CN209426582U - 应急牵引系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种应急牵引系统，包括：控制单元、受电弓、蓄电池、第一开关模块、第二开关模块、直流滤波电抗器、直流滤波电容、逆变器回路和至少一个牵引电机，并且控制单元与第一开关模块、第二开关模块连接，第一开关模块的一端与受电弓连接，另一端与直流滤波电抗器的一端连接，第二开关模块的一端与蓄电池连接，另一端与直流滤波电抗器的一端连接，直流滤波电抗器的另一端与直流滤波电容的一端连接，直流滤波电容与逆变器回路并联，逆变器回路与至少一个牵引电机连接，不仅实现了对车辆的应急牵引，而且提高了应急牵引系统的可靠性。

Description

应急牵引系统

技术领域

本实用新型涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种应急牵引系统。

背景技术

目前城市轨道交通牵引，主要采用接触网供电或第三轨供电，如果在实际运营过程中，电网供电设备出现故障或者车辆高压回路设备故障时，列车将停止运行，滞留在运营线路上，造成严重的运营事故。同时列车车辆回库时，由于车辆需要自行牵引进库，高压供电也需要设计进车间内部，给内部作业人员带来一定的安全隐患。

现有技术中，为了解决无电网供电或车辆高压回路设备故障时车辆的牵引问题，通常采用在牵引系统中增加蓄电池应急牵引功能，由于蓄电池输出电压过低，造成牵引电机无法正常工作，因此，通过蓄电池与升压斩波电路并联为牵引系统供电，升压斩波电路用于将蓄电池输出的电压升高，以便于为牵引系统供电。

然而现有技术中，通过升压斩波电路将蓄电池输出的电压升高，然后为牵引系统供电，会增加系统的故障点，造成牵引系统的可靠性降低。

实用新型内容

本实用新型提供一种应急牵引系统，不仅实现了对车辆的应急牵引，而且提高了应急牵引系统的可靠性。

本实用新型实施例提供一种应急牵引系统，包括：

控制单元、受电弓、蓄电池、第一开关模块、第二开关模块、直流滤波电抗器、直流滤波电容、逆变器回路和至少一个牵引电机；

控制单元与第一开关模块、第二开关模块连接，第一开关模块的一端与受电弓连接，另一端与直流滤波电抗器的一端连接，第二开关模块的一端与蓄电池连接，另一端与直流滤波电抗器的一端连接，直流滤波电抗器的另一端与直流滤波电容的一端连接，直流滤波电容与逆变器回路并联，逆变器回路与至少一个牵引电机连接；

控制单元用于在受电弓无法向车辆供电时，断开第一开关模块，闭合第二开关模块，并控制车辆的速度在预设范围内，以使蓄电池通过直流滤波电抗器、直流滤波电容、逆变器回路以及至少一个牵引电机为车辆供电。

可选的，第一开关模块包括：第一接触器、电阻和第二接触器；

第一接触器的一端与受电弓连接，第一接触器与电阻串联，电阻与直流滤波电抗器的一端连接，第二接触器与第一接触器和电阻并联。

可选的，控制单元，具体用于：

在受电弓无法向车辆供电，且控制单元满足如下预设条件时，断开第一开关模块，闭合第二开关模块，并控制车辆的速度在预设范围内；

其中，预设条件包括以下至少一项：车辆获取到通过蓄电池向车辆供电的应急牵引指令、车辆当前处于静止状态、第一接触器、第二接触器、第二开关模块均处于断开状态、直流滤波电容的电压小于预设电压、应急牵引系统当前不存在牵引切除情况。

