CN113459813B - 一种动力模块控制装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种动力模块控制装置包括：断路器、第一牵引控制单元、第二牵引控制单元、第一开关和第二开关，所述断路器、第一开关、第二开关串联设置在控制线路上，所述控制线路连接在低压线路的正负极之间，所述第一开关还与第一牵引控制单元和第二牵引控制单元相连，所述第二开关还与第一牵引控制单元和第二牵引控制单元相连，所述断路器还连接在高压线路中。通过上述方式，只要断开一个开关，即可断开断路器，而在上电时，必须两个开关全部闭合才能使断路器导通。解决了现有的高速断路器可能无法及时断开的问题。本发明还提供一种动力模块高压上电和退电的方法以及轨道车辆。

Description

一种动力模块控制装置及车辆

技术领域

本发明涉及轨道交通领域，特别涉及一种动力模块控制装置以及具有其的轨道车辆。

背景技术

轨道车辆一般采用牵引逆变器中的DCU(Drive Control Unit，牵引控制单元)控制高速断路器吸合与断开，当车辆出现故障时，DCU可及时控制逆变器断开高速断路器，保证列车及乘客的安全。在现有技术中，如附图5所示，当第一DCU和第二DCU均正常工作发送闭合指令时，高速断路器控制回路处于导通状态；当第一DCU故障时，停止输出闭合指令给第一高速断路器控制回路，通过转向架隔离开关将第一DCU隔离，通过第二DCU及第二高速断路器控制回路控制高速断路器闭合，实现了单个DCU出现故障的情况下，高速断路器可继续保持闭合。

上述方案实现了单个DCU出现故障的情况下，高速断路器可继续保持闭合，但是这种方案存在一些缺点，当车辆出现故障需要断开高速断路器时可能无法及时断开。上述方案中，正常情况下，当第一DCU检测或接收到故障信息需要断开高速断路器时，第一DCU会控制断开高速断路器控制回路继电器1，当第二DCU检测或接收到故障信息需要断开高速断路器时，第二DCU会控制断开高速断路器控制回路继电器2。但是若由于某些原因，第二DCU未检测或接收到故障信息，并未断开高速断路器控制回路继电器2，且此时转向架隔离开关为闭合状态将第一DCU隔离，那么高速断路器仍然保持闭合，可能会导致故障问题进一步扩大，存在安全隐患。在电路中设置高速断路器的主要目的是希望在车辆出现故障时可以迅速地带载切断高压电源，防止故障扩大，保证安全。

发明内容

本发明的一个目的旨在提供一种动力模块控制装置，以解决现有的高速断路器可能无法及时断开的问题。

为达到上述目的，本发明提供了一种动力模块控制装置，包括：断路器、第一牵引控制单元、第二牵引控制单元、第一开关和第二开关，所述断路器、第一开关、第二开关串联设置在控制线路上，所述控制线路连接在低压线路的正负极之间，所述第一开关还与第一牵引控制单元和第二牵引控制单元相连，所述第二开关还与第一牵引控制单元和第二牵引控制单元相连，所述断路器还连接在高压线路中用于控制高压线路的导通和断开，所述高压线路给动力模块供电。

根据本发明的动力模块控制装置，第一开关、第二开关和断路器串联设置，只要断开一个开关，即可断开断路器，而在上电时，必须两个开关全部闭合才能使断路器导通。解决了现有的高速断路器可能无法及时断开的问题。

进一步地，所述第一开关连接到所述第一牵引控制单元的第一控制脚，所述第一开关连接到所述第二牵引控制单元的第一控制脚。

进一步地，所述第二开关连接到所述第一牵引控制单元的第二控制脚，所述第二开关连接到所述第二牵引控制单元的第二控制脚。

进一步地，所述第二开关还并联一个预充电阻。

进一步地，还设置有用于检测第二开关状态的第一检测线路，所述第一检测线路的一端连接第一牵引控制单元和第二牵引控制单元中的至少一个，所述第一检测线路的另一端连接低压线路的负极，所述第一检测线路的导通与断开由所述第二开关控制。

进一步地，还设置有用于检测断路器状态的第二检测线路，所述第二检测线路的一端连接第一牵引控制单元和第二牵引控制单元中的至少一个，所述第二检测线路的另一端连接低压线路的负极，所述第二检测线路的导通与断开由所述断路器控制。

进一步地，所述第一开关和第二开关为继电器。

进一步地，所述断路器为高速断路器。

本发明还提供一种轨道车辆，包括若干个动力模块和上述的动力模块控制装置，动力模块的高压线路的导通与断开由所述动力模块控制装置控制。

进一步地，每个所述动力模块控制装置设置在对应的动力模块上。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明一实施例的动力模块控制装置的示意图；

