CN112542950B - 一种双向dc/dc变流器、城轨车辆及其牵引系统 - Google Patents

一种双向dc/dc变流器、城轨车辆及其牵引系统 Download PDF

Info

Publication number
CN112542950B
CN112542950B CN202011364325.XA CN202011364325A CN112542950B CN 112542950 B CN112542950 B CN 112542950B CN 202011364325 A CN202011364325 A CN 202011364325A CN 112542950 B CN112542950 B CN 112542950B
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
converter
voltage
contactor
traction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011364325.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN112542950A (zh
Inventor
付小龙
万伟伟
焦毕
林珍君
陈文光
赵清良
何红成
陈玉其
肖伟华
姚伍军
曾小钦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhuzhou CRRC Times Electric Co Ltd
Original Assignee
Zhuzhou CRRC Times Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhuzhou CRRC Times Electric Co Ltd filed Critical Zhuzhou CRRC Times Electric Co Ltd
Priority to CN202011364325.XA priority Critical patent/CN112542950B/zh
Priority to PCT/CN2020/133547 priority patent/WO2022110267A1/zh
Priority to AU2020478433A priority patent/AU2020478433B2/en
Priority to EP20963155.5A priority patent/EP4246792A4/en
Publication of CN112542950A publication Critical patent/CN112542950A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112542950B publication Critical patent/CN112542950B/zh
Priority to ZA2023/06444A priority patent/ZA202306444B/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1582—Buck-boost converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/007—Physical arrangements or structures of drive train converters specially adapted for the propulsion motors of electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
    • B60L9/16—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors
    • B60L9/18—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors fed from dc supply lines
    • B60L9/22—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors fed from dc supply lines polyphase motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/322—Means for rapidly discharging a capacitor of the converter for protecting electrical components or for preventing electrical shock
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1584—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel
    • H02M3/1586—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel switched with a phase shift, i.e. interleaved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/10—DC to DC converters
    • B60L2210/12—Buck converters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2220/00—Electrical machine types; Structures or applications thereof