可选的，控制单元，具体用于：

确定车辆当前负载；

根据车辆当前负载，确定车辆的牵引力和阻力；

确定车辆的牵引力大于阻力时，确定预设范围；

控制车辆的速度在预设范围内。

可选的，控制单元，具体用于：

确定车辆的多个负载；

针对车辆的每个负载，确定在该负载下，车辆的牵引力和阻力；

确定基于多个负载，车辆的牵引力均大于阻力时，确定预设范围；

控制车辆的速度在预设范围内。

可选的，控制单元，具体用于：

在断开第一开关模块之后，开始计时；

当计时时间达到第一预设时间时，闭合第二开关模块。

可选的，控制单元，还用于：

在受电弓可以向车辆供电时，断开第二开关模块，闭合第一开关模块，以使受电弓通过直流滤波电抗器、直流滤波电容、逆变器回路以及至少一个牵引电机为车辆充电。

可选的，控制单元，具体用于：

在确定断开第二开关模块时，开始计时；

当计时时长达到第二预设时长时，断开第二开关模块。

可选的，还包括：制动斩波单元；

制动斩波单元的一端与直流滤波电抗器的另一端连接，制动斩波单元的另一端接地，制动斩波单元与控制单元连接；

控制单元，还用于在第二开关模块闭合前，通过控制制动斩波单元，以实现直流滤波电容的放电。

可选的，本实用新型实施例提供的应急牵引系统还包括：二极管；

二极管的阳极与第二开关模块连接，二极管的阴极与直流滤波电抗器的一端连接。

本实用新型提供的应急牵引系统，包括控制单元、受电弓、蓄电池、第一开关模块、第二开关模块、直流滤波电抗器、直流滤波电容、逆变器回路和至少一个牵引电机，并且控制单元与第一开关模块、第二开关模块连接，第一开关模块的一端与受电弓连接，另一端与直流滤波电抗器的一端连接，第二开关模块的一端与蓄电池连接，另一端与直流滤波电抗器的一端连接，直流滤波电抗器的另一端与直流滤波电容的一端连接，直流滤波电容与逆变器回路并联，逆变器回路与至少一个牵引电机连接；控制单元用于在受电弓无法向车辆供电时，断开第一开关模块，闭合第二开关模块，并控制车辆的速度在预设范围内，以使蓄电池通过直流滤波电抗器、直流滤波电容、逆变器回路以及至少一个牵引电机为车辆供电。不仅实现了对车辆的应急牵引，而且提高了应急牵引系统的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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他的附图。

图1是本实用新型实施例一提供的应急牵引系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的蓄电池牵引特性曲线；

图3是本实用新型实施例二提供的应急牵引系统的结构示意图；

图4是本实用新型实施例三提供的应急牵引系统的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的第二开关模块闭合逻辑示意图。

附图标记说明：

1：控制单元

2：受电弓

3：蓄电池

4：第一开关模块

41：第一接触器

42、132：电阻

43：第二接触器

5：第二开关模块

6：直流滤波电抗器

7：直流滤波电容

8：逆变器回路

9：牵引电机

10：高速断路器

11：手动隔离开关

12、133：二极管

13：制动斩波单元

131：制动斩波功率管

14：触发器

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

目前城市轨道交通牵引，主要采用接触网供电或第三轨供电，如果在实际运营过程中，电网供电设备出现故障或者车辆高压回路设备故障时，列车将停止运行，滞留在运营线路上，造成严重的运营事故。同时列车车辆回库时，由于车辆需要自行牵引进库，高压供电也需要设计进车间内部，给内部作业人员带来一定的安全隐患。为了解决无电网供电或车辆高压回路设备故障时车辆的牵引问题，通过蓄电池与升压斩波电路并联为牵引系统供电，升压斩波电路用于将蓄电池输出的电压升高，以便于为牵引系统供电，但会增加系统的故障点，造成牵引系统的可靠性降低。为了实现车辆的应急牵引，并且提高牵引系统的可靠性，本实用新型提供一种应急牵引系统。

以下，首先对本实用新型实施例的应用场景进行简单的介绍：

在列车的实际运行过程中，通常是通过接触网或第三轨供电，当电网供电设备出现故障或者车辆高压回路设备故障时，或车辆回库的过程中，车间内部没有设置高压设备为车辆供电的路段，都需要车辆采用应急牵引系统为车辆供电，以减小电网故障或车辆高压回路设备故障带来的影响，或在车辆回库过程中使用应急牵引系统为车辆供电可以减少车间内的安全隐患，基于此，本实用新型实施例提供一种应急牵引系统。

图1是本实用新型实施例一提供的应急牵引系统的结构示意图，如图1所示，本实用新型实施例提供的应急牵引系统可以包括：

控制单元1、受电弓2、蓄电池3、第一开关模块4、第二开关模块5、直流滤波电抗器6、直流滤波电容7、逆变器回路8和至少一个牵引电机9，其中图1中以包括一个牵引电机为例。

控制单元1与第一开关模块4、第二开关模块5连接，第一开关模块4的一端与受电弓2连接，另一端与直流滤波电抗器6的一端连接，第二开关模块5的一端与蓄电池3连接，另一端与直流滤波电抗器6的一端连接，直流滤波电抗器6的另一端与直流滤波电容7的一端连接，直流滤波电容7与逆变器回路8并联，逆变器回路8与至少一个牵引电机9连接。

控制单元1用于在受电弓2无法向车辆供电时，断开第一开关模块4，闭合第二开关模块5，并控制车辆以一定的速度运行，蓄电池3通过直流滤波电抗器6、直流滤波电容7为逆变器回路8以及至少一个牵引电机9供电，驱动车辆运行。

受电弓是城轨车辆从接触网取得电能的电气设备，包括接触网受电弓和创威(Tramwave)受电弓，接触网受电弓供电模块通常采用架空线设置在车辆车顶上方，Tramwave受电弓供电模块设置在轨道的中间位置。目前主要通过受电弓为车辆供电。

控制单元1与第一开关模块4和第二开关模块5连接，用于以预设的一套逻辑控制第一开关模块4与第二开关模块5的通断，第一开关模块4一端与受电弓2连接，另一端与直流滤波电抗器6连接，用于控制受电弓2为牵引电机9供电。当第一开关模块4断开时，受电弓2无法为牵引电机9供电，当第一开关闭合时，受电弓2可以为牵引电机9供电；类似的，第二开关模块5的一端与蓄电池3连接，另一端与直流滤波电抗器6连接，用于控制蓄电池3为牵引电机9供电，当第二开关模块5断开时，蓄电池3无法为牵引电机9供电，当第二开关模块5闭合时，蓄电池3可以为牵引电机9供电，通过控制单元1控制第一开关模块4和第二开关模块5的通断，可以实现受电弓2与蓄电池3为牵引电机9供电模式的切换。

当车辆正常运行时，控制单元1控制第一开关模块4闭合，第二开关模块5断开，使用受电弓2通过电网为车辆牵引系统供电，当电网供电设备出现故障或车辆高压回路设备故障时，控制单元1控制第一开关模块4断开，第二开关模块5闭合，为了防止高压侧电压回流蓄电池3，损坏蓄电池，第一开关模块4与第二开关模块5不能同时闭合。

当第一开关模块4闭合或第二开关模块5闭合时，供电电压经过开关模块然后经过直流滤波电抗器6进行滤波之后，传输至直流滤波电容7和逆变器回路8，其中逆变器回路8用于将直流电压转换为交流电压，并将得到的交流电压发送至牵引电机9中，以为牵引电机9供电，其中，逆变器回路8发送至牵引电机9中的交流电压可以进行调节，以调节牵引电机9的转速，进而控制车辆的运行速度。

在受电弓2无法向车辆供电时，控制单元1断开第一开关模块4，闭合第二开关模块5，并控制车辆的速度在预设范围内，以使蓄电池3通过直流滤波电抗器6、直流滤波电容7、逆变器回路8以及至少一个牵引电机9为车辆供电。蓄电池电压通常为低电压，无法带动车辆高速行驶，因此需要控制车辆的速度在预设的范围之内，进而保证蓄电池可以正常的为驱动车辆供电。

车辆在不同荷载下牵引力和阻力之间的关系不同，下面以蓄电池电压为110伏，车辆轮径为805毫米为例，对车辆牵引力与阻力的关系进行介绍。图2是本实用新型实施例提供的蓄电池牵引特性曲线，表示蓄电池为110伏且为车辆轮径为805毫米的车辆供电时的牵引特性曲线，如图2所示，其中，横向坐标轴表示车辆运行速度，单位是千米每小时，纵向坐标轴表示牵引力、阻力的大小，单位是千牛每编组，曲线A1表示车辆空载时，车辆牵引力与车辆运行速度之间的关系，曲线A2表示车辆空载时，车辆运行阻力与车辆运行速度之间的关系，曲线A1与曲线A2之间存在交点A；B1表示车辆额定定员即(每平方米6人)时，车辆牵引力与车辆运行速度之间的关系，曲线B2表示车辆额定定员时，车辆运行阻力与车辆运行速度之间的关系，曲线B1与曲线B2存在交点B；C1表示车辆满载即(每平方米9人)时，车辆牵引力与车辆运行速度之间的关系，曲线C2表示车辆满载时，车辆运行阻力与车辆运行速度之间的关系，曲线C1与曲线C2存在交点C；不管是在车辆空载、车辆满载或车辆额定定员时，牵引力都随着车辆的运行速度不断降低，阻力随着车辆的运行速度不断增大，且存在牵引力等于阻力的速度点。若保持车辆运行速度在牵引力大于或等于阻力，则车辆可以正常运行，且，根据图2所示的曲线，还可以实现车辆在不同负载时，以同样的启动加速度运行，提高车辆启动的稳定性。

为了实现控制单元控制车辆的速度在预设范围之内，在一种可能的实施方式中，控制单元具体用于：确定车辆当前负载；根据车辆当前负载，确定车辆的牵引力和阻力；确定车辆的牵引力大于阻力时，确定预设范围；控制车辆的速度在预设范围内。

通过确定车辆当前的负载，可以得到车辆当前负载时的蓄电池牵引特性曲线，根据车辆当前负载时的蓄电池牵引特性曲线，确定车辆的牵引力与阻力和车辆运行速度之间的关系，根据车辆的牵引力与阻力和车辆运行速度之间的关系，确定在当前负载下，车辆的牵引力大于阻力时，车辆的速度范围，并作为预设范围，最后控制车辆的速度在预设范围之内。例如，如图2所示，若确定车辆当前负载为空载，则车辆的牵引力曲线与阻力曲线分别为A1和A2，当车辆运行速度小于A点时的运行速度时，车辆的牵引力大于阻力，则车辆速度的预设范围是0至A点时的车辆运行速度。

在另一种可能的实施方式中，控制单元具体用于：确定车辆的多个负载；针对车辆的每个负载，确定在该负载下，车辆的牵引力和阻力；确定基于多个负载，车辆的牵引力均大于阻力时，确定预设范围；控制车辆的速度在预设范围内。

确定车辆的多个负载，包括车辆在空载、额定定员以及满载等负载工况，然后针对车辆的空载、额定定员以及满载等每个负载，确定在每个负载下的蓄电池牵引特性曲线，根据多条蓄电池牵引特性曲线，确定在不同负载下，车辆的牵引力与阻力和车辆运行速度之间的关系，基于多个负载，确定车辆的牵引力均大于阻力时的车辆速度范围，并作为预设范围，控制车辆的速度在预设范围之内。例如，如图2所示，确定车辆的多个负载，假设存在空载、额定定员以及满载等负载工况，且针对每一种负载情况下，蓄电池牵引特性曲线，并根据空载时的牵引力曲线A1与阻力曲线A2之间的关系，额定定员时牵引力曲线B1与阻力曲线B2之间的关系，以及满载时牵引力曲线C1与阻力曲线C2之间的关系，确定车辆在多个的不同负载下，牵引力均大于阻力时的车辆速度范围，在图2中，当车辆运行速度小于C点的车辆运行速度时，车辆在多个负载下，牵引力均大于阻力，因此，控制车辆的运行速度在0至C点车辆运行速度之间。另外，需要说明的是，本实用新型实施例对多个负载不做限制。

本实用新型实施例提供的应急牵引系统，包括控制单元、受电弓、蓄电池、第一开关模块、第二开关模块、直流滤波电抗器、直流滤波电容、逆变器回路和至少一个牵引电机，并且控制单元与第一开关模块、第二开关模块连接，第一开关模块的一端与受电弓连接，另一端与直流滤波电抗器的一端连接，第二开关模块的一端与蓄电池连接，另一端与直流滤波电抗器的一端连接，直流滤波电抗器的另一端与直流滤波电容的一端连接，直流滤波电容与逆变器回路并联，逆变器回路与至少一个牵引电机连接；控制单元用于在受电弓无法向车辆供电时，断开第一开关模块，闭合第二开关模块，并控制车辆的速度在预设范围内，以使蓄电池通过直流滤波电抗器、直流滤波电容、逆变器回路以及至少一个牵引电机为车辆供电。不仅实现了对车辆的应急牵引，而且提高了应急牵引系统的可靠性。

实施例二

为了实现第一开关模块对受电弓供电的控制，可选的，图3是本实用新型实施例二提供的应急牵引系统的结构示意图，如图3所示，本实用新型实施例提供的应急牵引系统的第一开关模块4包括：第一接触器41、电阻42和第二接触器43；第一接触器41的一端与受电弓2连接，第一接触器41与电阻42串联，电阻42与直流滤波电抗器6的一端连接，第二接触器43与第一接触器41和电阻42并联。

当第一接触器41闭合时，电阻42连接至电路中，此时受电弓2为直流滤波电容7充电，通过第一接触器41连接电阻42，限制了电路中的电流，从而保证了经过直流滤波电容7的电流不会过大，起到了保护了直流滤波电容7的作用。当对直流滤波电容7充电完成后，断开第一接触器41，闭合第二接触器43，受电弓2通过第二接触器43为逆变器回路8供电，逆变器回路8将直流电转换为交流电，为至少一个牵引电机9供电。

可选的，当应急牵引系统中出现故障时，为了实现对应急牵引系统的保护，本实用新型实施例提供的应急牵引系统还可以包括高速断路器10和手动隔离开关11，其中，手动隔离开关11的一端与高速断路器10的一端连接，手动隔离开关11的另一端与受电弓2连接，高速断路器10的另一端与第一开关模块4连接，高速断路器10用于在应急牵引系统出现故障时，高速断路器能够实现迅速的断开，手动隔离开关11用于手动断开受电弓2与直流滤波电抗器6的连接。

如图3所示，由于蓄电池3电压较低，为了避免高压侧的电流回流至蓄电池3，可选的，本实用新型实施例提供的应急牵引系统，还可以包括：二极管12，二极管12的阳极与第二开关模块5连接，二极管12的阴极与直流滤波电抗器6的一端连接。

通过二极管12的阳极与第二开关模块5连接，二极管12的阴极与直流滤波电抗器6连接，实现了蓄电池3的电流只能由蓄电池3经过第二开关模块流向直流滤波电抗器6方向，而无法从直流滤波电抗器6方向流向蓄电池3，从而实现了对蓄电池的保护。

本实用新型实施例提供的应急牵引系统，通过第一接触器、电阻与第二接触器实现了控制受电弓为逆变器回路供电，通过设置二极管，避免了电流由高压侧流向蓄电池，实现了对蓄电池的保护。

实施例三

为了实现在受电弓无法向车辆供电或车辆高压回路设备故障时，由蓄电池为车辆供电，可选的，本实用新型实施例提供的应急牵引系统中的控制单元1，具体用于：

在受电弓2无法向车辆供电，且控制单元1满足如下预设条件时，断开第一开关模块4，闭合第二开关模块5，并控制车辆的速度在预设范围内；其中，预设条件包括以下至少一项：车辆获取到通过蓄电池3向车辆供电的应急牵引指令、车辆当前处于静止状态、第一接触器、第二接触器、第二开关模块5均处于断开状态、直流滤波电容7的电压小于预设电压、应急牵引系统当前不存在牵引切除情况。

在受电弓2无法向车辆供电时，需要通过控制单元1断开第一开关模块4，闭合第二开关模块5，以使蓄电池3向车辆供电，为保证蓄电池3可以正常工作，需要控制车辆速度在预设范围之内，且满足预设条件，预设条件包括以下至少一项：例如：当车辆获取到应急牵引指令时，应急牵引指令用于指示通过蓄电池3向车辆供电，控制单元1断开第一开关模块4，闭合第二开关模块5；再例如，当车辆当前处于静止状态时，且获取到应急牵引指令，控制单元1断开第一开关模块4，闭合第二开关模块5；再例如，车辆当前处于静止状态，且应急牵引系统当前不存在牵引切除情况，受电弓2无法向车辆供电时，控制单元1断开第一开关模块4，闭合第二开关模块5；等等。在一种可能的实施方式中，在受电弓2无法向车辆供电，且车辆获取到应急牵引指令、车辆当前处于静止状态、第一接触器、第二接触器、第二开关模块5均处于断开状态、直流滤波电容7的电压小于预设电压、应急牵引系统当前不存在牵引切除情况时，控制单元1断开第一开关模块4，闭合第二开关模块5。

以下对上述预设条件进行详细介绍，车辆获取应急牵引指令，可以通过驾驶员根据车辆实际运行情况输入的应急牵引指令，可选地，该应急牵引指令为语音指令或者文字指令。此外，该应急牵引指令也可以是系统自动生成的应急牵引指令，例如：当控制单元1确定第一接触器、第二接触器、第二开关模块5均处于断开状态时，自动生成应急牵引指令。

第一接触器、第二接触器、第二开关模块5均处于断开状态，是为了保证第一开关模块4与第二开关模块5都处于断开状态，在一种可能的实施方式中，应急牵引系统中存在高速断路器，则在满足高速断路器、第一接触器、

第二接触器和第二开关模块5均处于断开状态时，控制单元1断开第一开关模块4，闭合第二开关模块5。

应急牵引系统当前不存在牵引切除情况，是指车辆牵引系统依然可以为牵引电机9供电。

为了保证蓄电池3的正常工作，还需要直流滤波电容7的电压小于预设电压，可选的，预设电压为77伏。

为了保证直流滤波电容的电压小于预设电压，可选的，图4是本实用新型实施例三提供的应急牵引系统的结构示意图，如图4所示，本实用新型实施例提供的应急牵引系统还包括：制动斩波单元13。

制动斩波单元13的一端与直流滤波电抗器6的另一端连接，制动斩波单元13的另一端接地，制动斩波单元13与控制单元1连接；控制单元1，还用于在第二开关模块5闭合前，通过控制制动斩波单元13，以实现直流滤波电容7的放电。

制动斩波单元13，用于实现对直流滤波电容7的放电，在一种可能的实施方式中，制动斩波单元13包括制动斩波功率管131和电阻132，电阻132与制动斩波功率管131串联，直流滤波电容7与制动斩波单元13并联，直流滤波电容7中的电压通过制动斩波功率管131流至电阻132，并在电阻132上以热能的形式散出，最终实现了直流滤波电容7的放电，为了实现对制动斩波单元13的保护，制动斩波单元还可以包括二极管133，在电路断开时会产生一个很高的感应电动势，没有二极管133可能会将制动斩波功率管或其他元件损坏，通过电阻132与二极管133形成回路而保护其他元件。

通过制动斩波单元将直流滤波电容中的电压消耗掉，保证了直流滤波电容中的电压低于预设电压，为了实现通过制动斩波单元将直流滤波电容中的电压消耗掉，可选的，本实用新型实施例提供的控制单元1，具体用于：

在断开第一开关模块4之后，开始计时；当计时时间达到第一预设时间时，闭合第二开关模块5。

通过在断开第一开关模块4之后，控制单元1控制制动斩波单元对直流滤波电容7进行放电，并在断开第一开关模块4之后开始计时，当计时时间达到第一预设时间时，直流滤波电容7中的电压小于77伏，闭合第二开关模块5。

示例性的，图5是本实用新型实施例提供的第二开关模块5闭合逻辑示意图，如图5所示，在满足接收到指示蓄电池3为车辆供电的应急牵引指令、应急牵引系统无牵引指令、第一接触器断开、第二接触器断开、高速断路器断开、第二开关模块5断开且无牵引切除时，直流滤波电容7通过制动斩波单元放电，当满足接收到指示蓄电池3为车辆供电的应急牵引指令、应急牵引系统无牵引指令、第一接触器断开、第二接触器断开、高速断路器断开、第二开关模块5断开、无牵引切除且直流滤波电容7的电压小于预设电压时，触发器14的S端输入为1，触发器14用于触发第二开关模块5闭合或者断开，当触发器14输出为1时，第二开关模块5闭合，当触发器14输出为0时，第二开关断开，具体的，当S＝1时，Q＝1，当R＝1时，Q＝0，当S＝0且R＝0时，Q不变，R的优先权大于S，也就是当R＝1且S＝1时，Q＝0。

其中，延时导通1表示在接收到应急牵引指令时延时导通，可选的，延时导通1可以为两秒，同时，延时导通2表示在接收到应急牵引指令时延时导通，可选的，延时导通为100毫秒，延时导通1小于延时导通2的时长。在一种可能的实施方式中，在接收到应急牵引指令时，100毫秒延时导通2之后，通过1秒内导通制动斩波单元，制动斩波单元导通0.5秒，对直流滤波电容7进行放电。

本实用新型实施例中，通过控制单元在受电弓无法向车辆供电，且控制单元满足预设条件时，断开第一开关模块，闭合第二开关模块，并控制车辆的速度在预设范围内，实现了由蓄电池为车辆供电，且由于控制单元先断开第一开关模块，然后闭合第二开关模块，进一步保证了高压侧的电压不会损坏蓄电池。

实施例四

在上述实施例的基础上，控制单元1不仅可以在受电弓2无法向车辆供电时，采用蓄电池3为车辆供电，可选的，控制单元1，还用于在受电弓2可以向车辆供电时，断开第二开关模块5，闭合第一开关模块4，以使受电弓2通过直流滤波电抗器6、直流滤波电容7、逆变器回路8以及至少一个牵引电机9为车辆供电。

在受电弓2可以向车辆供电时，控制单元1通过断开第二开关模块5，断开蓄电池3与直流滤波电抗器6之间的连接，使蓄电池3无法向车辆供电，然后再闭合第一开关模块4，使受电弓2通过直流滤波电抗器6、直流滤波电容7、逆变器回路8以及至少一个牵引电机9为车辆供电。

在断开第二开关模块5，闭合第一开关模块4的过程中，可选的，控制单元1，具体用于：在确定断开第二开关模块5时，开始计时；当计时时长达到第二预设时长时，断开第二开关模块5。

在确定断开第二开关模块5时，控制单元1可以通过向第二开关模块5发送断开指令，然后开始计时，当计时时长达到第二预设时长时，可选的，第二预设时长可以为1秒，然后断开第二开关模块5。本方案中，通过在确定断开第二开关模块5时，开始计时，并当计时时长达到第二预设时长时断开第二开关模块5，保证了第一开关模块4闭合时，蓄电池3不再向车辆供电，进而保证了蓄电池3的安全。具体的，如图5所示，当应急牵引指令指示断开第二开关模块5时，R＝1，Q＝0，第二开关模块5断开。

本实用新型实施例中，通过断开第二开关模块，闭合第一开关模块，实现了由蓄电池向车辆供电到由受电弓向车辆供电的转换。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (10)

1.一种应急牵引系统，其特征在于，包括：控制单元、受电弓、蓄电池、第一开关模块、第二开关模块、直流滤波电抗器、直流滤波电容、逆变器回路和至少一个牵引电机；

所述控制单元与所述第一开关模块、所述第二开关模块连接，所述第一开关模块的一端与所述受电弓连接，另一端与所述直流滤波电抗器的一端连接，所述第二开关模块的一端与所述蓄电池连接，另一端与所述直流滤波电抗器的一端连接，所述直流滤波电抗器的另一端与所述直流滤波电容的一端连接，所述直流滤波电容与所述逆变器回路并联，所述逆变器回路与所述至少一个牵引电机连接；

所述控制单元用于在所述受电弓无法向车辆供电时，断开所述第一开关模块，闭合所述第二开关模块，并控制所述车辆的速度在预设范围内，以使所述蓄电池通过所述直流滤波电抗器、所述直流滤波电容、所述逆变器回路以及所述至少一个牵引电机为所述车辆供电。

2.根据权利要求1所述的应急牵引系统，其特征在于，所述第一开关模块包括：第一接触器、电阻和第二接触器；

所述第一接触器的一端与所述受电弓连接，所述第一接触器与所述电阻串联，所述电阻与所述直流滤波电抗器的一端连接，所述第二接触器与所述第一接触器和所述电阻并联。

3.根据权利要求2所述的应急牵引系统，其特征在于，所述控制单元，具体用于：

在所述受电弓无法向车辆供电，且所述控制单元满足如下预设条件时，断开所述第一开关模块，闭合所述第二开关模块，并控制所述车辆的速度在预设范围内；

其中，所述预设条件包括以下至少一项：所述车辆获取到通过蓄电池向车辆供电的应急牵引指令、所述车辆当前处于静止状态、所述第一接触器、所述第二接触器、所述第二开关模块均处于断开状态、所述直流滤波电容的电压小于预设电压、所述应急牵引系统当前不存在牵引切除情况。

4.根据权利要求1或2所述的应急牵引系统，其特征在于，所述控制单元，具体用于：

确定所述车辆当前负载；

根据所述车辆当前负载，确定所述车辆的牵引力和阻力；

确定所述车辆的牵引力大于阻力时，确定所述预设范围；

控制所述车辆的速度在所述预设范围内。

5.根据权利要求1或2所述的应急牵引系统，其特征在于，所述控制单元，具体用于：

确定所述车辆的多个负载；

针对所述车辆的每个负载，确定在该负载下，所述车辆的牵引力和阻力；

确定基于所述多个负载，所述车辆的牵引力均大于阻力时，确定所述预设范围；

控制所述车辆的速度在所述预设范围内。

6.根据权利要求1或2所述的应急牵引系统，其特征在于，所述控制单元，具体用于：

在断开所述第一开关模块之后，开始计时；

当计时时间达到第一预设时间时，闭合所述第二开关模块。

7.根据权利要求1或2所述的应急牵引系统，其特征在于，所述控制单元，还用于：

在所述受电弓可以向所述车辆供电时，断开所述第二开关模块，闭合所述第一开关模块，以使所述受电弓通过所述直流滤波电抗器、所述直流滤波电容、所述逆变器回路以及所述至少一个牵引电机为所述车辆充电。

8.根据权利要求7所述的应急牵引系统，其特征在于，所述控制单元，具体用于：

在确定断开所述第二开关模块时，开始计时；

当计时时长达到第二预设时长时，断开所述第二开关模块。

9.根据权利要求8所述的应急牵引系统，其特征在于，还包括：制动斩波单元；

所述制动斩波单元的一端与所述直流滤波电抗器的另一端连接，所述制动斩波单元的另一端接地，所述制动斩波单元与所述控制单元连接；

所述控制单元，还用于在所述第二开关模块闭合前，通过控制所述制动斩波单元，以实现所述直流滤波电容的放电。

10.根据权利要求1或2所述的应急牵引系统，其特征在于，还包括：二极管；

所述二极管的阳极与所述第二开关模块连接，所述二极管的阴极与所述直流滤波电抗器的一端连接。