CN117565689A - 全电驱融合系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种全电驱融合系统，包括：变流器，与所述变流器连接的融合控制单元，以及分别与所述变流器连接的动力车驱动电机和非动力车驱动电机；所述融合控制单元用于将外部的牵引指令转换为转矩指令，将外部的制动指令转换为制动力指令；所述变流器用于根据所述转矩指令将来自外部的输入电压转换为牵引交流电压后输送至所述动力车驱动电机，以使所述动力车驱动电机通过机械构件驱动轮对转动；所述动力车驱动电机和所述非动力车驱动电机将来自机械构件的机械能转换为制动交流电压后输出至所述变流器，以使所述变流器根据所述制动力指令将所述制动交流电压转换为输出电压后输出至外部电网。本发明可以简化系统构成，利于系统的协同控制。

Description

全电驱融合系统

技术领域

本发明涉及轨道交通列车动力控制领域，具体地，涉及一种全电驱融合系统。

背景技术

目前的轨道交通列车一般采用牵引电机作为列车的牵引系统，采用空气制动作为列车的制动系统，牵引与制动系统共同构成列车的动力系统。

其中牵引系统主要有牵引电机、牵引逆变器组成，牵引系统的主要功能为驱动列车运动，为列车提供动力源，另外可以利用电机反转，形成再生能量，反馈到从电系统，进而产生列车需要的制动力。

其中制动系统主要构成为由微机控制的直通电空制动装置、司机室设备、风源装置、电制动(再生制动)和基础制动装置(闸瓦制动装置和盘式制动装置)。制动系统主要功能为人为地、有控制地对运行着的列车施加阻力，以使列车减速直至停车。

牵引系统和制动系统，均有系统的控制单元，牵引控制单元、制动控制单元，接入列车网络控制系统，实现控制及状态信息的交互。

目前传统的列车动力系统的架构主要存在以下不足：

1、系统各自独立，但功能却有密切的配合。例如在速度调节过程中，可能会不断调节牵引或制动力的施加匹配，在电空复合制动过程中，则会在牵引系统发挥的电制动力和制动系统给出的空气制动力之间进行调节。

2、系统构成复杂，牵引系统和制动系统都是列车关键系统，系统部件众多，构成复杂，也提高了整车系统的复杂度。

3、控制单元及控制功能分散，系统有各自的控制单元，且控制功能分散，列车级功能的执行，需要各个控制单元之间的相互协同配合才能实现。

4、系统接口复杂，各个系统需要与整车交互的接口存在重叠，部分装置如速度传感器需要各自配置。

因此，传统的列车动力系统架构，采用了独立的牵引系统和制动系统，列车的运动控制，由两大系统协同配合完成，系统存在以上的不足之处，有设计改进的空间。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种全电驱融合系统，以简化系统构成，利于系统的协同控制。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种全电驱融合系统，包括：

变流器，与所述变流器连接的融合控制单元，以及分别与所述变流器连接的动力车驱动电机和非动力车驱动电机；

所述融合控制单元用于将外部的牵引指令转换为转矩指令，将外部的制动指令转换为制动力指令；

所述变流器用于根据所述转矩指令将来自外部的输入电压转换为牵引交流电压后输送至所述动力车驱动电机，以使所述动力车驱动电机通过机械构件驱动轮对转动；

所述动力车驱动电机和所述非动力车驱动电机将来自机械构件的机械能转换为制动交流电压后输出至所述变流器，以使所述变流器根据所述制动力指令将所述制动交流电压转换为输出电压后输出至外部电网。

