CN110603168B - 铁道车辆 - Google Patents

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Abstract

实施方式的铁道车辆具备第1蓄电池单元、第1DC‑DC转换器、第1DC‑AC转换器、第1马达、第1DC链路、第2蓄电池单元、第2DC‑DC转换器、第2DC‑AC转换器、第2马达、第2DC链路、第3DC链路以及控制部。控制部基于第1蓄电池单元、第1DC‑DC转换器、第2蓄电池单元以及第2DC‑DC转换器的状态，对分别设置在第1DC链路、第2DC链路以及第3DC链路上的开关进行控制。

Description

铁道车辆
技术领域
本发明的实施方式涉及一种铁道车辆。
背景技术
以往，除了从架线接受电力供给而行驶的铁道车辆之外，还已知有使用由发电机发电出的电力行驶，或者使用由蓄电池蓄积的电力行驶的铁道车辆。在不从架线接受电力供给的铁道车辆中，在车载的电力系统的一部分发生了异常的情况下，有可能变得无法向马达进行电力供给，而变得无法进行退避行驶。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-90554号公报
专利文献2：日本特开2014-91504号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明要解决的课题在于提供一种铁道车辆，在电力系统发生异常时，能够更持续地行驶。
用于解决课题的手段
实施方式的铁道车辆具备第1蓄电池单元、第1DC-DC转换器、第1DC-AC转换器、第1马达、第1DC链路、第2蓄电池单元、第2DC-DC转换器、第2DC-AC转换器、第2马达、第2DC链路、第3DC链路以及控制部。第1DC-DC转换器与第1蓄电池单元连接。第1DC-AC转换器将直流转换成交流。第1马达使用从第1DC-AC转换器供给的交流，对车轮输出驱动力。第1DC链路将第1DC-DC转换器与第1DC-AC转换器连接，且设置有第1开关。第2DC-DC转换器与第2蓄电池单元连接。第2DC-AC转换器将直流转换成交流。第2马达使用从第2DC-AC转换器供给的交流，对车轮输出驱动力。第2DC链路将第2DC-DC转换器与第2DC-AC转换器连接，且设置有第2开关。第3DC链路将第1DC链路中的第1开关与第1DC-AC转换器之间的部位和第2DC链路中的第2开关与第2DC-AC转换器之间的部位连接，且设置有第3开关。控制部对第1DC-DC转换部进行控制而使第1DC链路的电压接近目标电压，并且对第2DC-DC转换部进行控制而使第2DC链路的电压接近目标电压，在第1蓄电池单元、第1DC-DC转换器、第2蓄电池单元以及第2DC-DC转换器未发生异常的情况下，将第1开关以及第2开关设为导通状态，在第1蓄电池单元或者第1DC-DC转换器发生了异常的情况下，将第1开关设为切断状态，并且将第2开关以及第3开关设为导通状态，在第2蓄电池单元或者第2DC-DC转换器发生了异常的情况下，将第2开关设为切断状态，并且将第1开关以及第3开关设为导通状态。
附图说明
图1是实施方式的铁道车辆1的概要图。
图2是第1实施方式的铁道车辆1所搭载的铁道车辆用电力供给系统10的构成图。
图3是控制部50的功能构成图。
图4是表示用于导出规定的负载扭矩的映射的一例的图。
图5是表示基于异常判定部55的判定结果的每个状态下的开关控制以及转换器控制的内容的图。
图6是表示通常状态下的电力供给路径的图。
图7是表示蓄电池单元22A或者DC-DC转换器24A发生异常、蓄电池单元22B以及DC-DC转换器24B未发生异常的情况下的电力供给路径的图。
图8是表示蓄电池单元22A以及DC-DC转换器24A未发生异常、蓄电池单元22B或者DC-DC转换器24B发生异常的情况下的电力供给路径的图。
图9是表示蓄电池单元22A或者DC-DC转换器24A发生异常、且蓄电池单元22B或者DC-DC转换器24B发生异常的情况下的电力供给路径的图。
图10是第2实施方式的铁道车辆所搭载的铁道车辆用电力供给系统10A的构成图。
图11是第3实施方式的铁道车辆所搭载的铁道车辆用电力供给系统10B的构成图。