    • B60L2220/40—Electrical machine applications
    • B60L2220/42—Electrical machine applications with use of more than one motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/52—Drive Train control parameters related to converters
    • B60L2240/526—Operating parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/52—Drive Train control parameters related to converters
    • B60L2240/527—Voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0043—Converters switched with a phase shift, i.e. interleaved
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/007—Plural converter units in cascade
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/088—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Abstract

本申请公开了一种双向DC/DC变流器、城轨车辆及其牵引系统，该双向DC/DC变流器包括DC/DC模块、控制模块、斩波电感模块及旁路接触器，通过控制模块根据供电模块的输出电压选择由DC/DC模块工作或将旁路接触器闭合来完成电能传输，不需要对原牵引系统进行重新设计，节约成本，同时DC/DC模块采用多重多相、交错并联的电路结构，一方面提高了双向DC/DC变流器的输出功率，升降压范围大，可满足城轨车辆牵引系统的要求，另一方面由于多相共用一个控制模块，进一步缩小了双向DC/DC变流器的体积，节约了成本。

Description

一种双向DC/DC变流器、城轨车辆及其牵引系统
技术领域
本申请涉及轨道交通领域，特别涉及一种双向DC/DC变流器、城轨车辆及其牵引系统。
背景技术
双向DC/DC变流器作为储能、供能和负载之间的能量流动的调节和管理核心，通过对能量流向的控制完成电能的存储和释放，在城轨车辆的能量管理系统中占据重要位置。目前，城轨车辆工作在DC1500V系统，其无法直接在DC3000V网压线路运行，若要在DC3000V网压线路运行，有以下两种方式，一是整套牵引系统按照DC3000V线路网压要求重新设计，成本较高；二是设置双向DC/DC变流器进行辅助，而常规的双向DC/DC变流器采用单重拓扑方案，升降压范围小，无法满足城轨车辆牵引系统的要求。
因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种双向DC/DC变流器、城轨车辆及其牵引系统，不需要对原牵引系统进行重新设计，升降压范围大，可满足城轨车辆牵引系统的要求，体积小，成本低。
为解决上述技术问题，本申请提供了一种双向DC/DC变流器，包括DC/DC模块、控制模块、斩波电感模块及旁路接触器，其中：
所述DC/DC模块中包括一一对应连接的n个上桥臂和n个下桥臂，每个所述上桥臂和每个所述下桥臂均包括m个并联的开关管模块，每个所述开关管模块包括可控硅元件及与所述可控硅元件反并联的二极管，所述DC/DC模块还包括第一端与每个所述上桥臂的第一端连接、第二端与每个所述下桥臂的第二端连接的输入电容，所述DC/DC模块的输入端与供电模块连接，所述DC/DC模块的输出端与所述斩波电感模块连接，所述斩波电感模块与牵引变流器连接，所述旁路接触器的第一端与所述供电模块连接，所述旁路接触器的第二端与所述牵引变流器连接，n为不小于2的整数，m为正整数；
所述控制模块，用于检测所述供电模块的输出电压，根据所述输出电压控制所述DC/DC模块工作或控制所述旁路接触器闭合。
优选的，所述供电模块为DC3000V电网、DC1500V电网或再生制动能量回馈模块。
优选的，所述控制模块还用于：
获取所述双向DC/DC变流器的工作参数，判断所述工作参数是否满足保护条件，若是，执行与所述保护条件对应的保护措施，所述保护条件为过压保护条件、欠压保护条件及过流保护条件中的任意一项。
优选的，所述斩波电感模块包括n个斩波电感。
优选的，该DC/DC变流器还包括：
设于所述斩波电感模块和所述牵引变流器之间的输出接触器；
所述控制模块，还用于当所述DC/DC模块的输出电压增大至预设电压值，控制所述输出接触器闭合。
优选的，该DC/DC变流器还包括：
设于所述电源模块和所述DC/DC模块之间的输入滤波电抗器。
优选的，该DC/DC变流器还包括：
设于所述斩波电感模块和所述牵引变流器之间的输出电容。
优选的，该DC/DC变流器还包括：
设于所述电源模块和所述DC/DC模块之间的充电短接模块，所述充电短接模块包括充电接触器、短接接触器、充电电阻及所述输入电容，其中：
所述短接接触器的第一端分别与所述电源模块和所述充电接触器的第一端连接，所述短接接触器的第二端与所述输入电容连接，所述充电接触器的第二端通过所述充电电阻与所述短接接触器的第二端连接。
优选的，该DC/DC变流器还包括：
用于为所述双向DC/DC变流器散热的散热风机。
优选的，所述根据所述输出电压控制所述DC/DC模块工作的过程具体为：
