一種雙源無軌純電動(dòng)車及其動(dòng)力系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種雙源無軌純電動(dòng)車及其動(dòng)力系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]純電動(dòng)客車應(yīng)用了電驅(qū)動(dòng)技術(shù)，符合節(jié)能環(huán)保的需求，但續(xù)駛里程短、大容量電池和充電站的基建成本制約了其發(fā)展。而無軌電車能夠?qū)崿F(xiàn)車輛的掛網(wǎng)純電動(dòng)行駛，但對(duì)線網(wǎng)的依賴性強(qiáng)，不能脫網(wǎng)運(yùn)營同樣制約其發(fā)展。因此，將線網(wǎng)能源或者其他能源和純電動(dòng)電池能源相結(jié)合的雙源無軌純電動(dòng)車備受關(guān)注，雙源無軌電車能夠脫離無軌電車電網(wǎng)行駛，其在無架空線網(wǎng)區(qū)段使用車載電源驅(qū)動(dòng)，而在有架空線網(wǎng)的區(qū)段，再急促使用線網(wǎng)電行駛，還可以利用車載充電器為車載電源充電及時(shí)補(bǔ)充車載電源所消耗的能量。
[0003]經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利申請公布號(hào)CN103812205 A公開了一種復(fù)合電源系統(tǒng)，包括太陽能板、蓄電池、電容器及高壓母線，該系統(tǒng)中超級(jí)電容高功率密度的優(yōu)點(diǎn)和動(dòng)力電池高能量密度的優(yōu)點(diǎn)均得到充分發(fā)揮，同時(shí)太陽能電池板作為持續(xù)的動(dòng)力源為負(fù)載提供持續(xù)平均功率，但是該系統(tǒng)的主要缺陷在于太陽能技術(shù)不成熟，成本高，受天氣因素影響大，可持續(xù)性差；另外，電容和電池端均存在雙向DC/DC連接，能量轉(zhuǎn)換效率低。
[0004]中國專利申請公布號(hào)CN104097527A和CN104097526 A公開了一種雙源無軌電車及其動(dòng)力系統(tǒng)，包括動(dòng)力電池系統(tǒng)、超級(jí)電容系統(tǒng)和隔離式DC/DC變流器，與線網(wǎng)電連接的集電器通過隔離式DC/DC變流器給整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)供電，通過復(fù)合式車載能源實(shí)現(xiàn)對(duì)車載能源進(jìn)行快速充電。該系統(tǒng)能夠充分利用國家電網(wǎng)供電的持續(xù)性，且可以實(shí)現(xiàn)車輛線網(wǎng)模式和輔源模式(車載能源)的運(yùn)行。這種動(dòng)力系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于:(I)雙源系統(tǒng)并聯(lián)向集中驅(qū)動(dòng)的一個(gè)電機(jī)供電驅(qū)動(dòng)車輛，這樣單個(gè)電機(jī)較大，影響車內(nèi)控制布置，同時(shí)需要經(jīng)過主減速器和差速器將動(dòng)力從單一驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)主減速器、差速器和半軸傳輸?shù)絻蓚€(gè)驅(qū)動(dòng)車輪，大大降低了傳動(dòng)效率，增加了整車的能量消耗；(2)通過切換開關(guān)切換輔源模式，整車通過隔離DC/DC從動(dòng)力電池取電提供動(dòng)力，存在能量轉(zhuǎn)換的效率損失，同時(shí)切換開關(guān)存在失效風(fēng)險(xiǎn)；
(3)電池和電容之間存在反向二極管，制動(dòng)能量只能由電容回收，不利于下長坡的能量回收再利用；(4)采用單向隔離DC/DC則只能從線網(wǎng)取電，線網(wǎng)無法回收整車多余的制動(dòng)或滑行回饋能量。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種雙源無軌純電動(dòng)車及其動(dòng)力系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有雙源無軌純電動(dòng)車的動(dòng)力系統(tǒng)傳動(dòng)效率低，整車能量消耗高的問題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種雙源無軌純電動(dòng)車動(dòng)力系統(tǒng)，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和復(fù)合電源系統(tǒng)，所述復(fù)合電源系統(tǒng)包括連接于高壓母線上的超級(jí)電容系統(tǒng)、動(dòng)力電池系統(tǒng)和隔離式DC/DC，所述隔離式DC/DC的直流輸入端與用于和線網(wǎng)電連接的集電器相連，其直流輸出端連接高壓母線，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為用于驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)車輪的輪邊/輪轂電機(jī)，所述輪邊/輪轂電機(jī)與集成電機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)控制連接，集成電機(jī)控制器的直流側(cè)與高壓母線連接，其交流側(cè)與所述輪邊/輪轂電機(jī)連接。
[0008]所述超級(jí)電容系統(tǒng)通過雙向DC/DC與高壓母線連接，所述動(dòng)力電池系統(tǒng)直接與高壓母線連接。
