电车上的交流用电设备;和/或,将所述接收到的直流电降压提供给所述有轨电车上的低压直流用电设备。
其中,所述交流用电设备可以包括但不限于:插座,冷却风机,电加热设备等。
其中,所述低压直流用电设备可以包括但不限于:控制主机,广播设备,火灾报警设备,客室照明设备,前照灯等。
在所述有轨电车处于制动工况时,控制所述DC-DC电路将所述有轨电车制动产生的电能降压传输给动力电池。
在所述有轨电车处于制动工况时,控制将有轨电车制动产生的电能传输给有轨电车的辅助变流器和/或所述有轨电车的空调。
作为一种可选的实现方式,当电制动能量为动力电池充电并充满后,本方法还包括:控制再生能量回馈电网,最终吸收不了的能量利用制动电阻释放掉。
可选的,该方法还包括:
确定所述有轨电车从所述有接触网的路段进入所述无接触网的路段时,控制接触器断开;所述接触器位于所述受电弓与所述逆变电路之间;
确定所述有轨电车从所述无接触网的路段进入所述有接触网的路段时,控制所述受电弓从所述接触网获取电能,并控制所述接触器闭合。
如果有轨电车包括第一触发元件和第二触发元件;则该方法还可以包括:根据所述第一触发元件产生的第一信号确定所述有轨电车从所述有接触网的路段进入所述无接触网的路段;根据所述第二触发元件产生的第二信号确定所述有轨电车从所述无接触网的路段进入所述有接触网的路段。
可选的,该方法还可以包括:根据电压检测元件检测的网压,执行对供电方式的控制切换。
可以理解的是,有轨电车在运营线路上行驶时,即便处于有接触网的路段也可能发生无法正常获取电能的应急情况,例如接触网供电故障,或者有轨电车的受电弓发生故障等。因此,为使有轨电车在应急工况下也能够正常获取电能,实现正常行驶,作为一种可能的实现方式,本实施例提供的供电控制方法还包括:
确定所述接触网供电故障或所述受电弓故障时,控制所述DC-DC电路将动力电池的输出电压升压后提供给所述逆变电路,所述逆变电路将升压后的直流电逆变为交流电提供给所述牵引电机,以对所述有轨电车进行应急牵引。
基于前述实施例提供的有轨电车的供电控制方法,相应地,本申请还提供一种有轨电车的牵引变流器。下面将结合实施例和附图对牵引变流器进行详细描述。
第三实施例
参见图1,该图为本申请实施例提供的一种有轨电车的牵引变流器的结构示意图。
本实施例提供的有轨电车的牵引变流器,用于对有轨电车的牵引电机进行供电,有轨电车的接触网为直流电网。
如图1所示,本实施例提供的有轨电车的牵引变流器,包括:
控制器101、直流-直流DC-DC电路102和逆变电路103;
其中,所述控制器101,用于确定所述有轨电车处于有接触网的路段时,控制所述有轨电车的受电弓从所述接触网获取电能,所述逆变电路103将所述接触网的直流电逆变为交流电提供给所述牵引电机;
所述控制器101,还用于确定所述有轨电车处于无接触网的路段时,控制所述DC-DC电路102将动力电池的输出电压升压后提供给所述逆变电路103,所述逆变电路103将升压后的直流电逆变为交流电提供给所述牵引电机。
由于动力电池输出的电压远小于牵引电机需求的电压,因此,本实施例中,DC-DC电路102需要将动力电池的输出电压升压后提供给逆变电路103。由于动力电池输出的是直流信号,而牵引电机使用的是交流电,因此,在升压之后,还需要经过逆变电路103实现直流转交流。
作为一种示例,本实施例中的动力电池具体可以为钛酸锂电池。钛酸锂电池具有高能量、高功率的特点,适用于作为在无网区短时、短距离为有轨电车提供电能。另外,钛酸锂的经济性高,较为实用。
以上,为本实施例提供的牵引变流器,其能够在有轨电车处于有接触网的路段将从接触网获取的电能提供给牵引电机,在有轨电车处于无接触网的路段将动力电池供应的电能提供给牵引电机。进而,有轨电车在有接触网的路段和无接触网的路段都能够正常被牵引,实现正常行驶。
可以理解的是,如果从接触网获取的电能除提供给牵引电机外,还具备其他用途,例如为动力电池充电或为有轨电车的空调等用电设备供电等,则在实现供电之前,还需要通过DC-DC电路102将接触网提供的高压电降压转化为动力电池需求的电压;和/或将从接触网获取的电能直接传输给空调或者辅助变流器。本实施例中,辅助变流器用于将接收到的直流电转换为交流电提供给所述有轨电车上的交流用电设备;和/或,将所述接收到的直流电降压提供给所述有轨电车上的低压直流用电设备。其中,所述交流用电设备可以包括但不限于:插座,冷却风机,电加热设备等。所述低压直流用电设备可以包括但不限于:控制主机,广播设备,火灾报警设备,客室照明设备,前照灯等。
