CN117578896A - 一种特种车辆牵引模块的大功率电源系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及特种车辆电源输出大功率控制牵引力的技术领域，公开了一种特种车辆牵引模块的大功率电源系统，包括，用于能量储存并控制充放电的能量储存与管理模块，用于对准备逆变的电压电流进行逆变预处理的逆变预处理模块，用于将输入电压转化为高频直流电，再将高频直流电转化为交流电的逆变器模块，用于控制逆变器模块和监测并预测调控变量信号的智能控制模块，用于调整散热器和风扇转速进而对电源系统散热的热管理模块。本发明实现了前级电路布线简单，重量轻，三相输出带较大的单相负载，减少了器件损耗并提高了效率，并且实时监测调控电源输出电量。
Description
技术领域
本发明涉及特种车辆电源输出大功率控制牵引力的技术领域，公开了一种特种车辆牵引模块的大功率电源系统。
背景技术
随着特种车辆在军事、应急救援、工业领域等方面的广泛应用，对于牵引模块的需求日益增加，目前，特种车辆牵引模块的大功率电源主要涵盖两个方面的发展：一是技术水平方面，二是能源的优化方面，在技术方面，市面大多采用的功率电池管理系统，通过软件控制对大功率电源进行管理，通过智能控制充放电过程，进而提升大功率电源的整体性能。与此同时特种车辆的传统大功率电源采用的电力电子技术通常能量损失大，逆变器体积大，结构复杂，前置升压电路重量大，对特种车辆的机动性和灵活性造成了一定的影响。至于能源方向，特种车辆牵引模块的大功率电源开始逐渐引入新型能源技术，以提高其工作效率和环境友好性，同时在利用新能源的同时，也要提升硬件电路性能，由于兼容性问题，特种车辆区别于家用车，对于电源转化效率要求高，且损耗要低，故在提升要求的同时就会出现堵路、过载、损耗过高等问题，所以在提升目前市面特种车辆大功率电源系统能效问题、电路简化问题、监控算法优化问题上仍需要更多的努力和发展。
例如现有的申请公开号为CN110365197A的专利公开了一种地铁列车牵引逆变模块驱动板，包括控制接口、隔离升压变压器、AC/DC电源模块、驱动隔离电路、驱动放大电路、保护电路、反馈隔离电路和IGBT驱动接口，牵引控制单元通过控制接口为驱动板提供AC电源和IGBT驱动信号，AC电源经过隔离升压变压器和AC/DC电源模块为驱动板提供供电电源，IGBT驱动信号经驱动隔离电路、驱动放大电路和IGBT驱动接口控制大功率IGBT晶体管的导通与关断，保护电路具有电源电压检测功能和过流保护功能，检测到故障时封锁IGBT驱动电路，并通过反馈隔离电路和控制接口反馈信号到牵引控制单元。
但是上述专利中存在：通过纯硬件电路提升驱动模块电源的输出，以及通过硬件检测的方式对电源输出和驱动板进行检测，这样会存在误差精度不够，无法实时准确地把握内部电路电量情况，无法对未来时刻所发生的情况进行预测，同时升压和检测电路结构相对复杂，无法保证三相负载不均匀时，输出的三相电压保持平衡，无法带动较大的单相负载，最后由于IGBT晶体管的导通和关断通过IGBT驱动接口控制，故运行时器件损耗高，能源利用率相对低。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
为解决上述技术问题，本发明的一种特种车辆牵引模块的大功率电源系统，包括：
能量储存与管理模块，包括用于能量储存并控制充放电的锂电池；
逆变预处理模块，包括用于对输入电压电流进行滤波处理的LC滤波单元，用于电路预充电并保护预充电过程的预充电电路单元，用于将输入电压进行升压处理的升压单元；
逆变器模块，包括Boost电路、全桥第一谐振电路和DC/AC逆变单元，Boost电路用于升压和斩波，全桥第一谐振电路用于将Boost电路提供的中间电压逆变为高频PWM电压，并将PWM电压整流为直流电压，DC/AC逆变单元用于将直流电压逆变为交流电压；
智能控制模块，包括用于调整变量信号完成逆变器模块的启动、停机及故障保护的逻辑控制单元，用于对电源系统变量信号进行实时监测的监测模型，用于预测并调整电源系统输出功率的预测调控单元；
热管理模块，包括用于调整散热器和风扇转速的热调控单元。