若当前工况为牵引工况，且所述输出电压满足所述牵引工况对应的启动条件，通过与所述牵引工况对应的移相控制信号控制所述DC/DC模块工作在buck降压模式；
若当前工况为再生制动工况，且所述输出电压满足所述再生制动工况对应的启动条件，通过与所述再生制动工况对应的移相控制信号控制所述DC/DC模块工作在boost升压模式。
优选的，该DC/DC变流器还包括柜体，所述柜体内部的左侧设有从前至后依次分布的所述DC/DC模块、冷却模块和输入滤波电抗器，所述冷却模块的右侧设有所述斩波电感模块，所述冷却模块用于冷却所述DC/DC模块、所述输入滤波电抗器和所述斩波电感模块，所述DC/DC模块的右侧为低压腔，所述低压腔中设有所述控制模块、网压传感器、中间电压传感器、输出电压传感器及输出电流传感器，所述输入滤波电抗器的右侧为高压腔，所述高压腔中设有充放电模块、所述旁路接触器、输出接触器、输入电流传感器及输入接线母排。
优选的，所述冷却模块包括散热风机和风机接触器，所述柜体设有位于所述DC/DC模块顶部或前侧的进风滤网，所述柜体设有位于所述输入滤波电抗器顶部的进风滤网。
优选的，所述柜体的内部通过隔板分割为左右分布的两组安装腔，左侧的所述安装腔包括从前至后依次分布的三个左侧腔体，且三个所述左侧腔体分别安装有所述DC/DC模块、所述冷却模块和所述输入滤波电抗器；右侧的所述安装腔包括从前至后依次分布的所述高压腔、安装有所述斩波电感模块的中部腔和所述低压腔。
为解决上述技术问题，本申请还提供了一种城轨车辆的牵引系统，包括DC3000V避雷器、DC1500V避雷器、避雷器选择转换开关、高压电器箱、直流高速断路器、线路电抗器、牵引变流器、牵引电机、制动电阻及如上文任意一项所述的双向DC/DC变流器。
为解决上述技术问题，本申请还提供了一种城轨车辆，包括如上文所述的城轨车辆的牵引系统。
本申请提供了一种双向DC/DC变流器，包括DC/DC模块、控制模块、斩波电感模块及旁路接触器，通过控制模块根据供电模块的输出电压选择由DC/DC模块工作或将旁路接触器闭合来完成电能传输，如当输出电压为DC3000V时，则可控制DC/DC模块工作，将DC3000V电压降低至DC1500V再输出至后端设备，当输出电压为DC1500V，则可控制旁路接触器闭合，以便将电源模块的输出电压直接传输至后端设备，不需要对原牵引系统进行重新设计，节约成本，同时DC/DC模块采用多重多相、交错并联的电路结构，一方面提高了双向DC/DC变流器的输出功率，升降压范围大，可满足城轨车辆牵引系统的要求，另一方面由于多相共用一个控制模块，进一步缩小了双向DC/DC变流器的体积，节约了成本。本申请还提供了一种城轨车辆及其牵引系统，具有和上述双向DC/DC变流器相同的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，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为本申请所提供的一种双向DC/DC变流器的结构示意图；
图2为本申请所提供的一种双向DC/DC变流器工作在正向buck降压模式时DC/DC模块的等效电路示意图；
图3为本申请所提供的一种双向DC/DC变流器工作在反向boost升压模式时DC/DC模块的等效电路示意图；
图4为本申请所提供的另一种双向DC/DC变流器的结构示意图；
图5为本申请所提供的另一种双向DC/DC变流器的结构示意图；
图6为本申请所提供的另一种双向DC/DC变流器的结构示意图；
图7为本申请所提供的一种城轨车辆的牵引系统的结构示意图。
具体实施方式
本申请的核心是提供一种双向DC/DC变流器、城轨车辆及其牵引系统，不需要对原牵引系统进行重新设计，升降压范围大，可满足城轨车辆牵引系统的要求，体积小，成本低。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
请参照图1，图1为本申请所提供的一种双向DC/DC变流器的结构示意图，该双向DC/DC变流器包括
DC/DC模块1、控制模块3、斩波电感模块2及旁路接触器KM31，其中：
DC/DC模块1中包括一一对应连接的n个上桥臂和n个下桥臂，每个上桥臂和每个下桥臂均包括m个并联的开关管模块，每个开关管模块包括可控硅元件V及与可控硅元件V反并联的二极管D，DC/DC模块1还包括第一端与每个上桥臂的第一端连接、第二端与每个下桥臂的第二端连接的输入电容C31，DC/DC模块的输入端与供电模块连接，DC/DC模块1的输出端与斩波电感模块2连接，斩波电感模块2与牵引变流器连接，旁路接触器KM31的第一端与供电模块连接，旁路接触器KM31的第二端与牵引变流器连接，n为不小于2的整数，m为正整数；
控制模块3，用于检测供电模块的输出电压，根据输出电压控制DC/DC模块1工作或控制旁路接触器KM31闭合。
其中，斩波电感模块2包括n个斩波电感，该DC/DC变流器还包括：设于电源模块和DC/DC模块1之间的输入滤波电抗器L31，设于斩波电感模块2和牵引变流器之间的输出电容C32。
具体的，本申请中的DC/DC模块1为双向DC/DC变流器的核心部件，其包括一一对应连接的n个上桥臂和n个下桥臂，每个上桥臂和每个下桥臂均包括m个并联的开关管模块，每个开关管模块包括可控硅元件V及与可控硅元件V反并联的二极管D，即本申请中的DC/DC模块1采用了多重多相、交错并联的电路结构，每一相由多路可控硅元件V并联构成，可以提高电流能力，从而提高双向DC/DC变流器的输出功率及升降压范围，满足城轨车辆牵引系统的要求。
