CN201904660U

CN201904660U - 应用于重卡的电传动系统

Info

Publication number: CN201904660U
Application number: CN2010202722866U
Authority: CN
Inventors: 程卫东; 梁培志; 张学锋; 聂扬江
Original assignee: Yongji Xinshisu Electric Equipment Co Ltd
Current assignee: CRRC Yongji Electric Co Ltd
Priority date: 2010-07-23
Filing date: 2010-07-23
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2020-07-23

Abstract

本实用新型提供一种应用于重卡的电传动系统，其中受电弓装置的一端连接于供电网或充电站；直流断路器分别连接于受电弓装置的另一端和充电装置的输入端；超级电容组并联于充电装置的输出端、且通过直流接触器并联于牵引逆变器的输入端；牵引电动机连接于牵引逆变器的输出端；逻辑控制装置分别连接于受电弓装置、直流断路器、直流接触器、牵引逆变器、充电装置和牵引电动机，用于根据用户指令，控制受电弓装置和直流断路器的闭合、控制受电弓装置的升降、控制并保护牵引逆变器和充电装置、以及控制牵引电动机的运行。本实用新型的技术方案具有运营经济性好、节能环保性好、且具有不需架设电网、投资少、小区域内运行灵活性好等优点。

Description

应用于重卡的电传动系统

技术领域

本实用新型涉及车辆传动技术领域，尤其涉及一种应用于重卡的电传动系统。

背景技术

现有技术中，重卡(这里主要是指港口牵引车、场摆渡车、重型牵引车及反斗车)以其大功率、短距离和固定线路运行的特点，被广泛应用于工程技术领域。其中，传动系统是重卡的核心部件，传动系统可通过能量转换和机械传动装置来驱动重卡的运行，实际应用中，传动系统的功率大小、能量转换方式、牵引及制动特性等要素决定了重卡牵引性能好坏和性价比高低。

既有重卡的传动系统主要包括纯燃油型传动系统、动力混合型传动系统和纯电驱动型传动系统，其中：

(1)纯燃油型传动系统包括内燃机和机械传动装置。该纯燃油型传动系统以石油能量为能源，通过变速箱实现分级调速。但该纯燃油型传动系统存在排放量大、燃油经济性差且污染严重的缺陷，难以满足节能环保的需求。

(2)动力混合型传动系统包括内燃机和电传动装置。该动力混合型传动系统可通过内燃机带动发电机发电，再经过电池储能和电能转换环节，以牵引电动机驱动重卡的车轮运转，是一种日益成熟的传动方式。但该动力混合型传动系统的复杂性和造价均较高，且仍存在发动机燃油排放和储能电池的二次污染问题。

(3)纯电驱动型传动系统包括架线网和电传动装置。该纯电驱动型传动系统需在重卡运行线路上进行架线，可通过受电弓装置从架线网上获取电能，再通过直流或交流牵引电机驱动重卡的车轮运转。但该纯电驱动型传动系统存在架线电网工程量大且线网交织影响线路景观的缺陷。

实用新型内容

本实用新型提供一种应用于重卡的电传动系统，用以解决纯燃油型传动系统存在排放量大、燃油经济性差且污染严重的缺陷；解决动力混合型传动系统的复杂性和造价均较高，且仍存在发动机燃油排放和储能电池的二次污染问题；且解决纯电驱动型传动系统存在架线电网工程量大且线网交织影响线路景观的缺陷。

本实用新型提供一种应用于重卡的电传动系统，包括直流断路器；充电装置；超级电容组；直流接触器；牵引逆变器；受电弓装置，用于通过所述直流断路器将供电网或充电站中的电能传递给所述牵引逆变器；用于将所述牵引逆变器所提供的电能转换为重车所行驶的牵引力的牵引电动机；以及用于控制所述直流断路器的闭合、控制所述受电弓装置的升降、控制并保护牵引逆变器和充电装置、以及控制牵引电动机的运行的逻辑控制装置；

