一種無軌電車及其隔離式供電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無軌電車及其隔離式供電系統(tǒng)，包括用于與集電器連接的隔離式DC/DC，隔離式DC/DC包括依次連接的斬波電路、變壓器和整流電路；斬波電路輸入端用于連接集電器，輸出端連接所述變壓器；整流電路的輸出端通過接觸器連接到直流母線，直流母線上連接動力電池。能夠?qū)崿F(xiàn)車輛與線網(wǎng)的高壓隔離，消除跨步電壓，提高無軌電車的安全性；能夠通過隔離DC/DC將高壓用電系統(tǒng)輸入電壓穩(wěn)定在一定的區(qū)間內(nèi)，使高壓電器系統(tǒng)工作在高效區(qū)內(nèi)。
【專利說明】
—種無軌電車及其隔離式供電系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無軌電車及其隔離式供電系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]無軌電車以其“零排放”的優(yōu)點，可滿足大氣污染治理的需求，且符合新能源汽車的發(fā)展方向，日益受到了人們的關(guān)注。
[0003]傳統(tǒng)的無軌電車因存在高壓安全問題而倍受爭議，其無法實現(xiàn)與線網(wǎng)的高壓隔離，當(dāng)車輛絕緣失效時，易使車輛與大地連通，產(chǎn)生人身觸電的傷害。且高壓失效點多，失效風(fēng)險大。若單獨在整車電源系統(tǒng)中增加隔離裝置，則存在模塊重復(fù)、設(shè)計冗余等缺點。
[0004]同時，無軌電車因線網(wǎng)內(nèi)阻而引起的整條饋線始末端電壓相差大，車輛供電范圍寬，若直接給電機系統(tǒng)供電，導(dǎo)致電機設(shè)計難度大，且經(jīng)常工作于非高效區(qū)，影響系統(tǒng)效率，使整車電耗增加。針對上述缺點，本發(fā)明采用一種適用于無軌電車的控制系統(tǒng)，從根本上解決了上述諸多問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種無軌電車及其隔離式供電系統(tǒng)，用以解決傳統(tǒng)無軌電車供電效率低下的問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括:
[0007]一種無軌電車的隔離式供電系統(tǒng)，包括用于與集電器連接的隔離式DC/DC，隔離式DC/DC包括依次連接的斬波電路、變壓器和整流電路；斬波電路輸入端用于連接集電器，輸出端連接所述變壓器；整流電路的輸出端通過接觸器連接到直流母線，直流母線上連接動力電池。
[0008]所述隔離式DC/DC還包括至少一個交流充電接口，交流充電接口依次連接整流模塊和PFC模塊，PFC模塊輸出端連接所述斬波電路的輸入端。
[0009]所述直流母線上還連接有直流充電接口。
[0010]所述隔離式DC/DC設(shè)有用于控制所述斬波電路和接觸器的主控模塊，所述動力電池系統(tǒng)設(shè)有電池管理系統(tǒng)，主控模塊和電池管理系統(tǒng)與整車控制器通信控制連接。
[0011]所述斬波電路輸入端與集電器之間還設(shè)有防護電路。
[0012]一種無軌電車，包括用于與集電器連接的隔離式DC/DC，隔離式DC/DC包括依次連接的斬波電路、變壓器和整流電路；斬波電路輸入端用于連接集電器，輸出端連接所述變壓器；整流電路的輸出端通過接觸器連接到直流母線，直流母線上連接動力電池。
[0013]所述隔離式DC/DC還包括至少一個交流充電接口，交流充電接口依次連接整流模塊和PFC模塊，PFC模塊輸出端連接所述斬波電路的輸入端。
[0014]所述直流母線上還連接有直流充電接口。
[0015]所述隔離式DC/DC設(shè)有用于控制所述斬波電路和接觸器的主控模塊，所述動力電池系統(tǒng)設(shè)有電池管理系統(tǒng)，主控模塊和電池管理系統(tǒng)與整車控制器通信控制連接。
[0016]所述斬波電路輸入端與集電器之間還設(shè)有防護電路。
[0017]本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)車輛與線網(wǎng)的高壓隔離，消除跨步電壓，提高無軌電車的安全性；能夠通過隔離DC/DC將高壓用電系統(tǒng)輸入電壓穩(wěn)定在一定的區(qū)間內(nèi)，使高壓電器系統(tǒng)工作在高效區(qū)內(nèi)；通過隔離式DC/DC實現(xiàn)車載能源與線網(wǎng)的隔離，實現(xiàn)制動能量回收，達到降低電耗的目的；通過動力電池電量精確控制，滿足整車大功率需求的同時，實現(xiàn)動力電池的淺充淺放，并且可以通過設(shè)計動力電池多個不同SOC限值，實現(xiàn)發(fā)電、制動能量回收、純電動續(xù)駛等目的。最終實現(xiàn)動力電池的高效利用；隔離式DC/DC本身具有掛網(wǎng)充電功能，并且隔離式DC/DC設(shè)計有交流充電功能，動力電池設(shè)計有直流快充功能，滿足不同客戶的要求實現(xiàn)配置優(yōu)化。隔離式DC/DC、高壓電器系統(tǒng)采用集成化設(shè)計，有效地減少高壓接觸點，提高系統(tǒng)的安全性，并減小系統(tǒng)體積、重量，節(jié)約成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的一種實施方式系統(tǒng)框圖；