作为本发明一种特种车辆牵引模块的大功率电源系统的一种优选方案，其中：
以所述锂电池作为能量储存装置，控制充放电过程，平衡负载需求的同时提供瞬时高功率输出。
作为本发明一种特种车辆牵引模块的大功率电源系统的一种优选方案，其中：
所述LC滤波单元包括直流滤波电抗器、滤波电容和阻尼电阻，通过直流滤波电抗器和滤波电容器组成LC滤波电路，同时滤波电容串入阻尼电阻构成可控谐振阻尼LC滤波电路。
作为本发明一种特种车辆牵引模块的大功率电源系统的一种优选方案，其中：
所述预充电电路单元包括短接电阻、充电电阻、充电接触器、短接接触器、输入滤波电容器、电容器和升压斩波均压电容器组成，通过充电电阻为电容器充电，若充电电压到达阈值时闭合与短接电阻相连，进而减少电容器的充电电流。
作为本发明一种特种车辆牵引模块的大功率电源系统的一种优选方案，其中：
所述Boost电路和全桥第一谐振电路组成DC/DC电路；
所述Boost电路采用输出电压闭环控制，由一个升压电感和斩波管组成；
升压电感充电表达式如下所示：
；
其中，为输入电压，L为升压电感，/>为Boost电路频率，d为Boost电路占空比，/>为升压电感充电时流经电感的电流；
所述全桥第一谐振电路通过前置串联后置并联，将Boost电路提供的中间电压逆变为高频PWM电压，经过高频变压器降压、隔离后，流经全桥整流，输出直流电压；
所述逆变器模块，还包括全桥第二谐振电路。
作为本发明一种特种车辆牵引模块的大功率电源系统的一种优选方案，其中：
所述DC/AC逆变单元包括三相四桥臂、散热器、交流滤波电路、低感复合母排、IGBT驱动器和控制电路；
所述三相四桥臂逆变器由四个IGBT组件构成；
所述控制电路接收由全桥第二谐振电路输出的直流电压，并由IGBT驱动器为桥梁，将直流电压输入DC/AC逆变单元；
所述IGBT驱动器为连接控制电路与DC/AC逆变单元的桥梁，所述IGBT驱动器将控制电路输出的直流电压转变为驱动信号；
所述散热器用于处理驱动器过热；
所述交流滤波电路为低通LC滤波器，由三相电抗器和三相滤波电容器组成，所述交流滤波电路将驱动信号经滤波后得到正弦波三相电压。
作为本发明一种特种车辆牵引模块的大功率电源系统的一种优选方案，其中：
所述全桥第二谐振电路接收DC600V并将DC600V输入DC/DC电路，经过输出整流、滤波后输出DC110V电压。
作为本发明一种特种车辆牵引模块的大功率电源系统的一种优选方案，其中：
所述智能控制模块包括逻辑控制单元、监测模型和预测调控单元；
所述逻辑控制单元包括交流采集单元和直流采集单元，通过交流采集单元采集模拟信号，通过直流采集单元采集数字信号，模拟信号和数字信号均为电源系统各变量信号，所述智能控制模块通过各变量信号完成变流器的启动、停机及故障保护；
以变量信号作为基础数据，建立监测模型用于监测电源的能源状态；
所述建立监测模型包括数据清洗、输出电压监测模型、调优修剪器和预测调控单元。
作为本发明一种特种车辆牵引模块的大功率电源系统的一种优选方案，其中：
所述数据清洗用于将所述基础数据进行过滤清洗处理，去除冗余和错误数据，校正误差数据；
通过接收处理后的基础数据，建立监测模型，表达式如下所示：
；
其中，为监测模型函数，/>为基础数据分布数学运算符号，/>为输入处理后的基础数据矩阵形式，/>为实时监测输入基础数据，/>为模型优化预留接口函数，/>为监测模型变量输出参数，n为时刻序数取1，2，3，4，...；
所述模型变量输出包括输出电压和电流，同时监测电压和电流；
调优修剪器为所述模型优化预留接口函数，表达式如下所示：
；
其中，为模型优化预留接口函数，/>为基础数据的最大值，/>为基础数据最小值，/>为第n组基础数据对应的监测模型，/>为第n组实时输入基础数据的监测模型，z为修剪系数函数，/>为实时监测输入基础数据，/>为监测模型变量输出参数，输出参数分为电压监测参数和电流监测参数，n为时刻序数取1,2,3,...；
所述预测调控单元通过调优修剪器接收电源实时基础数据，不断调整调优修剪器的修剪系数函数，并对监测模型进行调优修剪，通过不断被调优修剪的监测模型对n+1时刻的电源输出基础数据进行预测，若出现故障则通过调控电源输出进行调整，对变流器进行故障保护。
