CN204915683U - 一种燃料电池有轨电车的供电电源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种燃料电池有轨电车的供电电源装置，包括一路以上的燃料电池供电支路，每一路燃料电池供电支路包括相互连接的燃料电池系统、直流斩波及稳压模块，直流斩波及稳压模块通过直流母线连接负载；每一路燃料电池供电支路通过燃料电池系统输出直流电源，经过直流斩波模块进行斩波升压及稳压后输出所需大小的电源电压，提供给负载进行供电。本实用新型具有结构简单紧凑、成本低廉、供电电源稳定且供电控制简单，同时能够实现多路并联电源输出均衡的优点。

Description

一种燃料电池有轨电车的供电电源装置

技术领域

本实用新型涉及燃料电池有轨电车技术领域，尤其涉及一种燃料电池有轨电车的供电电源装置。

背景技术

伴随城镇化进程的加快以及建立低碳环保综合交通体系的需要，现代有轨电车正成为城市公共交通的新宠，而燃料电池作为一种新型的动力新能源，已经越来越多的作为车辆的动力系统被应用于现代有轨电车上。如图1所示，现有的燃料电池有轨电车中通常是将燃料电池系统直接连接于车辆直流母线，然后通过直流母线给车辆负载供电。该类通过燃料电池直接供电的方式，一方面，当燃料电池系统自身能量不够时或者燃料电池使用年限过度后，会导致输出到直流母线的电压下降，且当直流母线电压下降到一定值时，车辆牵引逆变器会报直流母线欠压故障而无法正常工作，使得车辆无法正常行走；另一方面，当多路燃料电池系统并联连接于车辆直流母线上进行供电时，其控制极为复杂，并且由于各路燃料电池系统输出电压不均衡，还会对燃料电池系统本身造成非常大的影响。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单紧凑、成本低廉、供电电源稳定且控制简单，同时能够实现多路电压均衡的燃料电池有轨电车的供电电源装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种燃料电池有轨电车的供电电源装置，包括一路以上的燃料电池供电支路，每一路所述燃料电池供电支路包括相互连接的燃料电池系统、直流斩波及稳压模块，所述直流斩波及稳压模块通过直流母线连接负载；每一路所述燃料电池供电支路通过所述燃料电池系统输出直流电源，经过所述直流斩波及稳压模块进行斩波升压及稳压后输出所需大小的目标电源电压，提供给负载进行供电。

作为本实用新型的进一步改进：所述直流斩波及稳压模块为单向升压斩波器。

作为本实用新型的进一步改进：所述单向升压斩波器采用单向交错斩波升压电路。

作为本实用新型的进一步改进：所述单向交错斩波升压电路包括主电感L1以及分别与所述主电感L1连接的两条斩波支路，每条所述斩波支路包括串联连接的换流电感以及IGBT模块。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型燃料电池有轨电车的供电电源装置，包括一路以上的燃料电池供电支路，且每一路包括燃料电池系统以及直流斩波及稳压模块，则当燃料电池系统输出的电源电压波动幅度较大或者低于牵引逆变器欠压保护值时，通过直流斩波及稳压模块可以将电源电压转换为所需大小的稳定电压，即使燃料电池系统在能量较低的情况下，仍然能够保证稳定供电；同时通过设置直流斩波及稳压模块，还可以有效实现每一路电源的输出控制，控制方式简单，使得可以方便的使用多路燃料电池系统并联的方式供电，并实现并联燃料电池系统的电源输出均衡。

附图说明

图1是现有的燃料电池有轨电车的动力系统的结构示意图。

图2是本实施例燃料电池有轨电车的供电电源装置的结构示意图。

图3是本实用新型在具体实施例中第一种(一路燃料电池供电支路)的结构示意图。

图4是本实用新型在具体实施例中第二种(多路燃料电池供电支路)的结构示意图。

图5是本实用新型在具体实施例中燃料电池供电支路的具体电路结构示意图。

图例说明：1、燃料电池供电支路；11、燃料电池系统；12、直流斩波及稳压模块；121、单向交错斩波升压电路。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。

如图2所示，本实施例燃料电池有轨电车的供电电源装置，包括一路以上燃料电池供电支路1，每一路燃料电池供电支路1包括相互连接的燃料电池系统11、直流斩波及稳压模块12，直流斩波及稳压模块12通过直流母线连接负载；每一路燃料电池供电支路1通过燃料电池系统11输出直流电源，经过直流斩波及稳压模块12进行斩波升压及稳压后输出所需大小的目标电源电压，提供给负载进行供电。当燃料电池供电支路1为两路以上时，每路燃料电池供电支路1之间相互并联连接。

本实施例燃料电池有轨电车的供电电源装置，每一路燃料电池供电支路1包括燃料电池系统11以及直流斩波及稳压模块12，则当燃料电池系统11输出的电源电压波动幅度较大或者低于牵引逆变器欠压保护值时，通过直流斩波及稳压模块12可以将电源电压转换为所需大小的稳定电压，即使燃料电池在能量较低的情况下，仍然能够保证稳定供电，实现燃料电池输出到车辆直流母线电压的恒定。

本实施例每一路燃料电池供电支路1通过设置直流斩波及稳压模块12，可以有效实现每一路电源的输出控制，控制方式简单，使得可以方便的使用多路燃料电池系统并联的供电方式，同时通过直流斩波及稳压模块12可方便的将每路燃料电池系统11输出的直流电源控制转换为一致的目标电源电压，实现并联燃料电池系统的电源输出均衡。

本实施例中，当为多路燃料电池供电支路1并联时，可以通过调节直流斩波及稳压模块12的输出电压，使多路燃料电池系统11输出电压一致，实现输出电压均衡；也可以给定电流值大小，通过调节直流斩波及稳压模块12的输出功率，实现各路燃料电池系统11的功率均衡。

本实施例中，直流斩波及稳压模块12具体为单向直流斩波器，通过单向直流斩波器实现燃料电池系统11到负载的单向直流电压转换。

如图3所示，本实用新型具体实施例中第一种供电电源装置，包含一路燃料电池供电支路1，且直流斩波及稳压模块12采用单向直流斩波器(单向斩波器)。由燃料电池系统11输出直流电源，当输出的直流电源的电压波动幅度较大或者低于牵引逆变器欠压保护值时，由直流斩波及稳压模块12将电源电压转换为所需大小的稳定电压，通过车辆直流母线提供给负载。

如图4所示，本实用新型具体实施例中第二种供电电源装置，包含N路燃料电池供电支路1(N>1)，每路燃料电池供电支路1中直流斩波及稳压模块12采用单向直流斩波器(单向斩波器)，每路燃料电池供电支路1通过单向直流斩波器将燃料电池系统11的输出电源进行斩波升压及稳压，同时通过控制每路的单向直流斩波器使各路燃料电池供电支路1输出均衡。

如图5所示，本实用新型具体实施例中单向直流斩波器具体采用单向交错斩波升压电路121，单向交错斩波升压电路121包括主电感L1以及分别与主电感L1连接的两条斩波支路，每条斩波支路包括串联连接的换流电感以及IGBT模块。通过单向交错斩波升压电路121实现稳定的斩波升压，同时主电感L1通过后级电路的交错实现了倍频，从而减小了主电感体积，以及电容的电流应力，通过开关管实现了零电流开通，降低了开关管损耗，以及提高了开关管频率。

上述只是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (4)

1.一种燃料电池有轨电车的供电电源装置，其特征在于：包括一路以上的燃料电池供电支路(1)，每一路所述燃料电池供电支路(1)包括相互连接的燃料电池系统(11)、直流斩波及稳压模块(12)，所述直流斩波及稳压模块(12)通过直流母线连接负载；每一路所述燃料电池供电支路(1)通过所述燃料电池系统(11)输出直流电源，经过所述直流斩波及稳压模块(12)进行斩波升压及稳压后输出所需大小的目标电源电压，提供给负载进行供电。

2.根据权利要求1所述的供电电源装置，其特征在于：所述直流斩波及稳压模块(12)为单向升压斩波器。

3.根据权利要求2所述的供电电源装置，其特征在于：所述单向升压斩波器为采用单向交错斩波升压电路(121)。

4.根据权利要求3所述的供电电源装置，其特征在于：所述单向交错斩波升压电路(121)包括主电感L1以及分别与所述主电感L1连接的两条斩波支路，每条所述斩波支路包括串联连接的换流电感以及IGBT模块。