图2为本发明一实施例的动力模块高压上电的方法的流程图；

图3为本发明一实施例的动力模块高压退电的方法的流程图；

图4为本发明一实施例的动力模块示意图；

图5为现有的通过DCU控制高速断路器的断开与闭合的方案。

说明书中的附图标记如下：

TCU1、第一牵引控制单元；TCU2、第二牵引控制单元；CB、断路器；KM1、第一开关；KM2、第二开关；R1、预充电阻；101、第一牵引控制单元的第一控制脚；102、第一牵引控制单元的第二控制脚；103、第一牵引控制单元连接第一检测电路的接口；104、第一牵引控制单元连接第二检测电路的接口；201、第二牵引控制单元的第一控制脚；202、第二牵引控制单元的第二控制脚；203、第二牵引控制单元连接第一检测电路的接口；204、第二牵引控制单元连接第二检测电路的接口；300、第一检测线路；400、第二检测线路；500、高压线路。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

如图1所示，本发明的一实施例提供一种动力模块控制装置，包括：断路器CB、第一牵引控制单元TCU1（TCU，traction control unit，牵引控制单元）、第二牵引控制单元TCU2、第一开关KM1和第二开关KM2，所述断路器CB、第一开关KM1、第二开关KM2串联设置在控制线路上，所述控制线路连接在低压线路的正负极之间，所述第一开关KM1还与第一牵引控制单元TCU1和第二牵引控制单元TCU2相连，所述第二开关KM2还与第一牵引控制单元TCU1和第二牵引控制单元TCU2相连，所述断路器CB还连接在高压线路500中。

具体地，所述第一开关KM1连接到所述第一牵引控制单元TCU1的第一控制脚101，所述第一开关KM1连接到所述第二牵引控制单元TCU2的第一控制脚201。所述第二开关KM2连接到所述第一牵引控制单元TCU1的第二控制脚102，所述第二开关KM2连接到所述第二牵引控制单元TCU2的第二控制脚202。

所述第二开关KM2还并联一个预充电阻R1。当第一开关KM1和第二开关KM2刚闭合时，预充电阻R1可视为断路，此时线路的通断由第一开关KM1和第二开关KM2共同控制。经过一段时间后，预充电阻R1导通，此时可以断开第二开关KM2，第一牵引控制单元TCU1和第二牵引控制单元TCU2只需要控制第一开关KM1的导通和关断，减少了处理量，提高了安全可靠性。

此外，还设置有用于检测第二开关KM2状态的第一检测线路300，所述第一检测线路300的一端连接第一牵引控制单元TCU1的接口103和第二牵引控制单元TCU2的接口203中的至少一个，所述第一检测线路300的另一端连接低压线路的负极，所述第一检测线路300的导通与断开由所述第二开关KM2控制。

第二检测线路400用于检测断路器CB的状态，所述第二检测线路400的一端连接第一牵引控制单元TCU1的接口104和第二牵引控制单元TCU2的接口204中的至少一个，所述第二检测线路400的另一端连接低压线路的负极，所述第二检测线路400的导通与断开由所述断路器CB控制。

在本发明的一实施例的一实施方式中，所述第一开关KM1和所述第二开关KM2为继电器。

根据本发明的动力模块控制装置，断路器CB由第一牵引控制单元TCU1和第二牵引控制单元TCU2共同控制，在高压上电时，必须由第一牵引控制单元TCU1和第二牵引控制单元TCU2同时输出正确的上电信号，断路器CB才能闭合，从而使高压线路导通。当任意一个牵引控制单元检测到故障信息，需要断高压时，通过改变其控制脚的电平信号，即可控制断路器CB断开。此外，当第一牵引控制单元TCU1由于故障无法上电时，其第一控制脚101和第二控制脚102无法输出电平信号，而此时车辆却需要及时启动，可手动关闭第一牵引控制单元TCU1的电源，将连接在第一牵引控制单元TCU1上的线路连接到第二牵引控制单元TCU2相应的接口上，操作发送切换指令，调整第二牵引控制单元TCU2各控制脚的输出电平，可以仅通过第二牵引控制单元TCU2来控制高压线路闭合。同理，当第二牵引控制单元TCU2故障而第一牵引控制单元TCU1正常时也可进行相应操作。本发明的动力模块控制装置可以做到，高压上电时断路器CB不轻易闭合，降低车辆带故障运行概率，需要断开高压时，则能够快速断开断路器CB。

如图2所示，本发明一实施例还提供一种动力模块高压上电的方法，包括以下步骤：

S11第一开关KM1、第二开关KM2、断路器CB皆处于断开状态，第一牵引控制单元TCU1和第二牵引控制单元TCU2低压上电后，进行自检，并等待指令；

S111若第一牵引控制单元TCU1自检不通过,第一牵引控制单元TCU1的第一控制脚101置低电平，则第一开关KM1的继电器不导通，第一开关KM1不闭合，控制线路不导通，第一牵引控制单元TCU1反馈故障;

S112若第二牵引控制单元TCU2自检不通过，第二牵引控制单元TCU2的第一控制脚201置高电平，则第一开关KM1的继电器不导通，第一开关KM1不闭合，控制线路不导通，第二牵引控制单元TCU2反馈故障。

S12若自检通过，接到高压上电指令后，第一牵引控制单元TCU1的第一控制脚101置高电平，第二牵引控制单元TCU2的第一控制脚201置低电平，此时第一开关KM1的继电器导通使第一开关KM1闭合；第一牵引控制单元TCU1的第二控制脚102置高电平，第二牵引控制单元TCU2的第二控制脚202置低电平，此时第二开关KM2的继电器导通使第二开关KM2闭合；

S13当第一开关KM1和第二开关KM2同时闭合时，控制线路导通，此时断路器CB导通使高压线路500和第二检测线路400导通；

S14经过第一预设时间t1后，若第二检测线路400确认仍然导通，则与第二检测线路400相连的牵引控制单元反馈高压上电成功；若第二检测线路400状态为断开，则再经过第二预设时间t2后返回步骤S12。步骤S12每执行一次计执行次数n+1，若累计执行次数达到预设值n1而且第二检测线路400仍未导通，则结束高压上电，同时第一牵引控制单元TCU1的第一控制脚101和第二控制脚102置低电平，第二牵引控制单元TCU2的第一控制脚201和第二控制脚202置低电平，断开第一开关KM1和第二开关KM2，第一牵引控制单元TCU1和/或第二牵引控制单元TCU2反馈高压上电失败。

S15高压上电成功后，第一牵引控制单元TCU1的第二控制脚102置低电平，第二牵引控制单元TCU2的第二控制脚202置低电平，第二开关KM2断开；

S16若第一检测线路300确认第二开关KM2断开且第二检测线路400确认断路器CB闭合，则反馈高压上电成功；

S17若第二开关KM2断开失败，则断开第一开关KM1，断路器CB断开后反馈高压上电失败；

S18若第二开关KM2断开失败，且断开第一开关KM1后断路器CB无法断开，反馈高压线路处于高压状态。

如图3所示，本发明一实施例还提供一种动力模块高压退电的方法，包括以下步骤：

S21当第一牵引控制单元TCU1和第二牵引控制单元TCU2接收到高压退电指令后，第一牵引控制单元TCU1的第一控制脚101置低电平，第二牵引控制单元TCU2的第一控制脚201置低电平；

S22经过第三预设时间t3后，若第二检测线路400确认断路器CB断开，则与第二检测线路400相连的牵引控制单元反馈高压退电成功；若第二检测线路400确认断路器CB仍导通，则与第二检测线路400相连的牵引控制单元反馈高压退电失败。

本发明还提供一种轨道车辆，包括若干个动力模块和上述的动力模块控制装置，如图4所示，动力模块的高压线路的导通与断开由所述动力模块控制装置控制，每个所述的动力模块使用上述的高压上电的方法和上述的高压退电的方法。每个所述动力模块控制装置设置在对应的动力模块上。

在本发明中未提到的部分均为现有技术，本领域的技术人员应当能够根据本发明公开的内容实现本方案，在此不做赘述。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (7)

1.一种动力模块控制装置，其特征在于，包括：断路器、第一牵引控制单元、第二牵引控制单元、第一开关和第二开关，所述断路器、第一开关、第二开关串联设置在控制线路上，所述控制线路连接在低压线路的正负极之间，所述第一开关还分别与第一牵引控制单元和第二牵引控制单元相连，所述第二开关还分别与第一牵引控制单元和第二牵引控制单元相连，所述断路器还连接在高压线路中用于控制高压线路的导通和断开，所述高压线路用于给动力模块供电；

所述第一开关连接到所述第一牵引控制单元的第一控制脚，所述第一开关连接到所述第二牵引控制单元的第一控制脚；

所述第二开关连接到所述第一牵引控制单元的第二控制脚，所述第二开关连接到所述第二牵引控制单元的第二控制脚；

所述第二开关还并联有预充电阻，所述预充电阻用于在导通一段时间后断开所述第二开关，使所述第一牵引控制单元和第二牵引控制单元仅通过控制所述第一开关实现所述断路器的导通和断开。

2.根据权利要求1所述的动力模块控制装置，其特征在于，还设置有用于检测第二开关状态的第一检测线路，所述第一检测线路的一端连接第一牵引控制单元和第二牵引控制单元中的至少一个，所述第一检测线路的另一端连接低压线路的负极。

3.根据权利要求1所述的动力模块控制装置，其特征在于，还设置有用于检测断路器状态的第二检测线路，所述第二检测线路的一端连接第一牵引控制单元和第二牵引控制单元中的至少一个，所述第二检测线路的另一端连接低压线路的负极。

4.根据权利要求1所述的动力模块控制装置，其特征在于，所述第一开关和第二开关为继电器。

5.根据权利要求1所述的动力模块控制装置，其特征在于，所述断路器为高速断路器。

6.一种轨道车辆，其特征在于，包括若干个动力模块和权利要求1-5任一项所述的动力模块控制装置，动力模块的高压线路的导通与断开由所述动力模块控制装置控制。

7.根据权利要求6所述的轨道车辆，其特征在于，每个所述动力模块控制装置设置在对应的动力模块上。