作为本发明一种特种车辆牵引模块的大功率电源系统的一种优选方案，其中：
所述热调控单元，通过温度传感器采集实时温度情况，并且通过温度补偿对电源系统进行散热处理；
所述温度补偿包括软件控制温度补偿系数和物理温度补偿；
所述软件控制温度补偿系数为通过温度补偿算法控制散热器、风扇转速进而控制散热能力；
所述物理温度补偿通过高散热导管进行物理散热。
本发明的有益效果：前级升压电路采用串联Boost电路，升压电感由两个减少为1个，布线简单，重量减轻，升压电路输出均压好做，输出自然均压；
三相输出采用四桥臂逆变器，当三相负载不均衡时，三相电压却可以保持平衡，其次，增加了一个桥臂产生N线，这样可以三相输出带较大的单相负载；
DC110V输出采用移相全桥软开关技术，移相全桥相比于不隔离BUCK电路，在高低压部分再次隔离，移相全桥相比于半桥硬开关，减少运行时器件损耗，提高效率；
设置实时监测和预测模型，对特种车辆大功率电源系统中的电量参数进行实时监测，通过实时监测内部电路电量，对电源系统输出功率进行调整，有效避免了输出功率过高造成能源浪费或电路损耗，通过实时监测模型对内部电路电量输出进行预测，提高了特种车辆牵引力模块电源系统的反应速度，由于自带优化修剪接口，可以自适应对监测模型进行算法寻优，提升特种车辆的牵引模块电源自适应能力，保障了特种车辆牵引模块的驱动能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明一种特种车辆牵引模块的大功率电源系统的整体系统组成图。
图2为本发明一种特种车辆牵引模块的大功率电源系统的预处理模块原理图。
图3为本发明一种特种车辆牵引模块的大功率电源系统的逆变电路原理图。
图4为本发明一种特种车辆牵引模块的大功率电源系统的应急启动电路原理图。
图5为本发明一种特种车辆牵引模块的大功率电源系统的监测模型预测电量聚合度仿真图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例一
一种特种车辆牵引模块的大功率电源系统，包括：
如图1所示，能量存储与管理模块，包括，高容量的锂电池组作为能量存储装置，用于平衡负载需求、提供瞬时高功率输出和应对紧急情况。要确保电池组的管理系统能有效控制充放电过程，以延长电池寿命并确保电池安全；
逆变预处理模块包括LC滤波单元（又为输入滤波电路）、预充电电路单元和升压单元，经过LC滤波单元、预充电电路单元后，送至升压单元预稳压为2200V；
其中，输入滤波电路由直流滤波电抗器L1和滤波电容器C1组成LC滤波电路，如图2所示，LC滤波电路的作用是吸收直流输入端的谐波电压，对输入电源网络的高频信号和电压尖峰干扰有抑制作用，同时又能抑制变流器对输入电源网络的干扰。滤波电容器C1串入阻尼电阻R2，构成可控谐振阻尼LC滤波器，能有效抵制谐振峰值。
进一步的，预充电电路单元由短接电阻、充电电阻、充电接触器、短接接触器、输入滤波电容器、电容器、多个升压斩波均压电容器和应急启动模块组成。多个升压斩波电容器先通过充电电阻预充电，当其电压充电到预设电压值时闭合短接接触器从而短接充电电阻，从而减小电容器的充电电流，降低对电容器的冲击，延长电容器的使用寿命。
实施例二
一种特种车辆牵引模块的大功率电源系统，包括：
如图3所示，逆变器模块接收经过升压单元输出的高电压，全桥第二谐振电路变换为600V电压。该电压一路送去DC/AC逆变单元，经输出三相LC滤波单元滤波后，得到低谐波含量的三相准正弦电压，同时A机与B机交流电压在内部并联后，输出为三相四线制的380VRAMS/220V/50Hz电压，谐振变换另一路DC600V送去DC/DC电路，经全桥DC/DC逆变，再经输出整流、滤波后得到稳定的DC110V电压；
其中，DC/DC电路包含Boost电路和全桥第一谐振电路，Boost电路采用输出电压闭环控制，由一个升压电感和斩波管组成；
升压电感充电表达式如下所示：
；
其中，为输入电压，L为升压电感，/>为Boost电路频率，d为Boost电路占空比，/>为升压电感充电时流经电感的电流；