在其中一种实施例中，还包括：

紧急制动装置，用于根据来自外部的紧急制动指令对轮对的制动装置施加紧急制动力。

在其中一种实施例中，还包括：

隔离开关；

所述非动力车驱动电机通过所述隔离开关与所述变流器连接；

所述变流器根据所述转矩指令断开所述隔离开关，根据所述制动力指令闭合所述隔离开关。

在其中一种实施例中，所述变流器包括：

脉冲整流器；

与所述融合控制单元连接的驱动控制单元；以及

分别与所述脉冲整流器、所述驱动控制单元、所述动力车驱动电机和所述非动力车驱动电机连接的逆变器；

所述脉冲整流器用于将所述输入电压转换为牵引直流电压，将来自所述逆变器的制动直流电压转换为所述制动交流电压；

所述驱动控制单元用于将所述转矩指令转换为牵引开关脉冲，将所述制动力指令转换为制动开关脉冲；

所述逆变器用于根据所述牵引开关脉冲将所述牵引直流电压转换为所述牵引交流电压，根据所述制动开关脉冲将所述制动交流电压转换为所述制动直流电压。

在其中一种实施例中，所述变流器还包括：

分别与所述脉冲整流器和所述逆变器连接的直流回路，用于存储所述牵引直流电压和所述制动直流电压。

在其中一种实施例中，所述变流器还包括：

与所述直流回路连接的超级电容，所述直流回路还用于将所述制动直流电压存入所述超级电容。

在其中一种实施例中，所述紧急制动装置包括：

紧急制动电机；

与所述紧急制动电机连接的驱动控制模块；以及

分别与所述紧急制动电机和所述制动装置连接的制动执行机构；

所述驱动控制模块用于根据外部的紧急制动指令控制所述紧急制动电机驱动所述制动执行机构，以对所述制动装置施加紧急制动力。

在其中一种实施例中，所述紧急制动装置还包括：

分别与所述紧急制动电机和所述驱动控制模块连接的紧急制动供电装置，用于给所述紧急制动电机和所述驱动控制模块供电。

在其中一种实施例中，所述融合控制单元包括：

中央处理器；

分别与所述中央处理器和所述变流器连接的接口模块；

所述中央处理器用于将外部的牵引指令转换为转矩指令，将外部的制动指令转换为制动力指令，通过所述接口模块将所述转矩指令或所述制动力指令发送至所述变流器。

在其中一种实施例中，所述融合控制单元还包括：

与所述中央处理器和所述变流器连接的电源模块，用于为所述中央处理器和所述变流器供电。

本发明实施例的全电驱融合系统中的融合控制单元将外部的牵引指令转换为转矩指令，将外部的制动指令转换为制动力指令，变流器根据转矩指令将输入电压转换为牵引交流电压后输送至动力车驱动电机，以使动力车驱动电机通过机械构件驱动轮对转动，动力车驱动电机和非动力车驱动电机将来自机械构件的机械能转换为制动交流电压后输出至变流器，以使变流器根据制动力指令将制动交流电压转换为输出电压后输出至外部电网，可以简化系统构成，利于系统的协同控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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是本发明实施例中全电驱融合系统的示意图；

图2是本发明实施例中变流器的示意图；

图3是本发明实施例中紧急制动装置的示意图；

图4是本发明实施例中融合控制单元的示意图。

具体实施方式

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。

本领域技术人员知道，本发明的实施方式可以实现为一种系统、装置、设备、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。

本发明的全电驱融合系统将列车的运动系统实现统一和融合，总体上的基本运动控制，均可由一套融合的全电驱系统来实现。系统仅配备必要的紧急制动装置，在紧急情况或动力系统失效情况下，提供保障性的制动力功能。通过本发明的架构设计，可实现牵引系统制动系统的融合，由一套动力系统以及必要的辅助装置即可实现，简化了系统的构成，也有利于系统的协同控制。同时，也简化了子系统与整车系统的电气接口，使整车系统构成大为简洁。以下结合附图对本发明进行详细说明。

图1是本发明实施例中全电驱融合系统的示意图。如图1所示，全电驱融合系统包括：

变流器，与所述变流器连接的融合控制单元，以及分别与所述变流器连接的动力车驱动电机和非动力车驱动电机；

所述融合控制单元用于将外部的牵引指令转换为转矩指令，将外部的制动指令转换为制动力指令。其中，融合控制单元作为运动控制的指挥中心，其将列车运行的控制指令转化为对变流器中的逆变驱动模块的指令信号，最终驱动电机产生牵引力。

所述变流器用于根据所述转矩指令将来自外部的输入电压转换为牵引交流电压后输送至所述动力车驱动电机，以使所述动力车驱动电机通过机械构件驱动轮对转动，为驱动电机进行变频调速；变流器还可以将电机产生的制动能量反馈至高压系统。