图12是表示第3实施方式的基于异常判定部55的判定结果的每个状态下的开关控制以及转换器控制的内容的图。
图13是第4实施方式的铁道车辆所搭载的铁道车辆用电力供给系统10C的构成图。
具体实施方式
以下，参照附图对实施方式的铁道车辆进行说明。
图1是实施方式的铁道车辆1的概要图。铁道车辆1例如是不从架线接受电力供给而在线路上行驶的车辆。在铁道车辆1中搭载有与车轮80-1、80-2、80-3以及80-4的车轴连结并驱动各个车轮的马达70A-1、70A-2、70B-1以及70B-2。此外，在铁道车辆1中搭载有向马达70A-1、70A-2、70B-1以及70B-2供给交流电力的铁道车辆用电力供给系统10。以下，在不区分是哪个马达时，简称为马达70，在不区分是哪个车轮时，简称为车轮80。马达70例如是永久磁铁马达，但并不限定于此，也可以是同步磁阻马达等感应马达。铁道车辆用电力供给系统10的构成要素可以搭载在铁道车辆1的地板下部分，也可以搭载在车厢内。此外，图1所示的马达70、车轮80的数量或者组合只不过是一例，可以任意地进行变更。马达70A-1与70A-2中的一方或者双方是第1马达的一例，马达70B-1与70B-2中的一方或者双方是第2马达的一例。
(第1实施方式)
图2是第1实施方式的铁道车辆1所搭载的铁道车辆用电力供给系统10的构成图。在第1实施方式中，马达70是永久磁铁马达。铁道车辆用电力供给系统10例如具备发动机12、发电机14、第1DC链路20A及与其连接的设备、第2DC链路20B及与其连接的设备、以及第3DC链路40。另外，也可以将从铁道车辆用电力供给系统10中除去了发动机12以及发电机14之后的装置，称作铁道车辆用电力转换装置。
发动机12是通过使燃料燃烧而输出动力的内燃机(例如，柴油发动机)。发动机12例如被控制为，与负载扭矩无关地以规定转速运转。发电机14使用发动机12输出的动力而发电出交流电力。发电机14例如输出三相交流电力。
[第1DC链路侧的构成]
在第1DC链路20A上连接有蓄电池单元22A、DC-DC转换器24A、第1开关26A、平滑电容器28A、电压传感器30A、AC-DC转换器(换流器)32A、DC-AC转换器(逆变器)34A-1及34A-2等设备。蓄电池单元22A是第1蓄电池单元的一例，DC-DC转换器24A是第1DC-DC转换器的一例，AC-DC转换器32A是第1AC-DC转换器的一例，DC-AC转换器34A-1及34A-2是第1DC-AC转换器的一例。
蓄电池单元22A包括锂离子电池等蓄电池、充电电路、电压传感器、电流传感器、温度计、以及基于这些装置的检测值来计算充电率(SOC：State Of Charge)的BMU(BatteryManagement Unit)等设备。
DC-DC转换器24A例如是DC-DC斩波器。DC-DC转换器24A在蓄电池单元22A侧与DC-AC转换器34A-1及34A-2侧之间进行电压转换。DC-DC转换器24A以第1DC链路20A的电压被维持为一定值的方式进行动作。
平滑电容器28A将第1DC链路20A的电压平滑化。电压传感器30A测定第1DC链路20A的电压，并输出至控制部50。
AC-DC转换器32A将由发电机14发电出的三相交流的电力转换成直流并输出至第1DC链路20A侧。
DC-AC转换器34A-1例如在内部具备多个开关元件。DC-AC转换器34A-1将经由第1DC链路20A供给的直流转换成三相交流，并供给至马达70A-1。在DC-AC转换器34A-1与马达70A-1之间设置有接触器36A-1。同样，DC-AC转换器34A-2将经由第1DC链路20A供给的直流转换成三相交流，并供给至马达70A-2。在DC-AC转换器34A-2与马达70A-2之间设置有接触器36A-2。当在不驱动马达70A-1及70A-2的状态下车轮80-1及80-2旋转的情况下，例如在铁道车辆1被其他车辆牵引那样的情况、或者铁道车辆1进行退避行驶而停止的情况下等，接触器36A-1及36A-2由控制部50控制为切断状态。
[第2DC链路侧的构成]