全桥第一谐振电路通过前置串联后置并联，将Boost电路提供的中间电压逆变为高频PWM电压，经过高频变压器降压、隔离后，流经全桥整流，输出直流电压；
所述逆变器模块，还包括全桥第二谐振电路。
其中，Boost电路采用输出电压闭环控制，斩波管的开关频率选择范围2kHz～4kHz。将DC1000V～DC1800V输入电压变换为稳定的电压输出，经电容器滤波，后级的全桥第一谐振电路提供稳定的电压。电阻选用高精度电阻，与电容器并联分压，均分的两路电压分别送入两路全桥第一谐振电路。
全桥第一谐振电路采用前串后并模式，采用串联谐振软开关技术。IGBT开关频率约20kHz。将Boost电路提供的中间电压逆变为高频PWM电压，经过高频变压器(T1或T2)降压、隔离后，再经全桥整流，得到DC600V电压。
进一步的，DC/AC逆变单元包括三相四桥臂、散热器、交流滤波电路、低感复合母排、IGBT驱动器和控制电路；
IGBT逆变电路为三电平逆变电路。将DC600V逆变为PWM电压，采用输出电压闭环控制。输出电压基波频率50Hz，正常运行时的频率精度±1%，开关频率选择范围4kHz～6kHz。采用SVPWM调制，逆变器输出电压为三相PWM电压。
逆变电路采用模块化设计，模块集成了散热器、滤波电容器C、三相四桥臂所需的4个IGBT组件、低感复合母排、IGBT驱动器及控制单元等。逆变器模块采用低感复合母排设计，杂散电感小，无需吸收电路。具有过流或短路自保护功能及IGBT组件故障检测功能。
交流滤波电路由三相电抗器和三相滤波电容器组成，交流滤波电路将驱动信号经滤波后得到正弦波三相电压。
全桥第二谐振电路接收DC600V并将DC600V输入DC/DC电路，经过输出整流、滤波后输出DC110V电压。
全桥第一谐振电路通过前置串联后置并联，将Boost电路提供的中间电压逆变为高频PWM电压，经过高频变压器降压、隔离后，流经全桥整流，输出直流电压。
如图4所示，进一步的，应急紧急电源（DBPS）将受电弓1500V直流电压直接通过DC/DC电路转换到隔离的110V直流母线上，从而给控制单元供电并启动API和蓄电池充电机。A/B机设置一台应急电源，给两套大功率电源控制单元供电并启动API和蓄电池充电机。整车设置双刀单掷开关，防止110V正常供电模式下，A机110V电压串入至B机。启动时，DBPS先建立起小功率DC110V电源给充电机控制和驱动电路供电，充电机正常工作，DC110V输出建立，车辆DC110V母线由充电机供电和对蓄电池充电。
DBPS主要技术参数：额定输入电压：DC1500V、输入电压范围：DC1000V-DC2000V、额定输出电压：DC110V±10%、额定输出容量：400W。
实施例三
一种特种车辆牵引模块的大功率电源系统，包括：
智能控制模块，包括用于调整变量信号完成逆变器模块的启动、停机及故障保护的逻辑控制单元，用于对电源系统变量信号进行实时监测的监测模型，用于预测并调整电源系统输出功率的预测调控单元；
其中，智能控制模块包括逻辑控制单元、监测模型和预测调控单元，还包括斩波控制单元、逆变控制单元、充电机控制单元、网络交换单元和人机界面单元；
其中，逻辑控制单元包括交流采集单元和直流采集单元，通过交流采集单元采集模拟信号，通过直流采集单元采集数字信号，模拟信号和数字信号均为电源系统各变量信号，所述智能控制模块通过各变量信号完成变流器的启动、停机及故障保护；
进一步的，以变量信号作为基础数据，建立监测模型用于监测电源的能源状态，建立监测模型包括数据清洗、输出电压监测模型、调优修剪器和预测调控单元，数据清洗用于将所述基础数据进行过滤清洗处理，去除冗余和错误数据，校正误差数据；
通过接收处理后的基础数据，建立监测模型，表达式如下所示：
；
其中，为监测模型函数，/>为基础数据分布数学运算符号，/>为输入处理后的基础数据矩阵形式，/>为实时监测输入基础数据，/>为模型优化预留接口函数，/>为监测模型变量输出参数，所述模型变量输出包括输出电压和电流，同时监测电压和电流，分为电压监测和电流监测，n为时刻序数取1，2，3，4，...；
所述模型变量输出包括输出电压和电流，同时监测电压和电流；