可以理解的是,有轨电车在有接触网的路段和无接触网的路段中,还可能处于制动工况,制动工况下产生电制动能量。为充分有效地利用电制动能量,作为一种可能的实现方式,本实施例提供的所述控制器101,还用于在所述有轨电车处于制动工况时,控制所述DC-DC电路102将所述有轨电车制动产生的电能降压传输给动力电池。
另外,控制器101在有轨电车处于制动工况时,控制将电制动时产生的电能传输给所述有轨电车的辅助变流器和/或所述有轨电车的空调。
作为一种可选的实现方式,当电制动能量为动力电池充电并充满后,控制器101还用于控制再生能量回馈电网。最终吸收不了的能量利用制动电阻释放掉。
为保证有轨电车在从有接触网的区域至无接触网的区域,或从无接触网的区域至有接触网的区域的过程中,车上的用电设备被持续供电,本申请还提供了另一种有轨电车的牵引变流器。下面结合实施例和附图对该牵引变流器的结构和功能进行说明。
第四实施例
参见图2,该图为本申请实施例提供的另一种有轨电车的牵引变流器的结构示意图。
如图2所示,本实施例提供的有轨电车的牵引变流器,包括:
控制器101、直流-直流DC-DC电路102和逆变电路103;
其中,所述控制器101、DC-DC电路102和逆变电路103分别具备其各自在前述实施例中的功能和作用。
本实施例中,有轨电车的接触网为直流电网;无接触网的路段包括交通路口、景区或名胜古迹等地。
本实施例中,该牵引变流器还包括:接触器104,所述接触器104位于所述受电弓与所述逆变电路103之间。
所述有轨电车包括第一触发元件D1和第二触发元件D2;
所述控制器101,具体用于根据所述第一触发元件D1产生的第一信号确定所述有轨电车从所述有接触网的路段进入所述无接触网的路段;根据所述第二触发元件D2产生的第二信号确定所述有轨电车从所述无接触网的路段进入所述有接触网的路段。
本实施例中,第一触发元件D1和第二触发元件D2可以是按钮、按键、开关等形式。本实施例中第一触发元件D1和第二触发元件D2的具体形式不进行限定。另外,第一触发元件D1和第二触发元件D2可以是两个分离的元件,也可以是将各自功能集成于同一个元件。例如,同一个元件上具有至少两个档位,其中第一档位用于实现第一触发元件D1的功能,即元件置于第一档位时产生第一信号;第二档位用于实现第二触发元件D2的功能,即元件置于第二档位是产生第二信号。
有轨电车上的第一触发元件D1和第二触发元件D2可以设置于司机的驾驶室,当司机判断有轨电车从有接触网的路段进入无接触网的路段,触发第一触发元件D1产生第一信号传输给控制器101;当司机判断有轨电车从无接触网的路段进入有接触网的路段,触发第二触发元件D2产生第二信号传输给控制器101。
本实施例中,所述控制器101,还用于确定所述有轨电车从所述有接触网的路段进入所述无接触网的路段时,控制所述接触器104断开。由于所述接触器104位于所述受电弓与所述逆变电路103之间,因此当接触器104断开后,牵引电机无法再获取受电弓从接触网获得的电能。其后,控制器101还将控制所述DC-DC电路102将动力电池的输出电压升压后提供给所述逆变电路103,所述逆变电路103将升压后的直流电逆变为交流电提供给所述牵引电机。
所述控制器101,还用于确定所述有轨电车从所述无接触网的路段进入所述有接触网的路段时,控制所述受电弓从所述接触网获取电能,并控制所述接触器104闭合。由于所述接触器104位于所述受电弓与所述逆变电路103之间,因此当接触器104闭合后,牵引电机可以重新获取受电弓从接触网获得的电能。控制器101还将控制逆变电路103将所述接触网的直流电逆变为交流电提供给所述牵引电机。
可以理解的是,有轨电车在无接触网的区域运行时,除了需要必备的牵引力,车上还可能包含多种需要供电的用电设备。因此,作为一种可能的实现方式,所述控制器101,还可用于确定所述有轨电车处于无接触网的路段时,控制所述DC-DC电路102将动力电池的输出电压升压后提供给所述有轨电车的辅助变流器和/或所述有轨电车的空调;