[0019]圖2是實施方式的系統(tǒng)原理圖。

【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明。
[0021]一種無軌電車的隔離式供電系統(tǒng)，包括用于與集電器連接的隔離式DC/DC，隔離式DC/DC包括依次連接的斬波電路、變壓器和整流電路；斬波電路輸入端用于連接集電器，輸出端連接所述變壓器；整流電路的輸出端通過接觸器連接到直流母線，直流母線上連接動力電池。
[0022]如圖1、圖2給出了一種【具體實施方式】。
[0023]隔離式DC/DC還包括至少一個交流充電接口，交流充電接口依次連接整流模塊和PFC模塊，PFC模塊輸出端連接所述斬波電路的輸入端。整流模塊輸出還用于為主控模塊CM供電。
[0024]直流母線上還連接有直流充電接口。
[0025]斬波電路輸入端與集電器之間還設(shè)有防護電路，可以采用過流保護器件實現(xiàn)。
[0026]集電器用于控制集電桿連接或斷開線網(wǎng)。隔離式DC/DC設(shè)有主控模塊CM，用于采樣集電器動作信號，控制斬波電路和接觸器；動力電池系統(tǒng)設(shè)有電池管理系統(tǒng)BMS，主控模塊和電池管理系統(tǒng)與整車控制器通信控制連接。圖2中高壓用電系統(tǒng)是指車載高壓系統(tǒng)，區(qū)別于上述的為CM供電的低壓系統(tǒng)，高壓用電系統(tǒng)一般包括:電機及其控制系統(tǒng)、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電動空氣壓縮機系統(tǒng)、電動空調(diào)及加熱系統(tǒng)、低壓DC/DC及配電系統(tǒng)；其中動力電池系統(tǒng)及高壓用電系統(tǒng)構(gòu)成了純電電動系統(tǒng)。整車控制器能夠通過主控模塊CM控制隔離式DC/DC，通過電池管理系統(tǒng)監(jiān)控動力電池系統(tǒng)，通過相應(yīng)控制器控制高壓用電系統(tǒng)。
[0027]本發(fā)明的工作原理如下:
[0028]I)掛網(wǎng)時，整車控制器控制隔離式DC/DC、動力電池系統(tǒng)、高壓電器系統(tǒng)上電，各模塊上電自檢通過后，高壓電器系統(tǒng)上高壓電。整車控制器接受司機掛網(wǎng)操作指令，控制集電器掛網(wǎng)，當(dāng)隔離式DC/DC檢測到線網(wǎng)穩(wěn)定電壓時，隔離式DC/DC向整車控制器發(fā)送掛網(wǎng)成功信號，此時整車控制器發(fā)出隔離式DC/DC輸出端接觸器閉合指令，此時隔離式DC/DC解析直流母線上BMS電壓報文，將輸出電壓調(diào)節(jié)到電池電壓，并閉合接觸器。閉合完成后反饋給整車控制器。此時整車控制器根據(jù)司機的駕駛行為(檔位、油門開度、制動踏板開度)等確定隔離式DC/DC的輸出功率。
[0029]整車需求功率較小時，隔離式DC/DC提供全部的功率，并根據(jù)動力電池的SOC值對動力電池進行涓流充電，當(dāng)動力電池SOC值達到目標設(shè)定上限時停止對動力電池補電。
[0030]當(dāng)整車需求功率較大時，隔離式DC/DC上限功率無法滿足整車需求，此時隔離式DC/DC最大功率輸出，不足的部分由動力電池提供，當(dāng)整車功率需求變小時，隔離式DC/DC對電池繼續(xù)補電達到目標設(shè)定上限值。
[0031]制動能量回收時，整車控制器控制驅(qū)動電機進行制動能量回收，直接將回收的能量返回到動力電池。
[0032]2)脫網(wǎng)時，整車控制器控制隔離式DC/DC、動力電池系統(tǒng)、高壓電器系統(tǒng)上電，各模塊上電自檢通過后，高壓電器系統(tǒng)上高壓電。整車控制器未接收到集電裝置掛網(wǎng)指令，則直接控制隔離式DC/DC停機。整車動力由動力電池直接提供。
[0033]驅(qū)動時，動力系統(tǒng)供電直接由動力電池提供，整車控制器結(jié)合司機駕駛行為，動力電池特性控制車輛運行。
[0034]制動能量回收時，整車控制器控制驅(qū)動電機進行制動能量回收，直接將回收的能量返回到動力電池。
[0035]本發(fā)明的優(yōu)點包括:
[0036]1、實現(xiàn)車輛與線網(wǎng)的高壓隔離，消除跨步電壓，提高無軌電車的安全性；