调优修剪器为模型优化预留接口函数，表达式如下所示：
；
其中，为模型优化预留接口函数，/>为基础数据的最大值，/>为基础数据最小值，/>为第n组基础数据对应的监测模型，/>为第n组实时输入基础数据的监测模型，z为修剪系数函数，/>为实时监测输入基础数据，/>为监测模型变量输出参数，输出参数分为电压监测参数和电流监测参数，n为时刻序数取1,2,3,...；
预测调控单元通过调优修剪器接收电源实时基础数据，不断调整调优修剪器的修剪系数函数，并对监测模型进行调优修剪，通过不断被调优修剪的监测模型对n+1时刻的电源输出基础数据进行预测，若出现故障则通过调控电源输出进行调整，对变流器进行故障保护；
进一步的，在如图5所示，对电量监测进行预测，由于各个内部电路电量流动不同，故测聚合度也不同；
其中，预测聚合度表示对于电量监测及预测的准确性，随着基础数据的增多，监测模型调优越来越完善，对于电量的预测准确性越来越精确，故基础数据颜色会由浅变深，颜色深浅代表实时监测数据与预测结果的符合程度。
由于特种车辆的大功率电源主要供能于牵引模块和驱动模块，所以通过监测模型大大提高了特种车辆供能电源系统的安全性和稳定性以及输出电量的精准性，一方面提升了特种车辆的牵引模块电源自适应能力，另一方面保障了特种车辆牵引模块的驱动能力。
实施例四
一种特种车辆牵引模块的大功率电源系统，包括：
热管理模块，由于高功率输出会产生大量热量，需要有效的热管理系统，如散热器、风扇和热管等，以确保电源系统的稳定运行温度。热管理模块包括用于调整散热器和风扇转速的热调控单元。
其中，热调控单元，通过温度传感器采集实时温度情况，并且通过温度补偿对电源系统进行散热处理；
温度补偿包括软件控制温度补偿系数和物理温度补偿；
软件控制温度补偿系数为通过温度补偿算法控制散热器、风扇转速进而控制散热能力；
物理温度补偿通过高散热导管进行物理散热。
重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中详细描述了实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值（例如，温度、压力等）、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征（即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征）。
应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种特种车辆牵引模块的大功率电源系统，其特征在于：包括，
能量储存与管理模块，包括用于能量储存并控制充放电的锂电池；
逆变预处理模块，包括用于对输入电压电流进行滤波处理的LC滤波单元，用于电路预充电并保护预充电过程的预充电电路单元，用于将输入电压进行升压处理的升压单元；
逆变器模块，包括Boost电路、全桥第一谐振电路和DC/AC逆变单元，Boost电路用于升压和斩波，全桥第一谐振电路用于将Boost电路提供的中间电压逆变为高频PWM电压，并将PWM电压整流为直流电压，DC/AC逆变单元用于将直流电压逆变为交流电压；
智能控制模块，包括用于调整变量信号完成逆变器模块的启动、停机及故障保护的逻辑控制单元，用于对电源系统变量信号进行实时监测的监测模型，用于预测并调整电源系统输出功率的预测调控单元；
热管理模块，包括用于调整散热器和风扇转速的热调控单元。
2.根据权利要求1所述的一种特种车辆牵引模块的大功率电源系统，其特征在于：
以所述锂电池作为能量储存装置，控制充放电过程，平衡负载需求的同时提供瞬时高功率输出。
3.根据权利要求1所述的一种特种车辆牵引模块的大功率电源系统，其特征在于：
所述LC滤波单元包括直流滤波电抗器、滤波电容和阻尼电阻，通过直流滤波电抗器和滤波电容器组成LC滤波电路，同时滤波电容串入阻尼电阻构成可控谐振阻尼LC滤波电路。
4.根据权利要求1所述的一种特种车辆牵引模块的大功率电源系统，其特征在于：
