[发明专利]混合驱动的有轨列车

说明书

本发明公开了一种混合驱动的有轨列车，包括动力车厢、供电系统、从动车厢、动力车厢行走机构、从动车厢行走机构行走机构、有源动势能储运回路与电动机复合驱动系统、无源动势能储运回路、控制器和超级电容器组，通过回收列车制动过程的动能，实现有轨列车的混合驱动。本发明公开的混合驱动的有轨列车具有启动性能好、能效高、系统发热少、使用寿命长等优点。

技术领域

本发明属于列车驱动领域，具体涉及一种混合驱动的有轨列车。

背景技术

有轨列车是指在铁路轨道上行驶的车辆，主要包括轻轨、地铁、动车、高铁、货车和普通列车等轨道车辆，通常由多节车厢所组成，车厢分为动车车厢和拖车车厢。有轨列车按载荷物，可分为运货的货车和载客的客车，亦有两者一起的客货车。

以动车组为例，我国动车组主要分为三大类，即高速动车组、一般动车组、低速动车组。动车组工作系统主要包括机械系统、电气系统和液压与气动系统，机械系统主要用于动车的行走和能量的传递，电气系统主要用于提供动力和控制列车运行状态，液压与气动系统主要用于动车的动力系统的辅助控制；动车组的动力系统通常为分散式分布，分散式分布的动力系统效率较高，电力动车组有较多的电动机，故动车的能量回收和再生制动能力较好。

动车组的运行一般需要很大的功率，这就需要电动机的体积较大，使电动机在动车系统中的合理布置变得极为困难；此外，动车组质量大、运行速度快、电动机数目较多，其运行过程中需要频繁加减速，动车组减速时一般采用制动电阻将动车的动能转化为热能消耗掉，当需要紧急制动时动车组采用刹车盘制动，刹车盘上会产生大量的热量，这不仅会造成能量的浪费，还会使刹车盘过热影响刹车效率，从而影响动车组刹车的安全性；动车启动时电动机瞬时峰值功率很高，在启动过程中电动机产生很高的启动电流，产生较大的热量进而影响电动机的使用寿命。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明旨在提供一种混合驱动的有轨列车，通过回收列车制动过程的动能，提高能量利用率。

混合驱动的有轨列车，包括动力车厢(26)、供电系统(27)、从动车厢(28)、动力车厢行走机构(16)和从动车厢行走机构(19)，所述动力车厢行走机构包括动车车厢齿轮箱(17)和动力车厢车轮(18)；所述从动车厢行走机构包括从动车厢齿轮箱(20)和从动车厢车轮(21)；还包括有源动势能储运回路与电动机复合驱动系统(24)、无源动势能储运回路(23)、控制器(14)及超级电容器组(13)。

所述的有源动势能储运回路与电动机复合驱动系统(24)包括有源动势能储运回路(22)、主驱动电动机(1)、第Ⅰ联轴器(2.1)、第Ⅰ变频器(11.1)、双向DC-DC变换器(12)；其中，有源动势能储运回路(22)包括：第Ⅰ电比例四象限液压泵/马达(3.1)、恒压变量液压泵(6)、液压泵驱动电动机(4)、第Ⅰ安全阀(7.1)、二位二通电磁阀(8)、第Ⅱ变频器(11.2)、第Ⅰ蓄能器(9.1)、油箱(15)、第Ⅰ位移传感器(5.1)、转速传感器(25)及第Ⅰ压力传感器(10.1)，第Ⅰ电比例四象限液压泵/马达的第一油口P₁、恒压变量液压泵的出油口、第Ⅰ安全阀的进油口、二位二通电磁阀的A油口连通；二位二通电磁阀的B油口、压力传感器均与蓄能器连接，压力传感器的输出信号p输入控制器，第Ⅰ电比例四象限液压泵/马达的第二油口P₂、恒压变量液压泵的进油口、第Ⅰ安全阀的出油口均与油箱连通；第Ⅰ位移传感器与第Ⅰ电比例四象限液压泵/马达的变量活塞连接以检测其摆角变化，第Ⅰ位移传感器的输出信号x输入控制器，第Ⅱ变频器的输入端和输出端分别与控制器和液压泵驱动电动机连接，液压泵驱动电动机的输出轴与恒压变量液压泵的驱动轴连接；第Ⅰ电比例四象限液压泵/马达的摆角控制器、二位二通电磁阀的控制端均与控制器连接。