在第2DC链路20B上连接有蓄电池单元22B、DC-DC转换器24B、第1开关26B、平滑电容器28B、电压传感器30B、AC-DC转换器(换流器)32B、DC-AC转换器(逆变器)34B-1及34B-2等设备。蓄电池单元22B是第2蓄电池单元的一例，DC-DC转换器24B是第2DC-DC转换器的一例，AC-DC转换器32B是第2AC-DC转换器的一例，DC-AC转换器34B-1及34B-2是第2DC-AC转换器的一例。
蓄电池单元22B包括锂离子电池等蓄电池、充电电路、电压传感器、电流传感器、温度计、以及基于这些装置的检测值来计算充电率的BMU等设备。
DC-DC转换器24B例如是DC-DC斩波器。DC-DC转换器24B在蓄电池单元22B侧与DC-AC转换器34B-1及34B-2侧之间进行电压转换。DC-DC转换器24B以第2DC链路20B的电压被维持为一定值的方式进行动作。
平滑电容器28B将第2DC链路20B的电压平滑化。电压传感器30A测定第2DC链路20B的电压，并输出至控制部50。
AC-DC转换器32B将由发电机14发电出的三相交流的电力转换成直流，并输出至第2DC链路20B侧。
DC-AC转换器34B-1例如在内部具备多个开关元件。DC-AC转换器34B-1将经由第2DC链路20B供给的直流转换成三相交流，并供给至马达70B-1。在DC-AC转换器34B-1与马达70B-1之间设置有接触器36B-1。同样，DC-AC转换器34B-2将经由第2DC链路20B供给的直流转换成三相交流，并供给至马达70B-2。在DC-AC转换器34B-2与马达70B-2之间设置有接触器36B-2。当在不驱动马达70B-1以及70B-2的状态下车轮80-3以及80-4旋转的情况下，例如在铁道车辆1被其他车辆牵引那样的情况、或者铁道车辆1进行退避行驶而停止的情况下等，接触器36B-1及36B-2由控制部50控制为切断状态。
[第3DC链路]
第3DC链路40将第1DC链路20A中的第1开关26A与DC-AC转换器34A-1及34A-2之间的部位P1、P2、和第2DC链路20B中的第2开关26B与DC-AC转换器34B-1及34B-2之间的部位P3、P4连接。在第3DC链路40上设置有第3开关42。
第1开关26A、第2开关26B、第3开关42以及接触器36A-1、36A-2、36B-1、36B-2例如是接触器(电磁接触器)。
以下，在不区分是哪个DC链路侧的构成时，适当省略对是哪个DC链路侧的构成进行表示的符号“A”、“B”、“A-1”、“B-1”等而进行说明。
[控制部]
控制部50对铁道车辆用电力供给系统10的整体进行控制。控制部50被输入来自主控制器60的指示信号、来自速度计61的速度测定值等信息。
图3是控制部50的功能构成图。控制部50例如具备发动机输出运算部51、AC-DC转换器控制部52、DC-DC转换器控制部53、DC-AC转换器控制部54、异常判定部55以及开关控制部56。这些各控制部例如通过一个以上的硬件处理器执行程序来实现。此外，这些各控制部中的一部分或者全部可以通过LSI(Large Scale Integration)、ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)等硬件来实现，也可以通过软件与硬件的协作来实现。控制部50可以通过多个硬件处理器、LSI、ASIC、FPGA等进行分散处理。在该情况下，控制部50可以具备分体的多个构成，其一部分或者全部可以设置在控制对象的设备的附近或者收纳在相同的框体内。
发动机输出运算部51例如将发动机12控制为以规定转速Ne运转。规定转速Ne是通过与规定的负载扭矩Te的组合而能够使发动机12能量效率良好地运转的转速。发动机输出运算部51将所决定出的转速输出至发动机12的控制装置(未图示)。另外，发动机输出运算部51进行控制，以使发动机12的输出与蓄电池单元22A及22B的输出之和成为基于来自主控制器60的指示信号与来自速度计61的速度测定值而决定的要求功率。然后，发动机输出运算部51为，当在蓄电池单元22A或者22B中产生了由于SOC、温度等而引起的充放电限制的情况下，也可以使规定转速Ne上升或者下降以满足该限制。
AC-DC转换器控制部52使AC-DC转换器32执行例如在以下说明的任一个控制。