所述受电弓装置的一端连接于供电网或充电站；所述直流断路器分别连接于所述受电弓装置的另一端和所述充电装置的输入端；

所述超级电容组并联于所述充电装置的输出端、且通过所述直流接触器并联于所述牵引逆变器的输入端；

所述牵引电动机连接于所述牵引逆变器的输出端；

所述逻辑控制装置分别连接于所述受电弓装置、直流断路器、直流接触器、牵引逆变器、充电装置和牵引电动机。

进一步地，本实用新型应用于重卡的电传动系统还包括用于消耗所述牵引逆变器上的多余电能的制动电阻，所述制动电阻连接于所述牵引逆变器。

进一步地，本实用新型应用于重卡的电传动系统还包括用于向所述逻辑控制装置发送所述用户指令的司控装置，所述司控装置连接于所述逻辑控制装置。

进一步地，本实用新型应用于重卡的电传动系统中所述逻辑控制装置还连接于所述超级电容组。

进一步地，本实用新型应用于重卡的电传动系统还包括显示装置，连接于所述逻辑控制装置。

本实用新型应用于重卡的电传动系统，由超级电容组并联于充电装置的输出端、且通过直流接触器并联于牵引逆变器的相关结构；解决了纯燃油型传动系统存在排放量大、燃油经济性差且污染严重的缺陷；解决了动力混合型传动系统的复杂性和造价均较高，且仍存在发动机燃油排放和储能电池的二次污染问题；且解决了纯电驱动型传动系统存在架线电网工程量大且线网交织影响线路景观的缺陷；具有运营经济性好、节能环保性好、且具有不需架设电网、投资少、小区域内运行灵活性好等优点。

附图说明

图1为本实用新型应用于重卡的电传动系统实施例一结构示意图；

图2为本实用新型应用于重卡的电传动系统实施例二结构示意图。

具体实施方式

实施例一

图1为本实用新型应用于重卡的电传动系统实施例一结构示意图。如图1所示，本实施例应用于重卡的电传动系统包括受电弓装置AP、直流断路器Q、充电装置CDJ、超级电容组Fc、直流接触器KM、牵引逆变器NBQ、牵引电动机M以及逻辑控制装置PLC，其中，

逻辑控制装置PLC分别连接于受电弓装置AP、直流断路器Q、直流接触器KM、牵引逆变器NBQ、充电装置CDJ和牵引电动机M；受流装置的一端连接于供电网或充电站、另一端则通过直流断路器Q连接于充电装置CDJ的输入端，其升降动作可逻辑控制装置PLC来控制，其作用是将正常工作的供电网或充电站的电能引入重卡，为重卡提供清洁能源；充电装置CDJ为输出电压和电流均可控制的DC/DC变换器，可实现恒压充电和恒流充电，能够为超级电容补充电能，且该充电装置CDJ的开机、关机、最高充电电压、最大充电电流、最长充电时间的等设置均由逻辑控制装置PLC控制；

超级电容组Fc并联于充电装置CDJ的输出端、且通过直流接触器KM并联于牵引逆变器NBQ，用于通过充电装置CDJ的充电储存电能以为牵引逆变器NBQ提供电能，实际应用中超级电容组Fc包括串、并联的多节超级电容，可在短距离内(2～6公里)提供重卡运行所需能量，并在制动时，吸收牵引电动机M的制动电能；超级电容组Fc还可配备有电压和温度检测装置，具备一定的状态检测、故障诊断功能；该超级电容组Fc作为动力电源具有充放电迅速、寿命长、环保性好的特点，是保证电传动系统可靠运行的关键部件；

再者，牵引电动机M连接于牵引逆变器NBQ的输出端，牵引逆变器NBQ可将超级电容组Fc所存储的电能转换为驱动牵引电动机M运转的交流电能，具有输入电压范围宽(55％～105％U_N)、动态性好，精度高的特点；且该牵引逆变器NBQ的电机力矩、转速给定、转向给定等设置由逻辑控制装置PLC控制；牵引电动机M将牵引逆变器NBQ所提供的交流电能转换为机械能，以实现重车的运转，具备可靠性高、效率高、转动惯性小的特点；且该牵引电动机M的开关控制和温度保护均可由逻辑控制装置PLC的控制来实现。

直流断路器Q和直流接触器KM的打开和闭合均由逻辑控制装置PLC来控制，具体可通过逻辑控制装置PLC中对直流断路器Q和直流接触器KM当前所处状态的逻辑运算，且在超级电容组Fc处于充电状态时，保护重车的车载电气系统不发生短路和过流；并在线路故障时，直流断路器Q和直流接触器KM可实现自动跳闸保护。

实际应用中，在有供电网或充电站的地方，逻辑控制装置PLC可控制直流断路器Q闭合，并控制受电弓装置AP升弓接触供电网或充电站，以将供电网或充电站的电能引入重卡，并使充电装置CDJ为超级电容组Fc充电；在重卡需要牵引驱动时，再由逻辑控制装置PLC控制直流接触器KM闭合，牵引逆变器NBQ根据逻辑控制装置PLC所提供的相关预先设置，将超级电容组Fc所存储的电能转换为驱动牵引电动机M运转的交流电能；并且牵引电动机M根据逻辑控制装置PLC所提供的相关预先设置，将牵引逆变器NBQ所提供的交流电能转换为机械能，以实现重车的运转。