所述预充电电路单元包括短接电阻、充电电阻、充电接触器、短接接触器、输入滤波电容器、电容器和升压斩波均压电容器，通过充电电阻为电容器充电，若充电电压到达阈值时闭合与短接电阻相连，进而减少电容器的充电电流。
5.根据权利要求1所述的一种特种车辆牵引模块的大功率电源系统，其特征在于：
所述Boost电路和全桥第一谐振电路组成DC/DC电路；
所述Boost电路采用输出电压闭环控制，由一个升压电感和斩波管组成；
升压电感充电表达式如下所示：
；
其中，为输入电压，L为升压电感，/>为Boost电路频率，d为Boost电路占空比，为升压电感充电时流经电感的电流；
所述全桥第一谐振电路通过前置串联后置并联，将Boost电路提供的中间电压逆变为高频PWM电压，经过高频变压器降压、隔离后，流经全桥整流，输出直流电压；
所述逆变器模块，还包括全桥第二谐振电路。
6.根据权利要求5所述的一种特种车辆牵引模块的大功率电源系统，其特征在于：
所述DC/AC逆变单元包括三相四桥臂、散热器、交流滤波电路、低感复合母排、IGBT驱动器和控制电路；所述三相四桥臂由四个IGBT组件构成；
所述控制电路接收由全桥第二谐振电路输出的直流电压，并由IGBT驱动器为桥梁，将直流电压输入DC/AC逆变单元；
所述IGBT驱动器为连接控制电路与DC/AC逆变单元的桥梁，所述IGBT驱动器将控制电路输出的直流电压转变为驱动信号；
所述散热器用于处理驱动器过热；
所述交流滤波电路为低通LC滤波器，由三相电抗器和三相滤波电容器组成，所述交流滤波电路将驱动信号经滤波后得到正弦波三相电压。
7.根据权利要求6所述的一种特种车辆牵引模块的大功率电源系统，其特征在于：
所述全桥第二谐振电路接收DC600V并将DC600V输入DC/DC电路，经过输出整流、滤波后输出DC110V电压。
8.根据权利要求1所述的一种特种车辆牵引模块的大功率电源系统，其特征在于：
所述智能控制模块包括逻辑控制单元、监测模型和预测调控单元；
所述逻辑控制单元包括交流采集单元和直流采集单元，通过交流采集单元采集模拟信号，通过直流采集单元采集数字信号，模拟信号和数字信号均为电源系统各变量信号，所述智能控制模块通过各变量信号完成变流器的启动、停机及故障保护；
以变量信号作为基础数据，建立监测模型用于监测电源的能源状态；
所述建立监测模型包括数据清洗、输出电压监测模型、调优修剪器和预测调控单元。
9.根据权利要求8所述的一种特种车辆牵引模块的大功率电源系统，其特征在于：
所述数据清洗用于将所述基础数据进行过滤清洗处理，去除冗余和错误数据，校正误差数据；
通过接收处理后的基础数据，建立监测模型，表达式如下所示：
；
其中，为监测模型函数，/>为基础数据分布数学运算符号，/>为输入处理后的基础数据矩阵形式，/>为实时监测输入基础数据，/>为模型优化预留接口函数，/>为监测模型变量输出参数，n为时刻序数取1，2，3，4，...；
所述模型变量输出包括输出电压和电流，同时监测电压和电流；
调优修剪器为所述模型优化预留接口函数，表达式如下所示：
；
其中，为模型优化预留接口函数，/>为基础数据的最大值，/>为基础数据最小值，/>为第n组基础数据对应的监测模型，/>为第n组实时输入基础数据的监测模型，z为修剪系数函数，/>为实时监测输入基础数据，/>为监测模型变量输出参数，输出参数分为电压监测参数和电流监测参数，n为时刻序数取1,2,3,...；
所述预测调控单元通过调优修剪器接收电源实时基础数据，不断调整调优修剪器的修剪系数函数，并对监测模型进行调优修剪，通过不断被调优修剪的监测模型对n+1时刻的电源输出基础数据进行预测，若出现故障则通过调控电源输出进行调整，对变流器进行故障保护。
10.根据权利要求1所述的一种特种车辆牵引模块的大功率电源系统，其特征在于：
所述热调控单元，通过温度传感器采集实时温度情况，并且通过温度补偿对电源系统进行散热处理；
所述温度补偿包括软件控制温度补偿系数和物理温度补偿；
所述软件控制温度补偿系数为通过温度补偿算法控制散热器、风扇转速进而控制散热能力；
所述物理温度补偿通过高散热导管进行物理散热。
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