(1)扭矩控制
在该情况下，AC-DC转换器控制部52对AC-DC转换器32进行控制，以便向发动机12施加规定的负载扭矩。规定的负载扭矩是用于使发动机12在能量效率良好的运转点运转的扭矩。图4是表示用于导出规定的负载扭矩的映射的一例的图。如图所示，该映射是将规定的负载扭矩Te与发动机12的转速Ne建立了对应的映射。AC-DC转换器控制部52取得控制时刻的发动机12的转速Ne，通过参照映射而导出规定的负载扭矩Te。另外，通过参照映射而导出规定的负载扭矩Te的处理，也可以在发动机输出运算部51中进行。
(2)DC链路电压控制
在该情况下，AC-DC转换器控制部52对AC-DC转换器32A进行指示，以便将第1DC链路20A的电压维持为一定，且/或，对AC-DC转换器32B进行指示，以便将第2DC链路20B的电压维持为一定。DC链路电压控制的内容例如简单地通过式(1)表示。在式中，Kp1是比例项的增益，V#是第1DC链路20A或者第2DC链路20B的目标电压，V是由电压传感器30A或者30B测定出的电压，Ki1是积分项的增益。即，第2模式下的控制是使电压V接近目标电压V#的反馈控制(PI控制)。另外，AC-DC转换器控制部52也可以代替PI控制而进行PID控制、其他方式的反馈控制。
ΔTe＝Kp1(V#-V)+Ki1∫(V#-V)dt……(1)
DC-DC转换器控制部53对DC-DC转换器24A及24B进行控制。DC-DC转换器控制部53对DC-DC转换器24A进行指示，以便将第1DC链路20A的电压维持为一定，并且对DC-DC转换器24B进行指示，以便将第2DC链路20B的电压维持为一定。以下，有时将DC-DC转换器控制部53进行的控制与AC-DC转换器控制部52进行的控制同样地称作“DC链路电压控制”。DC-DC转换器控制部53进行的DC链路电压控制的内容例如简单地通过式(2)表示。在式中，D是对各DC-DC转换器24赋予的占空比，Kp2是比例项的增益，Ki2是积分项的增益，即，DC-DC转换器控制部53进行的控制是使电压V接近目标电压V#的反馈控制(PI控制)。另外，DC-DC转换器控制部53也可以代替PI控制而进行PID控制、其他方式的反馈控制。
ΔD＝Kp2(V#-V)+Ki2∫(V#-V)dt……(2)
DC-AC转换器控制部54对各DC-AC转换器34进行控制。DC-AC转换器控制部54例如基于从主控制器60输入的触点数与从速度计61输入的铁道车辆1的速度，决定各马达70应当输出的目标扭矩。然后，DC-AC转换器控制部54基于所决定出的目标扭矩，决定对DC-AC转换器34赋予的控制信息。各DC-AC转换器34基于所输入的控制信息向马达70供给三相交流。由此，马达70输出驱动力，铁道车辆1能够行驶。另外，在决定上述控制信息时，例如，进行基于三相交流中的至少两相的电流值的矢量控制运算、V/F控制运算等，但省略与其相关的详细说明。
异常判定部55判定在铁道车辆用电力供给系统10的监视对象设备是否发生异常。监视对象设备至少包括蓄电池单元22A、DC-DC转换器24A、蓄电池单元22B以及DC-DC转换器24B。异常判定部55例如基于针对向监视对象设备发送的信号有无响应以及响应的内容、或者定期发送的生存确认信号、所输出的控制信号等，判定在监视对象设备是否发生异常。此外，异常判定部55也可以基于铁道车辆用电力供给系统10的各部分的电压或者电流，判定在监视对象设备是否发生异常。异常判定部55例如在针对向监视对象设备发送的信号无响应的情况下，判定为在监视对象设备发生了异常。此外，异常判定部55也可以在从监视对象设备定期发送的生存确认信号中断了的情况下，判定为在监视对象设备发生了异常。此外，异常判定部55也可以在从监视对象设备输出的控制信号示出异常值的情况下，判定为在监视对象设备发生了异常。此外，异常判定部55也可以在铁道车辆用电力供给系统10的各部分的电压或者电流所示出的值为异常值的情况下，判定为在监视对象设备发生了异常。
开关控制部56根据基于异常判定部55的判定结果的监视对象设备的状态，将第1开关26A、第2开关26B以及第3开关42分别控制为导通状态或者切断状态。
[每个状态下的控制]