其中,所述辅助变流器,用于将接收到的直流电转换为交流电提供给所述有轨电车上的交流用电设备;和/或,将所述接收到的直流电降压提供给所述有轨电车上的低压直流用电设备。
其中,所述交流用电设备可以包括但不限于:插座,冷却风机,电加热设备等。
其中,所述低压直流用电设备可以包括但不限于:控制主机,广播设备,火灾报警设备,客室照明设备,前照灯等。
另外,可选的,本实施例提供的牵引变流器还可以包括电压检测元件,控制器根据电压检测元件检测的网压,执行对供电方式的控制切换。
可以理解的是,有轨电车在运营线路上行驶时,即便处于有接触网的路段也可能发生无法正常获取电能的应急情况,例如接触网供电故障,或者有轨电车的受电弓发生故障等。因此,为使有轨电车在应急工况下也能够正常获取电能,实现正常行驶,作为一种可能的实现方式,本实施例提供的控制器101,还用于确定所述接触网供电故障或所述受电弓故障时,控制所述DC-DC电路102将动力电池的输出电压升压后提供给所述逆变电路103,所述逆变电路103将升压后的直流电逆变为交流电提供给所述牵引电机,以对所述有轨电车进行应急牵引。也就是说,在应急工况下,有轨电车依靠动力电池实现应急牵引。
为保障的动力电池能够在应急工况下提供牵引有轨电车所需的电力,并保障有轨电车的正常行驶,作为一种可能的实现方式,本实施例可具体根据有轨电车的运营线路中无接触网的路段长度和/或有轨电车的能耗需求,为动力电池选型。
下面示例一种动力电池选型的实现方式。选型的实现主要考虑以下两种工况的需求:
工况1:运营线路上有若干无接触网区段,无接触网的路段最长为1km(该1km区段中间有一段100m的20‰坡道),两相邻无接触网的路段距离不小于3km,在无接触网的路段内要求有轨电车能够启停2次。
工况2:接触网供电故障的工况下,要求有轨电车能够应急牵引1个站区间。
另外,在上述两种工况下,为保证乘车舒适度,需要确保车上的辅助负载(车上主要用电设备AC380V,DC24V)和客室空调均能满功率运行。
在上述工况需求下,进行能耗仿真,详见图3a、图3b和图3c分别为工况1下有轨电车的速度、输入功率和牵引能耗随有轨电车行进距离的变化曲线;图4a、图4b和图4c分别为工况2下有轨电车的速度、输入功率和牵引能耗随有轨电车行进距离的变化曲线。
根据图3b和图4b的仿真结果显示可知,在工况1或工况2下有轨电车在无接触网的区段运行时牵引持续功率为120kW,如果再加上辅助负载和空调等正常运行是的功率需求,整车在无接触网的路段运行时持续用电功率200kW,峰值用电功率280kW。
如果配置两套动力锂电池箱,在无接触网区段要求单套箱体能够提供短时持续用电功率100kW,峰值用电功率达到140kW。
下面对表征放电能力的充放电倍率C进行简单介绍。以电池额定容量为50Ah为例,1C放电能力至按照放电电流50A进行放电,如果需要将电池电量放空,需要1h;6C放电能力指按照放电电流300A进行放电,如果需要将电池电量放空,需要1/6h。如今的锂电池大多可以以6C的倍率放电。
根据蓄电电池短时持续放电能力6C计算电容量:
公式(1)中,P持续表示单套动力锂电池箱的持续用电功率,W表示单套动力锂电池箱的电量。根据公式(1)计算结果可知,单套动力锂电池箱需配置电量为16.6kWh的锂电池。
由于母线(接触网)电压在500V~900V,DC-DC电路充放电电压300V~450V电压。由于整车短时间用电功率200kW,对于动力锂电池放电电流和放电倍率要求较高,因此,选用容量25Ah的单体电芯。下面通过公式(2)计算电池并数p:
p=W÷400V÷25Ah≈2 公式(2)
因此,选择25Ah的单体电芯,2并,总容量50Ah。
单体电芯的电压为2.34V,下面通过公式(3)计算电池的串数s:
s=W÷50Ah÷2.34V≈141.8 公式(3)
如果共有4个模组,每个模组串数s’=36,则4个模组的总串数达到144大于公式(3)中计算的串数s。