[0037]2、通過隔離DC/DC將高壓電器輸入電壓穩(wěn)定在一定的區(qū)間內(nèi)，使高壓電器系統(tǒng)工作在高效區(qū)內(nèi)；
[0038]3、通過隔離式DC/DC實現(xiàn)車載能源與線網(wǎng)的隔離，實現(xiàn)制動能量回收，達到降低電耗的目的。
[0039]4、通過動力電池電量精確控制，滿足整車大功率需求的同時，實現(xiàn)動力電池的淺充淺放，并且可以通過設(shè)計動力電池多個不同SOC限值，實現(xiàn)發(fā)電、制動能量回收、純電動續(xù)駛等目的。最終實現(xiàn)動力電池的聞效利用；
[0040]5、隔離式DC/DC本身具有掛網(wǎng)充電功能，并且隔離式DC/DC設(shè)計有交流充電功能，動力電池設(shè)計有直流快充功能，滿足不同客戶的要求實現(xiàn)配置優(yōu)化；
[0041]6、隔離式DC/DC、高壓電器系統(tǒng)采用集成化設(shè)計，有效地減少高壓接觸點，提高系統(tǒng)的安全性，并減小系統(tǒng)體積、重量，節(jié)約成本。
[0042]以上給出了具體的實施方式，但本發(fā)明不局限于所描述的實施方式。本發(fā)明的基本思路在于上述基本方案，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，設(shè)計出各種變形的模型、公式、參數(shù)并不需要花費創(chuàng)造性勞動。在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下對實施方式進行的變化、修改、替換和變型仍落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種無軌電車的隔離式供電系統(tǒng)，其特征在于，包括用于與集電器連接的隔離式DC/DC，隔離式DC/DC包括依次連接的斬波電路、變壓器和整流電路；斬波電路輸入端用于連接集電器，輸出端連接所述變壓器；整流電路的輸出端通過接觸器連接到直流母線，直流母線上連接動力電池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無軌電車的隔離式供電系統(tǒng)，其特征在于，所述隔離式DC/DC還包括至少一個交流充電接口，交流充電接口依次連接整流模塊和PFC模塊，PFC模塊輸出端連接所述斬波電路的輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無軌電車的隔離式供電系統(tǒng)，其特征在于，所述直流母線上還連接有直流充電接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種無軌電車的隔離式供電系統(tǒng)，其特征在于，所述隔離式DC/DC設(shè)有用于控制所述斬波電路和接觸器的主控模塊，所述動力電池系統(tǒng)設(shè)有電池管理系統(tǒng)，主控模塊和電池管理系統(tǒng)與整車控制器通信控制連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種無軌電車的隔離式供電系統(tǒng)，其特征在于，所述斬波電路輸入端與集電器之間還設(shè)有防護電路。
6.一種無軌電車，其特征在于，包括用于與集電器連接的隔離式DC/DC，隔離式DC/DC包括依次連接的斬波電路、變壓器和整流電路；斬波電路輸入端用于連接集電器，輸出端連接所述變壓器；整流電路的輸出端通過接觸器連接到直流母線，直流母線上連接動力電池。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種無軌電車，其特征在于，所述隔離式DC/DC還包括至少一個交流充電接口，交流充電接口依次連接整流模塊和PFC模塊，PFC模塊輸出端連接所述斬波電路的輸入端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種無軌電車，其特征在于，所述直流母線上還連接有直流充電接口。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7或8所述的一種無軌電車，其特征在于，所述隔離式DC/DC設(shè)有用于控制所述斬波電路和接觸器的主控模塊，所述動力電池系統(tǒng)設(shè)有電池管理系統(tǒng)，主控模塊和電池管理系統(tǒng)與整車控制器通信控制連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種無軌電車，其特征在于，所述斬波電路輸入端與集電器之間還設(shè)有防護電路。
【文檔編號】B60L5/00GK104139706SQ201410319626
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月7日
【發(fā)明者】楊泗鵬, 李高鵬, 朱光海, 鄭維, 陳勇剛, 余志平, 高建平, 康娟, 秦學(xué), 程相 申請人:鄭州宇通客車股份有限公司