具体的，参照图1所示，图1示出了两重两相的DC/DC模块1的结构，以两重两相的DC/DC模块1为例对本申请的方案进行说明，当然也可以采取三重三相，四重四相，甚至更多重交错并联的结构，根据实际工程需要选择即可，本申请在此不做具体的限定。两重两相的DC/DC模块1主要集成了8个750A/6500V带反向二极管D的可控硅元件V，图1中可控硅元件V以电压型IGBT元件的形式表示，当然，可控硅元件V除了可以选择IGBT，还可以选择MOS管、三极管、高频碳化硅元件等等。DC/DC模块1还集成有电容器、散热器、脉冲分配板、复合母排、驱动板、电源模块、温度继电器等元器件，图1中未示出。其中，构成同一桥臂的、并联的2个可控硅元件V关键参数必须接近，并由同一脉冲信号进行控制导通和关断，以保证导通、关断同步且均流。DC/DC模块1的DC3000V+输入端与输入滤波电抗器L31相连接，输出端P1和P2分别与斩波电感模块2中的斩波电感L32和L33连接。DC3000V与DC1500V共负线，共同连接到DC/DC模块1的主回路的负线上。
具体的，斩波电感模块2中的斩波电感L32和L33一端与DC/DC模块1的P1和P2连接，另外一端连接到输出电容C32上，斩波电感L32、L33与输出电容C32一起构成降压斩波时的输出滤波器。进一步的，在城轨车辆的牵引系统中，输出电容C32可以省略，通过修改控制逻辑，可以直接接入牵引变流器中的中间支撑电容作为双向DC/DC变流器的输出电容，有效降低了成本、节省空间和重量。
作为一种优选的实施例，根据输出电压控制DC/DC模块1工作的过程具体为：
若当前工况为牵引工况，且输出电压满足牵引工况对应的启动条件，通过与牵引工况对应的移相控制信号控制DC/DC模块1工作在buck降压模式；
若当前工况为再生制动工况，且输出电压满足再生制动工况对应的启动条件，通过与再生制动工况对应的移相控制信号控制DC/DC模块1工作在boost升压模式。
可以理解的是，本申请主要是实现高电压、大功率的双向DC/DC变换，电源模块可以提供DC3000V或DC1500V的电压，具体的，电源模块具体可以为DC1500V电网、DC3000V电网或再生制动能量回馈模块，其中，再生制动能量回馈模块为DC/DC工作在boost升压模式的能量输入源头。
具体的，若当前工况为牵引工况，当电源模块为DC3000V电网，即电源模块的输出电压为DC3000V，则判定满足牵引工况对应的启动条件，控制DC/DC变流器工作在buck模式，以将DC3000V电压降压到稳定的DC1500V输出，供给后端牵引逆变器和辅助逆变器；若当前工况为再生制动工况，此时电源模块为再生制动能量回馈模块，当电源模块的输出电压在预设范围(如1650V～1950V)，判定满足再生制动工况对应的启动条件，控制DC/DC变流器工作在boost模式，可以将牵引电机再生制动时产生的能量回馈到的牵引逆变器直流侧，将DC1500V升高到DC3000V，反馈回电网。DC1500V网压下，可通过接通旁路接触器KM31，将输入的DC1500V电压不经过任何变化直接送到输出端，供后端牵引逆变器和辅助逆变器或者回馈到电网。
具体的，图2为双向DC/DC变流器工作在正向buck降压模式时DC/DC模块1的等效电路示意图，第一重上桥臂V1、V3和第一重下桥臂的二极管VD2、VD4以及DC/DC模块1外围的斩波电感L32、输出电容C32一起构成第一重buck电路，第二重上桥臂V5、V7和第二重下桥臂的二极管VD6、VD8以及DC/DC模块1外围的斩波电感L33、输出电容C32一起构成第二重buck电路，第一重buck电路和第二重buck电路之间采取180°移相控制，两相叠加后进行输出。
具体的，图3为双向DC/DC变流器工作在反向boost升压模式时DC/DC模块1的等效电路示意图，第一重下桥臂V2、V4和第一重上桥臂的二极管VD1、VD3以及DC/DC模块1外围的斩波电感L32、输出电容C32一起构成第一重boost电路，第二重下桥臂V6、V8和第二重上桥臂的二极管VD5、VD7以及DC/DC模块1外围的斩波电感L33、输出电容C32一起构成第二重boost电路，第一重boost电路和第二重boost电路之间采取180°移相控制，两相叠加后进行输出。
可以理解的是，本申请采用交错并联移相技术，使得输出电压纹波小，带负载能力强，其中，移相控制角根据n确定，如n为2时，采取180°移相控制，n为3时，采取120°移相控制，n为4时采取90°移相控制，以此类推。
可见，本实施例中，通过控制模块根据供电模块的输出电压选择由DC/DC模块工作或将旁路接触器闭合来完成电能传输，如当输出电压为DC3000V时，则可控制DC/DC模块工作，将DC3000V电压降低至DC1500V再输出至后端设备，当输出电压为DC1500V，则可控制旁路接触器闭合，以便将电源模块的输出电压直接传输至后端设备，不需要对原牵引系统进行重新设计，节约成本，同时DC/DC模块采用多重多相、交错并联的电路结构，一方面提高了双向DC/DC变流器的输出功率，升降压范围大，可满足城轨车辆牵引系统的要求，另一方面由于多相共用一个控制模块，进一步缩小了双向DC/DC变流器的体积，节约了成本。
在上述实施例的基础上：
作为一种优选的实施例，控制模块3还用于：
获取双向DC/DC变流器的工作参数，判断工作参数是否满足保护条件，若是，执行与保护条件对应的保护措施，保护条件为过压保护条件、欠压保护条件及过流保护条件中的任意一项。
具体的，控制模块3还用于获取双向DC/DC变流器的工作参数，其中，工作参数包括但不限于：供电模块的输出电压即电网电压，供电模块的输出电流，中间电压，DC/DC模块1的输出电压，DC/DC模块1的输出电流等。
为便于获取上述工作参数，本申请还在双向DC/DC变流器的相应位置设置了电压传感器及电流传感器，参照图1所示，其中：
第一电压传感器SV31为网压传感器，用来检测系统最前端电网(受电弓)的网压，并将包含网压的检测信号送到控制模块3，当控制模块3检测到电网电压为DC3000V，将控制DC/DC模块1启动工作，进行降压变换，将网压将至DC1500V，然后输出到后端设备，当DC/DC模块1检测电网电压为DC1500V时，不启动DC/DC模块1，控制旁路接触器KM31闭合，将不经变化的电网电压，直接送到后端设备。第一电压传感器SV31同时用于网压过压、欠压保护控制，当电网电压满足过压保护条件或欠压保护条件，则执行对应的保护操作，以保证双向DC/DC变流器的安全。