其中，牵引交流电压为用于实现牵引功能的交流电压。

所述动力车驱动电机和所述非动力车驱动电机将来自机械构件的机械能转换为制动交流电压后输出至所述变流器，以使所述变流器根据所述制动力指令将所述制动交流电压转换为输出电压后输出至外部电网。

其中，制动交流电压为用于实现制动功能产生的交流电压。

具体实施时，驱动电机由变流器输出的电压/频率可调的三相交流电源进行驱动，由电机的转矩和转速通过列车的齿轮变速箱传递给轮对驱动列车运行，从而实现电能到机械能的转换。在电制动过程中，列车运行的惯性带动驱动电机转动，电机产生制动转矩，从而电机作为发电机，通过变流器和高压设备反馈给电网，或通过变流器直流回路连接的超级电容(储能电容)进行存储，从而实现机械能到电能的转换。

一实施例中，还包括：

紧急制动装置(电机械紧急制动装置)，用于根据来自外部的紧急制动指令对轮对的制动装置施加紧急制动力。

隔离开关，所述非动力车驱动电机通过所述隔离开关与所述变流器连接；

所述变流器根据所述转矩指令断开所述隔离开关，根据所述制动力指令闭合所述隔离开关。

在列车实施牵引的过程中，列车外部供电通过电网，经过列车高压装置，送至变流器，变流器经过处理，形成对驱动电机的可调交流电源，驱动电机运转，产生列车所需要的牵引力。

在列车实施制动的过程中，变流器通过控制隔离开关将非动力车电机接入，列车的运动惯性带动全列所有电机运转，电机作为发电装置生成再生电流，经变流器控制处理，送至列车高压装置，最终反馈至电网。

当高压系统存在问题，再生的电能无法反馈至电网时，由变流器控制接入超级电容(储能电容)，将再生的电流通过作用于超级电容，产生电能进行储存，从而保证在高压系统异常情况时，仍可发挥出制动力。在牵引或制动过程中，由融合控制单元采集外部的控制指令，外部控制指令可来自于列车网络或来自于列车硬线信号，融合控制单元将控制指令转换为对变流器中驱动控制模块的执行信息，通过融合控制单元与驱动控制模块之间的总线通信，实现控制信息的交互。

电机械紧急制动装置作为系统紧急情况的制动装置，采用电机械制动形式，通过列车的紧急制动硬件给出触发信号，由制动装置完成紧急制动力的施加。

图2是本发明实施例中变流器的示意图。如图2所示，变流器包括：

四象脉冲整流器；

与所述融合控制单元连接的驱动控制单元；以及

分别与所述脉冲整流器、所述驱动控制单元、所述动力车驱动电机和所述非动力车驱动电机连接的逆变器；

所述脉冲整流器用于将来自列车高压系统的所述输入交流电压转换为牵引直流电压，将来自所述逆变器的制动直流电压转换为所述制动交流电压，从而将电机产生的制动能量反馈至高压系统；

其中，牵引直流电压为用于实现牵引功能的直流电压，制动直流电压为用于实现制动功能产生的直流电压。

所述驱动控制单元用于将所述转矩指令转换为牵引开关脉冲，将所述制动力指令转换为制动开关脉冲；

所述逆变器用于根据所述牵引开关脉冲将所述牵引直流电压转换为电压幅值可调、频率可调的牵引交流电压后输送至驱动电机，从而满足一定范围内进行的速度和转矩的调节。在电制动的过程中，所述逆变器还根据所述制动开关脉冲将所述制动交流电压转换为所述制动直流电压。

一实施例中，所述变流器还包括：

分别与所述脉冲整流器和所述逆变器连接的直流回路，用于存储所述牵引直流电压和所述制动直流电压。

与所述直流回路连接的超级电容，具备储能功能；所述直流回路还用于将所述制动直流电压存入所述超级电容。

具体实施时，本发明的脉冲整流器是系统中的网侧变流器，在列车牵引时起整流作用，将单相交流电转变为直流电；再生制动时起逆变作用，将直流电转变为单相交流电回馈给电网。逆变器把直流回路电压变换成三相交流电压，为驱动电机提供频率和幅值可调的三相交流电源。牵引变流器的直流回路为列车提供车载电源，经列车的一台辅助变流器将直流电转化为列车车载电源供电的三相交流电。