通过以上计算选型,单套箱体配备电量16.6kWh,整车配置两套。每套箱体包括4个模组,每个模组2并36串。
可以理解的是,上述选型方式仅为示例。本领域技术人员可在上述选型方式基础上相应地根据路况、工况需求,以及无接触网的最长路段长度等,确定能耗需求,进而采用其他方式实现电池选型。
基于前述实施例提供的有轨电车的牵引变流器,本申请还提供一种有轨电车。下面结合实施例和附图对该有轨电车进行详细描述。
第五实施例
本实施例提供的有轨电车,包括:车体,牵引变流器,受电弓,动力电池和牵引电机。
需要说明的是,有轨电车的接触网为直流电网。
该有轨电车中,牵引变流器为前述实施例提供的牵引变流器,其用于对有轨电车的牵引电机进行供电。
所述牵引变流器包括:控制器、直流-直流DC-DC电路和逆变电路;
所述控制器,用于确定所述有轨电车处于有接触网的路段时,控制所述有轨电车的受电弓从所述接触网获取电能,所述逆变电路将所述接触网的直流电逆变为交流电提供给所述牵引电机;
所述控制器,还用于确定所述有轨电车处于无接触网的路段时,控制所述DC-DC电路将动力电池的输出电压升压后提供给所述逆变电路,所述逆变电路将升压后的直流电逆变为交流电提供给所述牵引电机。
本申请提供的有轨电车,能够在有网区和无网区频繁切换的运营线路中正常获取电力:在处于有接触网的路段牵引电机利用受电弓从接触网获取电能,在处于无接触网的路段由动力电池供应牵引电机,进而,有轨电车在有接触网的路段和无接触网的路段都能够正常被牵引,实现正常行驶。
参见图5,该图为本申请实施例提供的一种有轨电车的结构示意图。
如图5所示,本实施例提供的有轨电车包括:依次连接的MC1车、F1车、TP车、F2车和MC2车。其中,MC1车与MC2车具备相同的车内设施,F1车与F2车具备相同的车内设施。
TP车上架设有受电弓501,MC1车内设置有牵引变流器502、牵引电机503和动力电池504,F1车上设置有空调505和辅助变流器506。
可选地,MC1车内还设置有制动电阻、高压分线箱和低压分线箱;F1车上还设置有高压分线箱和低压分线箱。
可选地,TP车上还设置有避雷器和高压电气箱。
需要说明的是,本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于设备及系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述得比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的设备及系统实施例仅仅是示意性的,其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元提示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
以上所述,仅为本申请的一种具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种有轨电车的供电控制方法,其特征在于,包括:
确定有轨电车处于有接触网的路段时,控制所述有轨电车的受电弓从所述接触网获取电能,并控制逆变电路将所述接触网的直流电逆变为交流电提供给所述有轨电车的牵引电机;所述有轨电车的接触网为直流电网;
确定所述有轨电车处于无接触网的路段时,控制直流-直流DC-DC电路将动力电池的输出电压升压后提供给所述逆变电路,并控制所述逆变电路将升压后的直流电逆变为交流电提供给所述牵引电机。
2.根据权利要求1所述的有轨电车的供电控制方法,其特征在于,还包括:
确定所述有轨电车处于无接触网的路段时,控制所述DC-DC电路将动力电池的输出电压升压后提供给所述有轨电车的辅助变流器和/或所述有轨电车的空调;
所述辅助变流器,用于将接收到的直流电转换为交流电提供给所述有轨电车上的交流用电设备;和/或,将所述接收到的直流电降压提供给所述有轨电车上的低压直流用电设备。
3.根据权利要求1所述的有轨电车的供电控制方法,其特征在于,还包括:
在所述有轨电车处于制动工况时,控制所述DC-DC电路将所述有轨电车制动产生的电能降压传输给动力电池。
4.根据权利要求1所述的有轨电车的供电控制方法,其特征在于,还包括:
在所述有轨电车处于制动工况时,控制将所述有轨电车制动产生的电能传输给所述有轨电车的辅助变流器和/或所述有轨电车的空调;
所述辅助变流器,用于将接收到的直流电转换为交流电提供给所述有轨电车上的交流用电设备;和/或,将所述接收到的直流电降压提供给所述有轨电车上的低压直流用电设备。
5.根据权利要求1所述的有轨电车的供电控制方法,其特征在于,还包括:
确定所述有轨电车从所述有接触网的路段进入所述无接触网的路段时,控制接触器断开;所述接触器位于所述受电弓与所述逆变电路之间;
确定所述有轨电车从所述无接触网的路段进入所述有接触网的路段时,控制所述受电弓从所述接触网获取电能,并控制所述接触器闭合。
6.根据权利要求1所述的有轨电车的供电控制方法,其特征在于,还包括:
确定所述接触网供电故障或所述受电弓故障时,控制所述DC-DC电路将动力电池的输出电压升压后提供给所述逆变电路,所述逆变电路将升压后的直流电逆变为交流电提供给所述牵引电机,以对所述有轨电车进行应急牵引。
7.一种有轨电车的牵引变流器,其特征在于,用于对有轨电车的牵引电机进行供电;所述有轨电车的接触网为直流电网;
所述牵引变流器包括:控制器、直流-直流DC-DC电路和逆变电路;
所述控制器,用于确定所述有轨电车处于有接触网的路段时,控制所述有轨电车的受电弓从所述接触网获取电能,所述逆变电路将所述接触网的直流电逆变为交流电提供给所述牵引电机;
所述控制器,还用于确定所述有轨电车处于无接触网的路段时,控制所述DC-DC电路将动力电池的输出电压升压后提供给所述逆变电路,所述逆变电路将升压后的直流电逆变为交流电提供给所述牵引电机。
8.根据权利要求7所述的有轨电车的牵引变流器,其特征在于,所述控制器,还用于确定所述有轨电车处于无接触网的路段时,控制所述DC-DC电路将动力电池的输出电压升压后提供给所述有轨电车的辅助变流器和/或所述有轨电车的空调;
所述辅助变流器,用于将接收到的直流电转换为交流电提供给所述有轨电车上的交流用电设备;和/或,将所述接收到的直流电降压提供给所述有轨电车上的低压直流用电设备。
9.根据权利要求7所述的有轨电车的牵引变流器,其特征在于,所述控制器,还用于在所述有轨电车处于制动工况时,控制所述DC-DC电路将所述有轨电车制动产生的电能降压传输给动力电池。
10.根据权利要求7所述的有轨电车的牵引变流器,其特征在于,所述控制器,还用于在所述有轨电车处于制动工况时,控制将所述有轨电车制动时产生的电能传输给所述有轨电车的辅助变流器和/或所述有轨电车的空调;
所述辅助变流器,用于将接收到的直流电转换为交流电提供给所述有轨电车上的交流用电设备;和/或,将所述接收到的直流电降压提供给所述有轨电车上的低压直流用电设备。
11.根据权利要求7所述的有轨电车的牵引变流器,其特征在于,还包括:接触器,所述接触器位于所述受电弓与所述逆变电路之间;
所述控制器,还用于确定所述有轨电车从所述有接触网的路段进入所述无接触网的路段时,控制所述接触器断开;
所述控制器,还用于确定所述有轨电车从所述无接触网的路段进入所述有接触网的路段时,控制所述受电弓从所述接触网获取电能,并控制所述接触器闭合。
12.根据权利要求11所述的有轨电车的牵引变流器,其特征在于,所述有轨电车包括第一触发元件和第二触发元件;
所述控制器,具体用于根据所述第一触发元件产生的第一信号确定所述有轨电车从所述有接触网的路段进入所述无接触网的路段;根据所述第二触发元件产生的第二信号确定所述有轨电车从所述无接触网的路段进入所述有接触网的路段。
13.根据权利要求7所述的有轨电车的牵引变流器,其特征在于,所述控制器,还用于确定所述接触网供电故障或所述受电弓故障时,控制所述DC-DC电路将动力电池的输出电压升压后提供给所述逆变电路,所述逆变电路将升压后的直流电逆变为交流电提供给所述牵引电机,以对所述有轨电车进行应急牵引。
14.一种有轨电车,包括车体,其特征在于,所述有轨电车包括权利要求7-13任一项所述的牵引变流器;还包括:受电弓、动力电池和牵引电机;
所述有轨电车的接触网为直流电网。
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