第二电压传感器SV32为中间电压传感器，用来检测双向DC/DC变流器的中间电压，即输入电容C31两端的电压，同时用于中间电压过压、欠压保护控制，当中间电压满足过压保护条件或欠压保护条件，则执行对应的保护操作，以保证双向DC/DC变流器的安全。
第三电压传感器SV33为输出电压传感器，用来检测DC/DC模块1的输出电压，并将包括输出电压的检测信号送到控制模块3进行闭环控制。
第一电流传感器SC31为输入端正线电流传感器，主要用于输入过流保护控制，当输入电流满足过流保护条件，则执行对应的保护操作，以保证双向DC/DC变流器的安全。
第二电流传感器SC32、第三电流传感器SC33为输出端电流传感器，主要用于输出过流保护控制，其分别串接在斩波电感L32和L33的后端，当输出电流满足过流保护条件，则执行对应的保护操作，以保证双向DC/DC变流器的安全。
本申请中电压传感器、电流传感器采用了有源传感器磁平衡原理，也可选用其他无源的电压\电流互感器，或直接放大等原理的传感器进行替代。
作为一种优选的实施例，该DC/DC变流器还包括：
设于斩波电感模块2和牵引变流器之间的输出接触器KM32；
控制模块3，还用于当DC/DC模块1的输出电压增大至预设电压值，控制输出接触器KM32闭合。
具体的，输出接触器KM32一端连接到斩波电感，另外一端连接到后端负载或牵引变流器，主要起接通输出和隔离作用。当控制模块3控制DC/DC模块1开始工作，且第三电压传感器SV33检测到DC/DC模块1的输出电压线性逐步从0增长到预设的输出电压值后，DC/DC模块1控制输出接触器KM32闭合，输出电压至后端负载或牵引变流器，提高双向DC/DC变流器的运行安全。
作为一种优选的实施例，该DC/DC变流器还包括：
设于电源模块和DC/DC模块1之间的充电短接模块，充电短接模块包括充电接触器KM33、短接接触器KM34、充电电阻R31及输入电容C31，其中：
短接接触器KM34的第一端分别与电源模块和充电接触器KM33的第一端连接，短接接触器KM34的第二端与输入电容C31连接，充电接触器KM33的第二端通过充电电阻R31与短接接触器KM34的第二端连接。
具体的，充电短接模块由充电接触器KM33、短接接触器KM34、充电电阻R31及输入电容C31构成，输入电容C31同时作为为升压斩波时的输出滤波电容器使用。当控制模块3检测到前端高压后，先闭合充电接触器KM33，输入电容C31开始充电，当检测到输入电容C31充电到预设值(可以设置为额定值的85％)，闭合短接接触器KM34，然后断开充电接触器KM33预设时间，以避免输入电容C31和DC/DC模块1中的可空硅元件受到电压冲击，进一步提高安全性。
作为一种优选的实施例，该DC/DC变流器还包括：
用于为双向DC/DC变流器散热的散热风机M。
具体的，散热风机M通过风机接触器KF31与AC380电源连接，为双向变流器中的输入滤波电抗器L31、DC/DC模块1、斩波电感L32和L33进行强制散热，确保系统散热正常，能持续稳定的工作。
进一步的，该DC/DC变流器还包括定放电电阻R32和放电电阻R33。
作为一种优选的实施例，该DC/DC变流器还包括柜体，柜体内部的左侧设有从前至后依次分布的DC/DC模块1、冷却模块和输入滤波电抗器L31，冷却模块的右侧设有斩波电感模块2，冷却模块用于冷却DC/DC模块1、输入滤波电抗器L31和斩波电感模块2，DC/DC模块1的右侧为低压腔，低压腔中设有控制模块3、网压传感器、中间电压传感器、输出电压传感器及输出电流传感器，输入滤波电抗器L31的右侧为高压腔，高压腔中设有充放电模块、旁路接触器KM31、输出接触器KM32、输入电流传感器及输入接线母排。
作为一种优选的实施例，冷却模块包括散热风机M和风机接触器KF31，柜体设有位于DC/DC模块1顶部或前侧的进风滤网，柜体设有位于输入滤波电抗器L31顶部的进风滤网。
作为一种优选的实施例，柜体的内部通过隔板分割为左右分布的两组安装腔，左侧的安装腔包括从前至后依次分布的三个左侧腔体，且三个左侧腔体分别安装有DC/DC模块1、冷却模块和输入滤波电抗器L31；右侧的安装腔包括从前至后依次分布的高压腔、安装有斩波电感模块2的中部腔和低压腔。
具体的，参照图4-图6所示，其中，冷却装置以风机形式体现，当然也可以为水冷装置，本申请在此不做限定。DC/DC模块1可以安装于对应腔体的背板上，输入滤波电抗器L31安装于与DC/DC模块1相对称的柜体另一侧，DC/DC模块1和输入滤波电抗器L31之间为散热风机M，散热风机M安装于左侧板的安装梁上，散热风机M吸风冷却DC/DC模块1和输入滤波电抗器L31。DC/DC模块1和输入滤波电抗器L31所在腔体的柜体顶部设置有滤网。斩波电感模块2托装在柜体中间两个主贯通承重梁上，与散热风机M结构上串联在一起，散热风机M吹风冷却斩波电感模块2，出风口设置在斩波电感模块2柜体底部。高压腔体内部主要设置充电短接单元、旁路接触器KM31、输出接触器KM32、输入电流传感器、输入接线母排、其他接线结构等，充电短接单元主要由充电接触器KM33、短接接触器KM34、充电电阻R31构成。控制模块3安装于与DDM模块腔右侧的低压腔背板上且与电源板叠层安装。低压腔左侧为控制接触器单元，主要有风机控制接触器、3000V短接接触器KM34的中继、旁路接触器KM31的中继、控制电源滤波器、控制分线圆形连接器等。第一电压传感器SV31，第二电压传感器SV32，第三电压传感器SV33，电流传感器等布置在低压控制接触器单元的背部腔体中。