本实施例应用于重卡的电传动系统，由超级电容组并联于充电装置的输出端、且通过直流接触器并联于牵引逆变器的相关结构；解决了纯燃油型传动系统存在排放量大、燃油经济性差且污染严重的缺陷；解决了动力混合型传动系统的复杂性和造价均较高，且仍存在发动机燃油排放和储能电池的二次污染问题；且解决了纯电驱动型传动系统存在架线电网工程量大且线网交织影响线路景观的缺陷；具有运营经济性好、节能环保性好、且具有不需架设电网、投资少、小区域内运行灵活性好等优点。

实施例二

图2为本实用新型应用于重卡的电传动系统实施例二结构示意图。如图2所示，本实施例的电传动系统在上述实施例一电传动系统的基础上，还包括制动电阻R和司控装置AC；其中，制动电阻R连接于牵引逆变器NBQ，重卡制动时，制动控制系统遵循再生制动优先且制动电阻R制动为辅的原则，制动电阻R将牵引逆变器NBQ上多余的电能消耗在该制动电阻R上，有利于改善制动性能；司控装置AC，连接于逻辑控制装置PLC，用户可根据当前的具体情况向逻辑控制装置PLC发送用户指令，并且逻辑控制装置PLC根据用户指令来控制受电弓装置AP和直流断路器Q的闭合、控制受电弓装置AP的升降、控制并保护牵引逆变器NBQ和充电装置CDJ、以及控制牵引电动机M的运行。

由于逻辑控制装置PLC分别连接于受电弓装置AP、直流断路器Q、直流接触器KM、牵引逆变器NBQ、充电装置CDJ和牵引电动机M，该逻辑控制装置PLC，因此这些部件可反馈各自的运行状态参数给逻辑控制装置PLC。具体地，牵引电动机M可反馈其转速和温度等运行状态参数；牵引逆变器NBQ可反馈其电机电压、电流、频率、力矩和温度等运行状态参数；充电装置CDJCDJ可反馈充电电流、电压、启/停等运行状态参数；再者，逻辑控制装置PLC还连接于超级电容组Fc，以接收该超级电容组Fc所反馈的电容总电压、单节电池电压、放电电流和各舱温度等工作状态参数，并且逻辑控制装置PLC可根据这些工作状态参数判断超级电容的荷电状态及运行状况，以及时提醒司机充电或维护。逻辑控制装置PLC对电传动系统中上述各装置所进行的保护控制，均是根据各装置随反馈的运行状态参数或工作状态参数来实现的。

进一步地，本实施例应用于重卡的电传动系统，还包括显示装置，该显示装置连接于逻辑控制装置PLC，且该显示装置可从逻辑控制装置PLC中获取直流断路器Q、充电装置CDJ、超级电容组Fc、直流接触器KM、牵引逆变器NBQ、受电弓装置AP和牵引电动机M所反馈的运行状态参数，并受逻辑控制装置PLC的控制以显示直流断路器Q、充电装置CDJ、超级电容组Fc、直流接触器KM、牵引逆变器NBQ、受电弓装置AP和牵引电动机M的运行状态；再者，该显示装置可从逻辑控制装置PLC中获取超级电容组Fc所反馈的工作状态参数，并受逻辑控制装置PLC的控制以显示超级电容组Fc的工作状态；从而可方便用户观察操纵，了解系统整体的工作状态，及时处理故障，维护系统正常运行。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种应用于重卡的电传动系统，其特征在于，包括直流断路器；充电装置；超级电容组；直流接触器；牵引逆变器；受电弓装置，用于通过所述直流断路器将供电网或充电站中的电能传递给所述牵引逆变器；用于将所述牵引逆变器所提供的电能转换为重车所行驶的牵引力的牵引电动机；以及用于控制所述直流断路器的闭合、控制所述受电弓装置的升降、控制并保护牵引逆变器和充电装置、以及控制所述牵引电动机的运行的逻辑控制装置；

所述牵引电动机连接于所述牵引逆变器的输出端；

2.根据权利要求1所述的电传动系统，其特征在于，还包括用于消耗所述牵引逆变器上的多余电能的制动电阻，所述制动电阻连接于所述牵引逆变器。

3.根据权利要求1所述的电传动系统，其特征在于，还包括用于向所述逻辑控制装置发送所述用户指令的司控装置，所述司控装置连接于所述逻辑控制装置。

4.根据权利要求1所述的电传动系统，其特征在于，所述逻辑控制装置还连接于所述超级电容组。

5.根据权利要求4所述的电传动系统，其特征在于，还包括显示装置，连接于所述逻辑控制装置。