[0009]所述隔離式DC/DC為雙向隔離DC/DC。
[0010]一種雙源無軌純電動(dòng)車，包括車輪和驅(qū)動(dòng)車輪的動(dòng)力系統(tǒng)，所述動(dòng)力系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和復(fù)合電源系統(tǒng)，所述復(fù)合電源系統(tǒng)包括連接于高壓母線上的超級(jí)電容系統(tǒng)、動(dòng)力電池系統(tǒng)和隔離式DC/DC，所述隔離式DC/DC的直流輸入端與用于和線網(wǎng)電連接的集電器相連，其直流輸出端連接高壓母線，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為用于驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)車輪的輪邊/輪轂電機(jī)，所述輪邊/輪轂電機(jī)與集成電機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)控制連接，集成電機(jī)控制器的直流側(cè)與高壓母線連接，其交流側(cè)與所述輪邊/輪轂電機(jī)連接。
[0011]所述超級(jí)電容系統(tǒng)通過雙向DC/DC與高壓母線連接，所述動(dòng)力電池系統(tǒng)直接與高壓母線連接。
[0012]所述隔離式DC/DC為雙向隔離DC/DC。
[0013]本實(shí)用新型的雙源無軌純電動(dòng)車及其動(dòng)力系統(tǒng)使用兩個(gè)輪邊/輪轂電機(jī)，脫網(wǎng)純電動(dòng)行車?yán)幂嗊?輪轂電機(jī)高效驅(qū)動(dòng)技術(shù)，充分發(fā)揮復(fù)合電源系統(tǒng)中功率和能量解耦的優(yōu)點(diǎn)，相比采用單個(gè)電機(jī)需經(jīng)過主減速器和差速器將動(dòng)力從單一驅(qū)動(dòng)電機(jī)分配動(dòng)力的方案，省去了復(fù)雜的傳動(dòng)系統(tǒng)，這種電機(jī)直驅(qū)，大大提高了整車的傳動(dòng)效率，并且有效增加了車內(nèi)布置空間。
[0014]動(dòng)力電池系統(tǒng)直接連接在高壓母線上，避免了整車通過隔離DC/DC從電池取電提供動(dòng)力，提高了能量轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)避免了使用切換開關(guān)的失效風(fēng)險(xiǎn)。另外，在制動(dòng)時(shí)，動(dòng)力電池同樣可以回收能量，避免了能量的損失。
[0015]同時(shí)通過雙向隔離DC/DC又可以實(shí)現(xiàn)行車掛網(wǎng)行車時(shí)，線網(wǎng)對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電以及通過線網(wǎng)回收多余制動(dòng)能量，提高了能量的回收利用率。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型雙源無軌純電動(dòng)車動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖及具體的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步介紹。
[0018]如圖1所示為本實(shí)用新型雙源無軌純電動(dòng)車動(dòng)力系統(tǒng)，由圖可知，其包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和復(fù)合電源系統(tǒng)，其中復(fù)合電源系統(tǒng)包括連接于高壓母線上的超級(jí)電容系統(tǒng)、動(dòng)力電池系統(tǒng)和隔離式DC/DC，隔離式DC/DC的直流輸入端與用于和線網(wǎng)電連接的集電器相連，其直流輸出端連接高壓母線，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為用于驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)車輪的輪邊/輪轂電機(jī)，各輪邊/輪轂電機(jī)與集成電機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)控制連接，集成電機(jī)控制器的直流側(cè)與高壓母線連接，其交流側(cè)通過三相線與所述輪邊/輪轂電機(jī)連接，輪邊/輪轂電機(jī)機(jī)械與車輪軸剛性連接。
[0019]集成電機(jī)控制器能同時(shí)控制兩個(gè)輪邊/輪轂電機(jī)的控制器，同時(shí)集成了逆變器，用于將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榭煽亟涣麟姙殡姍C(jī)供電。
[0020]進(jìn)一步的，超級(jí)電容系統(tǒng)通過雙向DC/DC與高壓母線連接，動(dòng)力電池系統(tǒng)直接連接在高壓母線上。
[0021 ] 另外，隔離式DC/DC采用雙向隔離DC/DC，集電器通過雙向隔離DC/DC與線網(wǎng)連接，一方面將線網(wǎng)的電能傳遞到高壓母線，從而給整個(gè)系統(tǒng)供電，將整車與線網(wǎng)實(shí)現(xiàn)電氣隔離，避免產(chǎn)生跨步電壓；另一方面，在制動(dòng)或滑行模式時(shí)，若復(fù)合電源系統(tǒng)的電量達(dá)到上限值，可以由雙向隔離DC/DC給電網(wǎng)提供多余的制動(dòng)能量，進(jìn)一步提高了能量的利用率。