具体的，本申请中DC/DC模块1不包含斩波电感和输出电容C32，斩波电感和输出电容C32单独安装于柜体中DC/DC模块1的外围，但若DC/DC模块1集成斩波电感和输出滤波电容的情况或者将DC/DC模块1重新组合的方式，也在本申请的保护范围之内；本申请中的充电短接单元采用接触器、电阻、电容的方式，若采用可控性电力电子元件、电阻、电容的方式也可以替代，本申请中DC/DC模块1和输入滤波电抗器L31的冷却方式和风道形式都是可以变化的，如采用侧进风替代顶进风，小功率情况下采用自然冷却替代强迫风冷，超大功率情况下，采用水冷替代强迫风冷等。
当然，本申请中双向DC/DC变流器的柜体，进出线位置、数量、方式等都可以通过其他形式进行替代，结构件如柜体骨架结构、柜门盖板结构形式，密封方式等不做限制，其可以通过其他方式予以实现。尤其是本发明的主要器件布置位置和方式，如DC/DC模块1、散热风机M、斩波电感、输入滤波电抗器L31、控制模块3等都可以调整，基于本申请的这些变化均应视为本申请结构布置的替代方案。
综上所述，本申请解决了传统单重双向DC/DC或多个单重双向DC/DC并联输出功率小，成本高、体积大，不适合大功率场合应用的限制，采用交错并联结构，提高双向DC/DC变流器的输出功率，且多相共用一个控制模块，因此具有体积小，成本低的特点。同时在交错并联结构的基础上，各相驱动脉冲采用了移相的方式，因此具有输出电压纹波低以及动态响应速度快的优点，解决了城轨车辆在DC1500V和DC3000V混合供电线路上能正常运行的问题。
请参照图7，图7为本申请所提供的一种城轨车辆的牵引系统的结构示意图，该牵引系统包括DC3000V避雷器21、DC1500V避雷器22、避雷器选择开关KM2、高压电器箱23、直流高速断路器24、线路电抗器L1、如上文任意一项所述的双向DC/DC变流器25、牵引变流器26、牵引电机27及制动电阻28。
具体的，参照图7所示，图7为本申请所提供的双向DC/DC变流器在双流制电源(DC3000V/DC1500V)地铁牵引系统中的应用电路示意图。DC3000V避雷器21和DC1500V避雷器22靠近受电弓设置，其中DC3000V避雷器21死接在受电弓上，DC1500V避雷器22前端设置一个接触器。车辆运行在DC1500V系统中时，车辆控制通过控制接触器闭合接入DC1500V避雷器22。当车辆运行在DC3000V系统时，车辆控制接触器断开，切除DC1500V避雷器22。受电弓后端为高压电器箱23，高压电器箱23后端为直流高速断路器24，高速断路器24后端为牵引变流器26中的线路电抗器L1，线路电抗器L1后端接的便是本申请所提供的双向DC/DC变流器25，双向DC/DC变流器25后端接牵引变流器26，牵引变流器后端接制动电阻27和牵引电机28。DC/DC变流器25中DC/DC模块是否工作取决于线路网压，由控制模块进行控制，双向DC/DC变流器25工作于降压模式还是升压模式，取决于牵引系统中牵引变流器26工作于牵引状态还是再生制动状态，双向DC/DC变流器25、牵引逆变器26、城轨车辆三者的控制系统需要紧密结合，完成相应的逻辑控制。
另一方面，本申请还提供了一种城轨车辆，包括如上文所述的城轨车辆的牵引系统。
对于本申请所提供的一种轨道车辆的介绍请参照上文所述，本申请在此不再赘述。
本申请所提供的一种城轨车辆具有和上述双向DC/DC变流器相同的有益效果。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (15)

1.一种双向DC/DC变流器，其特征在于，包括DC/DC模块、控制模块、斩波电感模块及旁路接触器，其中：
所述DC/DC模块中包括一一对应连接的n个上桥臂和n个下桥臂，每个所述上桥臂和每个所述下桥臂均包括m个并联的开关管模块，每个所述开关管模块包括可控硅元件及与所述可控硅元件反并联的二极管，所述DC/DC模块还包括输入电容，所述输入电容的第一端与每个所述上桥臂的第一端连接，所述输入电容的第二端与每个所述下桥臂的第二端连接，所述DC/DC模块的输入端与供电模块连接，所述DC/DC模块的输出端与所述斩波电感模块连接，所述斩波电感模块与牵引变流器连接，所述旁路接触器的第一端与所述供电模块连接，所述旁路接触器的第二端与所述牵引变流器连接，n为不小于2的整数，m为正整数；
所述控制模块，用于检测所述供电模块的输出电压，根据所述输出电压控制所述DC/DC模块工作或控制所述旁路接触器闭合。
2.根据权利要求1所述的双向DC/DC变流器，其特征在于，所述供电模块为DC3000V电网、DC1500V电网或再生制动能量回馈模块。
3.根据权利要求1所述的双向DC/DC变流器，其特征在于，所述控制模块还用于：
获取所述双向DC/DC变流器的工作参数，判断所述工作参数是否满足保护条件，若是，执行与所述保护条件对应的保护措施，所述保护条件为过压保护条件、欠压保护条件及过流保护条件中的任意一项。
4.根据权利要求1所述的双向DC/DC变流器，其特征在于，所述斩波电感模块包括n个斩波电感。
5.根据权利要求1所述的双向DC/DC变流器，其特征在于，该DC/DC变流器还包括：
设于所述斩波电感模块和所述牵引变流器之间的输出接触器；
所述控制模块，还用于当所述DC/DC模块的输出电压增大至预设电压值，控制所述输出接触器闭合。
6.根据权利要求1所述的双向DC/DC变流器，其特征在于，该DC/DC变流器还包括：
设于所述供电模块和所述DC/DC模块之间的输入滤波电抗器。
7.根据权利要求1所述的双向DC/DC变流器，其特征在于，该DC/DC变流器还包括：
设于所述斩波电感模块和所述牵引变流器之间的输出电容。
8.根据权利要求1所述的双向DC/DC变流器，其特征在于，该DC/DC变流器还包括：
设于所述供电模块和所述DC/DC模块之间的充电短接模块，所述充电短接模块包括充电接触器、短接接触器、充电电阻及所述输入电容，其中：
所述短接接触器的第一端分别与所述供电模块和所述充电接触器的第一端连接，所述短接接触器的第二端与所述输入电容连接，所述充电接触器的第二端通过所述充电电阻与所述短接接触器的第二端连接。