图5是表示基于异常判定部55的判定结果的每个状态下的开关控制以及转换器控制的内容的图。在通过异常判定部55判定为在蓄电池单元22A、DC-DC转换器24A、蓄电池单元22B、DC-DC转换器24B的哪一个中都没有发生异常的情况(通常状态的情况)下，开关控制部56将第1开关26A以及第2开关26B设为导通状态，将第3开关42设为切断状态。另外，在通常状态下也可以将第3开关42设为导通状态，但在该情况下，能够设想到在第1DC链路20A与第2DC链路20B之间会产生电流不平衡、电压的紊乱等。为了防止该情况，可以考虑追加使各转换器所输出的电流均等的反馈控制、或者追加仅允许从DC-DC转换器24A及24B流出的方向的电流的二极管等，但会产生控制变得复杂或者变得无法进行再生这样的不良情况。因此，在通常状态下优选将第3开关42设为切断状态。
此外，在通常状态的情况下，AC-DC转换器控制部52使AC-DC转换器32A及32B执行扭矩控制，DC-DC转换器控制部53使DC-DC转换器24A及24B执行DC链路电压控制。
图6是表示通常状态下的电力供给路径的图。另外，在图6至图9中，省略表示一部分的构成要素。此外，在图中，用粗线表示电力供给路径。在通常状态下，第1DC链路20A与第2DC链路20B之间被切断。此外，在通常状态下，能够从发电机14和AC-DC转换器32A、以及蓄电池单元22A和DC-DC转换器24A向第1DC链路20A供给电力。因此，对AC-DC转换器32A进行扭矩控制，对DC-DC转换器24A进行DC链路电压控制。
同样，在通常状态下，能够从发电机14和AC-DC转换器32B、以及蓄电池单元22B和DC-DC转换器24B向第2DC链路20B供给电力。因此，对AC-DC转换器32B进行扭矩控制，对DC-DC转换器24B进行DC链路电压控制。
返回到图5，在通过异常判定部55判定为蓄电池单元22A或者DC-DC转换器24A发生了异常、蓄电池单元22B以及DC-DC转换器24B未发生异常的情况下，开关控制部56将第1开关26A设为切断状态，将第2开关26B以及第3开关42设为导通状态。
此外，在通过异常判定部55判定为蓄电池单元22A或者DC-DC转换器24A发生了异常、蓄电池单元22B以及DC-DC转换器24B未发生异常的情况下，AC-DC转换器控制部52使AC-DC转换器32A及32B执行扭矩控制，DC-DC转换器控制部53使DC-DC转换器24A停止，并使DC-DC转换器24B执行DC链路电压控制。
图7是表示蓄电池单元22A或者DC-DC转换器24A发生了异常、蓄电池单元22B以及DC-DC转换器24B未发生异常的情况下的电力供给路径的图。在该情况下，第1DC链路20A与第2DC链路20B导通，能够从发电机14和AC-DC转换器32A、发电机14和AC-DC转换器32B、以及蓄电池单元22B和DC-DC转换器24B向它们供给电力。因此，对AC-DC转换器32A以及AC-DC转换器32B进行扭矩控制，对DC-DC转换器24B进行DC链路电压控制。
返回到图5，在通过异常判定部55判定为蓄电池单元22A以及DC-DC转换器24A未发生异常、蓄电池单元22B或者DC-DC转换器24B发生了异常的情况下，开关控制部56将第1开关26A设为导通状态，将第2开关26B设为切断状态，将第3开关42设为导通状态。
此外，在通过异常判定部55判定为蓄电池单元22A或者DC-DC转换器24A未发生异常、蓄电池单元22B以及DC-DC转换器24B发生了异常的情况下，AC-DC转换器控制部52使AC-DC转换器32A及32B执行扭矩控制，DC-DC转换器控制部53使DC-DC转换器24A执行DC链路电压控制，并使DC-DC转换器24B停止。
图8是表示蓄电池单元22A以及DC-DC转换器24A未发生异常、蓄电池单元22B或者DC-DC转换器24B发生了异常的情况下的电力供给路径的图。在该情况下，第1DC链路20A与第2DC链路20B导通，能够从发电机14和AC-DC转换器32A、发电机14和AC-DC转换器32B、以及蓄电池单元22A和DC-DC转换器24A对它们供给电力。因此，对AC-DC转换器32A以及AC-DC转换器32B进行扭矩控制，对DC-DC转换器24A进行DC链路电压控制。
返回到图5，在通过异常判定部55判定为在蓄电池单元22A或者DC-DC转换器24A发生了异常、且在蓄电池单元22B或者DC-DC转换器24B发生了异常的情况下，开关控制部56将第1开关26A、第2开关26B以及第3开关42设为切断状态。另外，在该情况下，也可以与通常时同样，将第3开关42设为导通状态，但由于存在追加用于抑制电流不平衡、电压紊乱的构成、功能的缺点，因此优选将第3开关42设为切断状态。
此外，在通过异常判定部55判定为在蓄电池单元22A或者DC-DC转换器24A发生了异常、且在蓄电池单元22B或者DC-DC转换器24B发生了异常的情况下，AC-DC转换器控制部52使AC-DC转换器32A及32B执行DC链路电压控制，DC-DC转换器控制部53使DC-DC转换器24A及24B停止。
图9是表示蓄电池单元22A或者DC-DC转换器24A发生了异常、且在蓄电池单元22B或者DC-DC转换器24B发生了异常的情况下的电力供给路径的图。在该情况下，例如，第1DC链路20A与第2DC链路20B之间被切断。此外，在该情况下，对于第1DC链路20A，能够从发电机14以及AC-DC转换器32A供给电力，无法从蓄电池单元22A以及DC-DC转换器24A供给电力。因而，对AC-DC转换器32A进行DC链路电压控制。这是因为，当第1DC链路20A的电压要较大地变动时，有时无法适当地驱动马达70A-1及70A-2。对于第2DC链路20B，能够从发电机14以及AC-DC转换器32B供给电力，无法从蓄电池单元22B以及DC-DC转换器24B供给电力。因而，对AC-DC转换器32B进行DC链路电压控制。
[总结]
通过采用图2那样的将发动机12以及AC-DC转换器32、与蓄电池单元22以及DC-DC转换器24并联设置的构成，能够降低发动机12、AC-DC转换器32的额定规格，促进装置的小型化与低成本化。在该情况下，能够设想到构成为，仅通过发动机12与AC-DC转换器32或者蓄电池单元22与DC-DC转换器24中的一方，无法输出作为目标的电力，但能够将双方组合而输出作为目标的电力。
假设，在考虑不具备第3DC链路40的构成的情况下，能够如上述那样输出电力，但由于使电压接近目标电压的功能停止，所以AC-DC转换器32不得不进行DC链路电压控制。由此，有时无法使发动机12在能量效率良好的运转点运转。
此外，在不具备第3DC链路40以及第3开关42的构成中，在图1所示那样的马达70的配置的情况下，在蓄电池单元22A、DC-DC转换器24A、蓄电池单元22B以及DC-DC转换器24B中的任一个发生了异常的情况下，存在由马达70A-1及70A-2的组与马达70B-1及70B-2的组输出的驱动力不同的情况。其结果，产生轴重不平衡，振动会增大，此外，控制部50所进行的控制的难易度会提高。
进而，在马达70为永久磁铁马达的情况下，当在未从DC-AC转换器34供给电力的状态下车轮80旋转时，马达70作为发电机进行动作，产生反电动势电压。通过设置接触器36，能够避免反电动势电压向DC-AC转换器34侧流入。但是，在永久磁铁马达中，设置于转子的永久磁铁经由气隙而被所接近的定子齿吸引，产生对旋转进行抵抗的力。因此，有时基于牵引的移动变得困难。
与此相对，在实施方式的铁道车辆1中，具备第3DC链路40以及第3开关42，在蓄电池单元22A、DC-DC转换器24A、蓄电池单元22B以及DC-DC转换器24B中的任一个发生了异常的情况下，将第3开关42控制为导通状态而使第1DC链路20A与第2DC链路20B导通，因此能够使由马达70A-1和70A-2的组与马达70B-1和70B-2的组输出的驱动力相同。
此外，在该情况下，只要蓄电池单元22A和DC-DC转换器24A的组、以及蓄电池单元22B和DC-DC转换器24B的组中的一组正常地动作，就能够使用该组进行DC链路电压控制，因此能够对AC-DC转换器32进行扭矩控制。因此，能够使发动机12持续地在能量效率良好的运转点运转。
此外，在实施方式的铁道车辆1中，在蓄电池单元22A或者DC-DC转换器24A发生了异常、且在蓄电池单元22B或者DC-DC转换器24B发生了异常的情况下，通过对AC-DC转换器32A及32B的双方进行DC链路电压控制，由此虽然存在发动机12的能量效率恶化的可能性，但是能够采取移动至退避场所这样的退避行动。
此外，铁道车辆1能够降低产生在不对马达70进行电力供给的状态下马达70被牵引转动这样的事态的可能性。
根据以上说明了的第1实施方式的铁道车辆1，在电力系统的异常发生时，能够更持续地行驶。
(第2实施方式)
以下，对第2实施方式进行说明。在第2实施方式中，马达70是同步磁阻马达等感应马达。图10是第2实施方式的铁道车辆所搭载的铁道车辆用电力供给系统10A的构成图。在为感应马达的情况下，能够通过一个DC-AC转换器34来驱动多个马达70。此外，能够省略接触器36。
(第3实施方式)
以下，对第3实施方式进行说明。第3实施方式具有从第1或者第2实施方式的构成中省略了发动机12、发电机14以及AC-DC转换器32的构成。图11是第3实施方式的铁道车辆所搭载的铁道车辆用电力供给系统10B的构成图。铁道车辆用电力供给系统10B也可以是能够经由插头90从外部供电装置接受电力供给的构成。
图12是表示第3实施方式的基于异常判定部55的判定结果的每个状态下的开关控制以及转换器控制的内容的图。在通常状态的情况下，开关控制部56将第1开关26A以及第2开关26B设为导通状态，将第3开关42设为切断状态。此外，在通常状态的情况下，DC-DC转换器控制部53使DC-DC转换器24A及24B执行DC链路电压控制。
在蓄电池单元22A或者DC-DC转换器24A发生了异常、蓄电池单元22B以及DC-DC转换器24B未发生异常的情况下，开关控制部56将第1开关26A设为切断状态，将第2开关26B以及第3开关42设为导通状态。
此外，在蓄电池单元22A或者DC-DC转换器24A发生了异常、蓄电池单元22B以及DC-DC转换器24B未发生异常的情况下，DC-DC转换器控制部53使DC-DC转换器24A停止，并使DC-DC转换器24B执行DC链路电压控制。
在蓄电池单元22A以及DC-DC转换器24A未发生异常、蓄电池单元22B或者DC-DC转换器24B发生了异常的情况下，开关控制部56将第1开关26A设为导通状态，将第2开关26B设为切断状态，将第3开关42设为导通状态。
此外，在蓄电池单元22A或者DC-DC转换器24A未发生异常、蓄电池单元22B以及DC-DC转换器24B发生了异常的情况下，DC-DC转换器控制部53使DC-DC转换器24A执行DC链路电压控制，使DC-DC转换器24B停止。
在蓄电池单元22A或者DC-DC转换器24A发生了异常、且蓄电池单元22B或者DC-DC转换器24B发生了异常的情况下，开关控制部56将第1开关26A、第2开关26B以及第3开关42设为切断状态。
此外，在蓄电池单元22A或者DC-DC转换器24A发生了异常、且蓄电池单元22B或者DC-DC转换器24B发生了异常的情况下，DC-DC转换器控制部53使DC-DC转换器24A及24B停止。
(第4实施方式)
以下，对第4实施方式进行说明。第4实施方式是相对于第1至第3实施方式的构成追加了与DC链路连接的辅机驱动用的电源装置的实施方式。图13是第4实施方式的铁道车辆所搭载的铁道车辆用电力供给系统10C的构成图。如图所示，在第1DC链路20A上连接有电源装置91A，在第2DC链路20B上连接有电源装置91B。电源装置91A例如将第1DC链路20A的电压进行降压，并向铁道车辆所搭载的空调装置、照明等辅机供给电力。电源装置91B例如将第2DC链路20B的电压进行降压，并同样向辅机供给电力。另外，也可以仅在第1DC链路20A与第2DC链路20B中的任一个上连接电源装置。
根据以上说明了的至少一个实施方式，在蓄电池单元22A、DC-DC转换器24A、蓄电池单元22B以及DC-DC转换器24B未发生异常的情况下，将第1开关26A以及第2开关26B设为导通状态，在蓄电池单元22A或者DC-DC转换器24A发生了异常的情况下，将第1开关26A设为切断状态，并且将第2开关26B以及第3开关42设为导通状态，在蓄电池单元22B或者DC-DC转换器24B发生了异常的情况下，将第2开关26B设为切断状态，并且将第1开关26A以及第3开关42设为导通状态，由此，在电力系统的异常发生时，能够更持续地行驶。
对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提示的，并不意图对发明的范围进行限定。这些实施方式能够以其他各种方式加以实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围及主旨中，并且包含于权利要求所记载的发明和与其等同的范围中。

Claims (7)

1.一种铁道车辆，具备：
第1蓄电池单元；
第1DC-DC转换器，与上述第1蓄电池单元连接；
第1DC-AC转换器，将直流转换成交流；
第1马达，使用从上述第1DC-AC转换器供给的交流，对车轮输出驱动力；
第1DC链路，将上述第1DC-DC转换器与上述第1DC-AC转换器连接，且设置有第1开关；
第2蓄电池单元；
第2DC-DC转换器，与上述第2蓄电池单元连接；
第2DC-AC转换器，将直流转换成交流；
第2马达，使用从上述第2DC-AC转换器供给的交流，对车轮输出驱动力；
第2DC链路，将上述第2DC-DC转换器与上述第2DC-AC转换器连接，且设置有第2开关；
第3DC链路，将上述第1DC链路中的上述第1开关与上述第1DC-AC转换器之间的部位、和上述第2DC链路中的上述第2开关与上述第2DC-AC转换器之间的部位连接，且设置有第3开关；以及
控制部，对上述第1DC-DC转换器进行控制而使上述第1DC链路的电压接近目标电压，且对上述第2DC-DC转换器进行控制而使上述第2DC链路的电压接近上述目标电压，
在上述第1蓄电池单元、上述第1DC-DC转换器、上述第2蓄电池单元以及上述第2DC-DC转换器未发生异常的情况下，将上述第1开关以及上述第2开关设为导通状态，
在上述第1蓄电池单元或者上述第1DC-DC转换器发生了异常的情况下，将上述第1开关设为切断状态，且将上述第2开关以及上述第3开关设为导通状态，
在上述第2蓄电池单元或者上述第2DC-DC转换器发生了异常的情况下，将上述第2开关设为切断状态，且将上述第1开关以及上述第3开关设为导通状态。
2.如权利要求1所述的铁道车辆，其中，
上述第1马达以及上述第2马达为永久磁铁马达。
3.如权利要求1或2所述的铁道车辆，其中，
在上述第1蓄电池单元、上述第1DC-DC转换器、上述第2蓄电池单元以及上述第2DC-DC转换器未发生异常的情况下，上述控制部将上述第3开关设为切断状态。
4.如权利要求1所述的铁道车辆，还具备：
第1AC-DC转换器，与上述第1DC链路连接，将从发电机供给的交流转换成直流而输出至上述第1DC链路；以及
第2AC-DC转换器，与上述第2DC链路连接，将从发电机供给的交流转换成直流而输出至上述第2DC链路，
在上述第1蓄电池单元或者上述第1DC-DC转换器发生了异常、且上述第2蓄电池单元或者上述第2DC-DC转换器发生了异常的情况下，上述控制部将上述第1开关以及上述第2开关设为切断状态。
5.如权利要求4所述的铁道车辆，其中，
在上述第1蓄电池单元或者上述第1DC-DC转换器发生了异常、且上述第2蓄电池单元或者上述第2DC-DC转换器发生了异常的情况下，上述控制部使上述第1AC-DC转换器与上述第2AC-DC转换器中的至少一方，以使上述第1DC链路以及上述第2DC链路的电压接近上述目标电压的方式进行动作。
6.如权利要求5所述的铁道车辆，其中，
上述发电机利用内燃机输出的动力进行发电，
在上述第1蓄电池单元以及上述第1DC-DC转换器的双方处于正常状态的情况、或者上述第2蓄电池单元以及上述第2DC-DC转换器的双方处于正常状态的情况下，上述控制部使上述第1AC-DC转换器以及上述第2AC-DC转换器输出用于使上述内燃机在能量效率良好的运转点运转的扭矩。
7.如权利要求4所述的铁道车辆，其中，
在上述第1蓄电池单元或者上述第1DC-DC转换器发生了异常、且上述第2蓄电池单元或者上述第2DC-DC转换器发生了异常的情况下，上述控制部将上述第3开关设为切断状态。
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