图3是本发明实施例中紧急制动装置的示意图。如图3所示，紧急制动装置(电机械紧急制动装置)包括：

紧急制动电机；

与所述紧急制动电机连接的驱动控制模块；以及

分别与所述紧急制动电机和所述制动装置连接的制动执行机构(紧急制动执行控制机构)；

所述驱动控制模块用于根据外部的紧急制动指令控制所述紧急制动电机驱动所述制动执行机构，以对所述制动装置施加紧急制动力。其中，制动装置为制动踏面或制动盘，所述制动执行机构为齿轮箱。

一实施例中，所述紧急制动装置还包括：

分别与所述紧急制动电机和所述驱动控制模块连接的紧急制动供电装置，用于给所述紧急制动电机和所述驱动控制模块供电。

具体实施时，紧急制动执行机构为电制动夹钳机构。电机械紧急制动装置在列车给出紧急制动时，由驱动控制模块采集相应指令并控制紧急制动电机来驱动制动执行机构施加紧急制动。紧急制动装置设置单独的供电电源，保证列车在无外部供电状态下，电机械紧急制动装置仍可施加紧急制动。

图4是本发明实施例中融合控制单元的示意图。如图4所示，所述融合控制单元包括：

中央处理器(CPU模块)；

分别与所述中央处理器和所述变流器连接的接口模块；其中，所述接口模块包括通信接口模块，列车网络接口模块和输入输出接口通道。

所述中央处理器用于将外部的牵引指令转换为转矩指令，将外部的制动指令转换为制动力指令，通过所述接口模块将所述转矩指令或所述制动力指令发送至所述变流器。

一实施例中，所述融合控制单元还包括：

与所述中央处理器和所述变流器连接的电源模块，用于为所述中央处理器和所述变流器供电。其中，电源模块为冗余设置，数量可以为多个。

具体实施时，融合控制单元是全电驱运动控制的指挥中心，其将列车运行的控制指令转化为对变流器中的逆变驱动模块的指令信号，最终驱动电机产生牵引力或由电机施加再生制动产生制动力。融合控制单元由冗余的供电模块为系统各个模块提供可靠的供电电源。

CPU模块是融合控制单元的核心处理单元，同样为冗余设置，数量可以为多个，并且为热备工作模式。CPU模块通过背板总线，实现与通信接口模块和列车网络接口模块的交互。通信接口模块为与变流器中驱动控制单元的交互通道，该模块将CPU模块给出的控制指令，转发至变流器驱动控制单元，完成对牵引或制动过程的控制；同时，该模块还将变流器的状态信息反馈至CPU模块，报告变流器相关的系统状态。

通信接口模块采用专用的实时通信通道，不与列车通信网络发生连接或交互。列车通信网络接口模块为融合控制单元与列车通信网络的接口，实现与列车通信网络的数据传输，交互来自网络系统传输的列车指令信息，并将全电驱融合系统的状态信息发送至列车网络。输入输出接口通道，为与列车交互的硬线信号通道，如紧急牵引、方向、级位信息等。该接口通道直接采集列车硬线指令，并通过硬线直接反馈系统状态信息。

综上，本发明的全电驱融合系统的整体架构为：轨道车辆全列可以分为动力车及非动力车。在全列车的动力车配置变流器，列车外部供电经过相应环节的处理后，进入变流器，经变流器处理，经过内部的驱动控制器转换为驱动电机的开关脉冲信号，脉冲信号最终驱动电机，产生牵引力。在非动力车，配置电机作为产生电制力的专用电机，与动力车的驱动电机共同发挥电制动力。非动力车的电机连接至动力车的变流器，且连接线路有可控的接触器开关，可控制在电制动时才进行连通以发挥作用。在电制制动过程中，应用列车运动带动电机转动，成为发电机，产生电流，并经过变流器将电能反馈到供电系统，藉此可产生电制动力。变流器装置内有驱动控制器，驱动控制器通过通信网络与外部融合控制单元进行交互。融合控制单元通过通信网络及列车信号线采集列车给出的控制信号，并将列车给出的控制信号，通过与变流器中的驱动控制器之间的通信网络，实现控制指令的传输。此外，列车的紧急制动指令线，连接至电机械紧急制动装置，当指令线给出触发信号后，施加紧急制动。

因此，本发明可以实现轨道交通列车牵引与制动系统的融合，通过全电驱方案实现列车的牵引及制动，降低了系统的复杂度；牵引、制动功能可实现集中统一管理，在列车运行中仅需要统一的动力控制系统来发挥需要的牵引力或制动力，即能够保证列车运行的需要，系统中设置电驱动的紧急制动装置，用于在紧急情况下发挥紧急制动。

本发明的全电驱融合系统的牵引过程如下：

(1)外部高压通过高压系统装置处理进入变流器。

(2)变流器内部将输入电压整成直流电，存储于直流回路(中间直流环节)；

(3)融合控制单元通过列车网络或列车硬线电路获取到相应牵引指令信息，将指令转换为需要施加的转矩指令，通过内部的通信总线传递给变流器中的驱动控制单元；

(4)驱动控制单元将融合控制单元传递的转矩指令转化为对逆变器的开关脉冲；

(5)逆变器将该直流电逆变成电压幅值可调频率可调的三相交流电；

(6)可调的三相交流电被输送给驱动电机，实现一定范围内进行的速度和转矩的调节。电机通过齿轮箱等机械构件，最终驱动轮对转动，从而实现列车的牵引功能。

全电驱融合系统在非紧急制动工况下的制动过程如下：

(1)变流器中的驱动控制单元，控制非动力车驱动电机的隔离开关，将驱动电机投入使用；

(2)列车运动惯性带动全列电机转动；

(3)融合控制单元通过列车网络或列车硬线电路获取相应的制动指令信息，将指令转换为需要施加的制动力指令，通过内部通信总线传递给变流器中的驱动控制单元；

(4)驱动控制单元控制逆变器使电机处于发电状态；

(5)逆变器工作于整流状态，电机发出的三相交流电被整流为直流电并对直流回路进行充电，使直流回路电压上升；

(6)脉冲整流器工作于逆变状态，直流回路中的直流电逆变为交流电，该交流电通过高压系统装备反馈给电网，通过机械能到电能的转换实现电制动功能；

(7)高压系统异常时，由电制动再生的电能无法反馈至电网，从而无法有效产生电制力。在该工况下，变流器通过直流回路对超级电容充电，将电制动产生的电能进行存储，保证电制动功能有效施加。需要说明的是，超级电容需要保证高压系统异常情况下，可以进行充电，因此在超级电容存储电能后，需要通过牵引过程将电能及时消耗，从而保证异常工况时能够进行储能。

全电驱融合系统的紧急制动过程如下：

(1)在全电驱整合系统无法保证有效施加制动力，或列车出现紧急情况时，列车通过紧急制动硬线给出紧急制动指令；

(2)电机械紧急制动装置由供电模块提供供电，由驱动控制模块采集相应指令

(3)驱动控制模块控制紧急制动电机使电夹钳装置动作并作用于制动装置，产生紧急制动力。

既有列车的动力系统由牵引系统及制动系统构成，其牵引系统主要负责牵引力及电制动力的发挥，制动系统普遍采用空气制动系统，主要提供摩擦制动，在列车运行过程中，牵引力发挥主要由牵引系统负责，在制动过程中，则需要视工况不同，由牵引产生的电制动力及制动系统的摩擦制动力共同配合实现。紧急制动同样由制动系统实现。

本发明与其他现有列车运动系统的区别如下：

区别一：本发明采用牵引系统与制动系统融合的全电驱设计，由变流器、驱动电机及融合控制单元共同完成列车的牵引及制动功能。牵引和制动不再是各自独立的系统，而是由统一的融合系统来实现。列车除紧急制动之外的常规运行过程中所需要的牵引力以及制动力，全部由全电驱系统产生，牵引与制动过程全部为电能与动能之间的转换，不再依赖传统牵引系统与制动系统之间的配合。

区别二：采用融合控制单元，可以实现列车运动控制的融合控制管理，列车给出的运动控制指令以及到牵引、制动执行的控制交互，全部由融合控制单元实现，与传统系统相比，不再有各自独立的中央控制单元、牵引控制单元、制动控制单元等装置。控制信号的交互过程更为简单高效。

区别三：列车为提高电制动能力，在非动力车同样配置驱动电机，并连接器动力车的变流器，在制动过程中，非动力车的电机通过再生制动，提高列车的制动能力，可解决传统列车牵引系统再生制动能力不足的问题。

区别四：列车取消了空气制动系统，仅设置电机械紧急制动装置。电机械紧急制动装置仅为列车紧急制动功能的实现，系统功能专一，与传统系统相比，不再参与常用制动的控制，因此相比传统系统，构成大为简化，并且由于仅在紧急制动工况下才发挥作用，列车的摩擦损耗大为降低。

区别五：列车设置超级电容，作为高压系统异常情况，无法将再生制动电能反馈至电网时，作为临时储能装置，将再生制动产生的电能储存，从而使列车能够正常发挥电制动力。

综上所述，本发明实施例提供的全电驱融合系统具有以下有益效果：

1.采用全电驱融合系统，取消了传统的空气制动系统且保留电机械制动装置，仅在紧急制动工况下发挥作用，相比传统空气制动列车的关键系统设计大为简化。相对一般的电机械制动系统，由于仅发挥紧急制动，减少了与列车信号线的连接并可取消制动控制单元，降低了整体的复杂度，因此系统的可靠性相比原有独立的牵引系统及制动系统更高。

2.全电驱融合系统的牵引、制动控制过程更为高效，尤其在制动控制环节，全部采用电制动力来实现制动功能，相比既有列车由牵引系统与制动系统之间的共同配合，交互过程大为简化。

3.全电驱融合系统将电机械制动装置作为系统的紧急制动装置，仅在紧急情况下发挥制动功能，因此相比既有系统，列车的制动磨耗大为降低，系统更为绿色经济，系统的维护成本可有效降低。

4.全电驱系统的控制交互过程，由融合控制单元通过与列车线、列车网络、变流器驱动装置直接交互，交互环节大为简化，执行效率大为提高。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种说明性逻辑块(illustrative logical block)，单元，和步骤可以通过电子硬件、电脑软件，或两者的结合进行实现。为清楚展示硬件和软件的可替换性(interchangeability)，上述的各种说明性部件(illustrative components)，单元和步骤已经通用地描述了它们的功能。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。

本发明实施例中所描述的各种说明性的逻辑块，或单元，或装置都可以通过通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器，可选地，该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现，例如数字信号处理器和微处理器，多个微处理器，一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核，或任何其它类似的配置来实现。

本发明实施例中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入硬件、处理器执行的软件模块、或者这两者的结合。软件模块可以存储于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域中其它任意形式的存储媒介中。示例性地，存储媒介可以与处理器连接，以使得处理器可以从存储媒介中读取信息，并可以向存储媒介存写信息。可选地，存储媒介还可以集成到处理器中。处理器和存储媒介可以设置于ASIC中，ASIC可以设置于用户终端中。可选地，处理器和存储媒介也可以设置于用户终端中的不同的部件中。

在一个或多个示例性的设计中，本发明实施例所描述的上述功能可以在硬件、软件、固件或这三者的任意组合来实现。如果在软件中实现，这些功能可以存储与电脑可读的媒介上，或以一个或多个指令或代码形式传输于电脑可读的媒介上。电脑可读媒介包括电脑存储媒介和便于使得让电脑程序从一个地方转移到其它地方的通信媒介。存储媒介可以是任何通用或特殊电脑可以接入访问的可用媒体。例如，这样的电脑可读媒体可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储装置，或其它任何可以用于承载或存储以指令或数据结构和其它可被通用或特殊电脑、或通用或特殊处理器读取形式的程序代码的媒介。此外，任何连接都可以被适当地定义为电脑可读媒介，例如，如果软件是从一个网站站点、服务器或其它远程资源通过一个同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线(DSL)或以例如红外、无线和微波等无线方式传输的也被包含在所定义的电脑可读媒介中。所述的碟片(disk)和磁盘(disc)包括压缩磁盘、镭射盘、光盘、DVD、软盘和蓝光光盘，磁盘通常以磁性复制数据，而碟片通常以激光进行光学复制数据。上述的组合也可以包含在电脑可读媒介中。

Claims (10)

1.一种全电驱融合系统，其特征在于，包括：

变流器，与所述变流器连接的融合控制单元，以及分别与所述变流器连接的动力车驱动电机和非动力车驱动电机；

所述融合控制单元用于将外部的牵引指令转换为转矩指令，将外部的制动指令转换为制动力指令；

所述变流器用于根据所述转矩指令将来自外部的输入电压转换为牵引交流电压后输送至所述动力车驱动电机，以使所述动力车驱动电机通过机械构件驱动轮对转动；

所述动力车驱动电机和所述非动力车驱动电机将来自机械构件的机械能转换为制动交流电压后输出至所述变流器，以使所述变流器根据所述制动力指令将所述制动交流电压转换为输出电压后输出至外部电网。

2.根据权利要求1所述的全电驱融合系统，其特征在于，还包括：

紧急制动装置，用于根据来自外部的紧急制动指令对轮对的制动装置施加紧急制动力。

3.根据权利要求1所述的全电驱融合系统，其特征在于，还包括：

隔离开关；

所述非动力车驱动电机通过所述隔离开关与所述变流器连接；

所述变流器根据所述转矩指令断开所述隔离开关，根据所述制动力指令闭合所述隔离开关。

4.根据权利要求1所述的全电驱融合系统，其特征在于，所述变流器包括：

脉冲整流器；

与所述融合控制单元连接的驱动控制单元；以及

分别与所述脉冲整流器、所述驱动控制单元、所述动力车驱动电机和所述非动力车驱动电机连接的逆变器；

所述脉冲整流器用于将所述输入电压转换为牵引直流电压，将来自所述逆变器的制动直流电压转换为所述制动交流电压；

所述驱动控制单元用于将所述转矩指令转换为牵引开关脉冲，将所述制动力指令转换为制动开关脉冲；

所述逆变器用于根据所述牵引开关脉冲将所述牵引直流电压转换为所述牵引交流电压，根据所述制动开关脉冲将所述制动交流电压转换为所述制动直流电压。

5.根据权利要求4所述的全电驱融合系统，其特征在于，所述变流器还包括：

分别与所述脉冲整流器和所述逆变器连接的直流回路，用于存储所述牵引直流电压和所述制动直流电压。

6.根据权利要求5所述的全电驱融合系统，其特征在于，所述变流器还包括：

与所述直流回路连接的超级电容，所述直流回路还用于将所述制动直流电压存入所述超级电容。

7.根据权利要求2所述的全电驱融合系统，其特征在于，所述紧急制动装置包括：

紧急制动电机；

与所述紧急制动电机连接的驱动控制模块；以及

分别与所述紧急制动电机和所述制动装置连接的制动执行机构；

所述驱动控制模块用于根据外部的紧急制动指令控制所述紧急制动电机驱动所述制动执行机构，以对所述制动装置施加紧急制动力。

8.根据权利要求7所述的全电驱融合系统，其特征在于，所述紧急制动装置还包括：

分别与所述紧急制动电机和所述驱动控制模块连接的紧急制动供电装置，用于给所述紧急制动电机和所述驱动控制模块供电。

9.根据权利要求2所述的全电驱融合系统，其特征在于，所述融合控制单元包括：

中央处理器；

分别与所述中央处理器和所述变流器连接的接口模块；

所述中央处理器用于将外部的牵引指令转换为转矩指令，将外部的制动指令转换为制动力指令，通过所述接口模块将所述转矩指令或所述制动力指令发送至所述变流器。

10.根据权利要求9所述的全电驱融合系统，其特征在于，所述融合控制单元还包括：

与所述中央处理器和所述变流器连接的电源模块，用于为所述中央处理器和所述变流器供电。