9.根据权利要求1所述的双向DC/DC变流器，其特征在于，该DC/DC变流器还包括：
用于为所述双向DC/DC变流器散热的散热风机。
10.根据权利要求2-9任意一项所述的双向DC/DC变流器，其特征在于，所述根据所述输出电压控制所述DC/DC模块工作的过程具体为：
若当前工况为牵引工况，且所述输出电压满足所述牵引工况对应的启动条件，通过与所述牵引工况对应的移相控制信号控制所述DC/DC模块工作在buck降压模式；
若当前工况为再生制动工况，且所述输出电压满足所述再生制动工况对应的启动条件，通过与所述再生制动工况对应的移相控制信号控制所述DC/DC模块工作在boost升压模式。
11.根据权利要求10所述的双向DC/DC变流器，其特征在于，该DC/DC变流器还包括柜体，所述柜体内部的左侧设有从前至后依次分布的所述DC/DC模块、冷却模块和输入滤波电抗器，所述冷却模块的右侧设有所述斩波电感模块，所述冷却模块用于冷却所述DC/DC模块、所述输入滤波电抗器和所述斩波电感模块，所述DC/DC模块的右侧为低压腔，所述低压腔中设有所述控制模块、网压传感器、中间电压传感器、输出电压传感器及输出电流传感器，所述输入滤波电抗器的右侧为高压腔，所述高压腔中设有充放电模块、所述旁路接触器、输出接触器、输入电流传感器及输入接线母排。
12.根据权利要求11所述的双向DC/DC变流器，其特征在于，所述冷却模块包括散热风机和风机接触器，所述柜体设有位于所述DC/DC模块顶部或前侧的进风滤网，所述柜体设有位于所述输入滤波电抗器顶部的进风滤网。
13.根据权利要求12所述的双向DC/DC变流器，其特征在于，所述柜体的内部通过隔板分割为左右分布的两组安装腔，左侧的所述安装腔包括从前至后依次分布的三个左侧腔体，且三个所述左侧腔体分别安装有所述DC/DC模块、所述冷却模块和所述输入滤波电抗器；右侧的所述安装腔包括从前至后依次分布的所述高压腔、安装有所述斩波电感模块的中部腔和所述低压腔。
14.一种城轨车辆的牵引系统，其特征在于，包括DC3000V避雷器、DC1500V避雷器、避雷器选择转换开关、高压电器箱、直流高速断路器、线路电抗器、牵引变流器、牵引电机、制动电阻及如权利要求1-13任意一项所述的双向DC/DC变流器。
15.一种城轨车辆，其特征在于，包括如权利要求14所述的城轨车辆的牵引系统。
CN202011364325.XA 2020-11-27 2020-11-27 一种双向dc/dc变流器、城轨车辆及其牵引系统 Active CN112542950B (zh)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011364325.XA CN112542950B (zh) 2020-11-27 2020-11-27 一种双向dc/dc变流器、城轨车辆及其牵引系统
PCT/CN2020/133547 WO2022110267A1 (zh) 2020-11-27 2020-12-03 一种双向dc/dc变流器、城轨车辆及其牵引系统
AU2020478433A AU2020478433B2 (en) 2020-11-27 2020-12-03 Bidirectional dc/dc converter, urban rail vehicle and traction system thereof
EP20963155.5A EP4246792A4 (en) 2020-11-27 2020-12-03 BIDIRECTIONAL DC-CURRENT CONVERTER, URBAN RAIL VEHICLE AND TRACTION SYSTEM THEREFOR
ZA2023/06444A ZA202306444B (en) 2020-11-27 2023-06-21 Bidirectional dc/dc converter, urban rail vehicle and traction system thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011364325.XA CN112542950B (zh) 2020-11-27 2020-11-27 一种双向dc/dc变流器、城轨车辆及其牵引系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112542950A CN112542950A (zh) 2021-03-23
CN112542950B true CN112542950B (zh) 2022-03-15

Family

ID=75015331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011364325.XA Active CN112542950B (zh) 2020-11-27 2020-11-27 一种双向dc/dc变流器、城轨车辆及其牵引系统

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP4246792A4 (zh)
CN (1) CN112542950B (zh)
AU (1) AU2020478433B2 (zh)
WO (1) WO2022110267A1 (zh)
ZA (1) ZA202306444B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113098250A (zh) * 2021-06-09 2021-07-09 深圳市赛迈科技有限公司 电源电路及车载电源
