[发明专利]一种内燃动车组混合供电动力系统及供电方法

说明书

本发明公开了一种内燃动车组混合供电动力系统及供电方法，列车运行时，能量管理模块将列车司控器的级位信号发送至逆变器，逆变器根据收到的司控器级位信号和提前依据动力系统的动力性能，设定列车速度与牵引力、列车速度与再生制动力的包络线，控制牵引电机发挥相应的力矩；同时逆变器根据输入端采集电压、电流值，计算当前实际需求功率，并将需求功率发送能量管理模块，能量管理模块根据超级电容当前可发挥功率，计算并发送需输出功率命令至整流器，整流器根据能量管理模块命令要求控制动力包输出相应功率。本发明结构简单、控制可靠，可以增加列车的动力性能，提高列车运输能力。

技术领域

本发明涉及内燃动车组内电供电系统，特别是一种内燃动车组混合供电动力系统及供电方法。

背景技术

传统的内燃动车组经过多年的发展，为人类文明的发展做出了巨大贡献，创造了难以计算的直接或间接经济利益。但是随着近年来轨道交通技术的飞速发展，人们越来越认识到传统的内燃车对人类环境带来的危害。传统内燃动车动力系统运行排放所造成的空气质量日益恶化和石油资源的渐趋匮乏，环境保护的迫切性和石油储量日见短缺的压力，迫使人们去考虑内燃动车组动力系统问题，需求最优的解决方案。在20世纪初，美国GE公司、加拿大铁路动力混合技术公司及日本东芝公司先后研制了柴油机与蓄电池混合供电的内燃动车组，然而由于该种混合动力动车组成本高、维修费用高，在国内外轨道交通领域并未得到广泛应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种内燃动车组混合供电动力系统及供电方法，增加列车的动力性能，提高列车运输能力。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种内燃动车组混合供电动力系统，包括：

能量管理模块，用于接收内电动力包、整流器、超级电容、逆变器发送的各自的当前电压、电流、实际可用功率、当前输出功率，进行能量管理；

内电动力包，用于将自身工作参数发送给能量管理模块，同时将能量和自身能力参数传递至整流器；

整流器，用于将自身工作参数发送给能量管理模块，同时将能量和自身能力参数传递至逆变器；

超级电容，用于将自身工作参数发送给能量管理模块，同时将能量和自身能力参数发送给逆变器；

逆变器，用于将自身工作参数发送给能量管理模块，同时将内电动力包和超级电容的输出电量供给牵引电机，监控牵引电机的工作状态；

列车运行时，能量管理模块将列车司控器的级位信号发送至逆变器，逆变器根据收到的司控器级位信号，依据动力系统的动力性能，设定列车速度与牵引力、列车速度与再生制动力的包络线，控制牵引电机发挥相应的力矩；同时逆变器根据输入端采集电压、电流值，计算当前实际需求功率，并将需求功率发送给能量管理模块，能量管理模块根据超级电容当前可发挥功率，计算并发送需输出功率命令至整流器，整流器根据能量管理模块命令要求控制内电动力包输出相应功率。

所述内电动力包包括控制机箱；所述控制机箱内设置有电压传感器、电流传感器；控制机箱监控内电动力包状态和根据整流器命令控制输出相应功率；电压传感器用于监控内电动力包实时输出电压；电流传感器用于监控内电动力包实时输出电流。

所述整流器内配置控制模块；所述控制模块与设置于所述整流器输入端的电压传感器、电流传感器、接触器连接；所述控制模块监控整流器状态和根据能量管理模块命令控制输出相应功率；接触器用于投入或隔离整流器；电压传感器用于监控整流器实时输出电压；电流传感器用于监控整流器实时输出电流。

所述超级电容内配置控制模块，所述超级电容输出端配置电压传感器、电流传感器、熔断器和接触器；控制模块监控超级电容状态；电压传感器用于监控超级电容实时输出电压；电流传感器用于监控超级电容实时输出电流；熔断器用于过流保护；接触器用于投入或隔离超级电容。