CN114244117A (zh) * 2021-12-23 2022-03-25 河北科技大学 低纹波开关电源的控制方法及控制装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101604917A (zh) * 2009-06-24 2009-12-16 南京航空航天大学 采用无源辅助网络的零电压开关全桥直流变换器
EP2461471A1 (en) * 2009-07-30 2012-06-06 Yanmar Co., Ltd. Dc-dc converter circuit
CN102291006A (zh) * 2010-06-18 2011-12-21 上海威曼电气科技发展有限公司 一种交流斩波器
CN102810857B (zh) * 2012-07-09 2014-10-29 华中科技大学 一种串联型直流电力系统电能质量调节器
CN103248252B (zh) * 2013-03-07 2015-02-11 中国矿业大学 一种模块化多电平变换器的调制策略
CN204179953U (zh) * 2014-11-19 2015-02-25 株洲南车时代电气股份有限公司 牵引变流装置及模块
JP2016178780A (ja) * 2015-03-19 2016-10-06 Tdk株式会社 直列補償型電力伝送システム
CN204547805U (zh) * 2015-04-20 2015-08-12 株洲时代装备技术有限责任公司 基于超级电容的储能型再生制动能量回收系统
CN104802646B (zh) * 2015-04-20 2017-04-19 株洲中车时代装备技术有限公司 基于超级电容的储能型再生制动能量回收方法及系统
CN104821736A (zh) * 2015-05-15 2015-08-05 国家电网公司 具有直流侧短路保护功能的模块化多电平变换器
CN110549861B (zh) * 2019-09-26 2020-11-24 湖南大学 一种基于多重Boost/Buck斩波器的多流制牵引传动系统
CN110829878A (zh) * 2019-12-05 2020-02-21 哈尔滨理工大学 一种新型双向ac/dc变换器

Also Published As

Publication number Publication date
CN112542950A (zh) 2021-03-23
AU2020478433B2 (en) 2024-02-15
ZA202306444B (en) 2024-03-27
EP4246792A1 (en) 2023-09-20
EP4246792A4 (en) 2024-04-24
AU2020478433A1 (en) 2023-06-29
WO2022110267A1 (zh) 2022-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2110011C (en) Technique for decoupling the energy storage system voltage from the dc link voltage in ac electric drive systems
CN203119680U (zh) 一种飞轮储能装置的测试系统
CN112542950B (zh) 一种双向dc/dc变流器、城轨车辆及其牵引系统
CN105305859B (zh) 一种电池超级电容电动车开关磁阻电机功率变换器
CN206595914U (zh) 电梯能量转换控制装置
EP2983282A2 (en) Three port dc-dc converter
CN103684202A (zh) 集成驱动及充放电功能的电机控制器
CN104205558B (zh) 具有冷却元件的蓄能装置和用于冷却蓄能单元的方法
CN102826054A (zh) 一种电动汽车多功能集成电力电子系统
CN101599710A (zh) 单级可升压逆变器
CN110601525B (zh) 新能源汽车集成车载充电变换系统
WO2014026460A1 (zh) 一种集成开关磁阻电机驱动与低压电池充电的变换装置
Sam et al. Bidirectional integrated on-board chargers for electric vehicles—a review
US20220376624A1 (en) Dc-dc converter of power conversion system
CN109193852A (zh) 电动汽车模块化逆变器高压转低压变换充电电路
CN203708127U (zh) 一种功率变换装置
CN107248834A (zh) 一种电动车驱动电机用集成模块化控制器
CN106314184A (zh) 一种电动汽车车载充电驱动一体化拓扑结构
CN113428028A (zh) 多交流电源端口多直流母线的电动汽车充电站
CN112297894A (zh) 一种宽范围输出的集成车载充电机
CN202841050U (zh) 一种具有能量回馈功能的级联型高压变频器调速系统
Rahman et al. Cascaded solid state transformer structure to power fast EV charging stations from medium voltage transmission lines
CN208874323U (zh) 电动汽车模块化逆变器高压转低压变换充电电路
CN113726137A (zh) 变换装置
Attaianese et al. High performances supercapacitor recovery system including Power Factor Correction (PFC) for elevators

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant