[发明专利]铁路货车供电系统

权利要求书

1.一种铁路货车供电系统，其特征在于，包括：

轴端永磁发电机，在所述铁路货车的车轴的带动下发电，输出三相交流电压；

电源模块，与所述轴端永磁发电机的输出端电连接，用于将所述三相交流电压转换为第一预设电压范围内的直流电压，并输出所述直流电压；所述电源模块包括交直流电压转换子模块和非隔离降压斩波子模块；

镍氢蓄电池，与所述电源模块的输出端电连接；

蓄电池管理模块，与所述轴端永磁发电机的输出端、所述电源模块的输出端和控制端、以及与所述镍氢蓄电池电连接，用于根据所述轴端永磁发电机输出的三相交流电压控制所述镍氢蓄电池的充电和放电；所述蓄电池管理模块包括蓄电池管理子模块；

其中，所述蓄电池管理模块还包括：

电压采集子模块，连接在所述轴端永磁发电机的输出端与所述蓄电池管理子模块之间，用于在所述蓄电池管理子模块的控制下采集所述轴端永磁发电机输出的三相交流电压，并根据该三相交流电压得到所述三相交流电压的角频率；

第一电流采集子模块，连接在所述非隔离降压斩波子模块的输出端与所述蓄电池管理子模块之间，用于在所述蓄电池管理子模块的控制下采集所述非隔离降压斩波子模块的输出电流；

所述蓄电池管理子模块基于所述三相交流电压的角频率和所述第一电流采集子模块采集的输出电流控制所述非隔离降压斩波子模块的输出功率；

其中，当所述轴端永磁发电机输出的三相交流电压不在第二预设电压范围内且所述镍氢蓄电池的电量小于预设电量阈值时，所述蓄电池管理模块控制所述镍氢蓄电池停止向外部用电设备供电；当所述轴端永磁发电机输出的三相交流电压在第二预设电压范围内时，所述蓄电池管理模块控制所述电源模块根据所述三相交流电压输出适用于所述镍氢蓄电池充电的充电电压，对所述镍氢蓄电池进行充电。

2.根据权利要求1所述的铁路货车供电系统，其特征在于，

所述交直流电压转换子模块，与所述轴端永磁发电机的输出端电连接，用于将所述三相交流电压转换为第一直流电压，并输出所述第一直流电压；

所述非隔离降压斩波子模块的输入端与所述交直流电压转换子模块的输出端电连接，其输出端与所述镍氢蓄电池电连接，其控制端与所述蓄电池管理模块电连接，用于将所述第一直流电压转换为第二直流电压，并将该第二直流电压提供给所述镍氢蓄电池以及外部用电设备，其中，所述第二直流电压的大小由所述蓄电池管理模块根据所述轴端永磁发电机的输出功率与所述非隔离降压斩波子模块的输出功率的比较结果进行调节。

3.根据权利要求2所述的铁路货车供电系统，其特征在于，所述交直流电压转换子模块为交直流隔离电压转换子模块。

4.根据权利要求2所述的铁路货车供电系统，其特征在于，

所述蓄电池管理子模块与所述轴端永磁发电机的输出端、所述交直流电压转换子模块的输出端、所述非隔离降压斩波子模块的输出端和控制端、以及与所述镍氢蓄电池电连接，用于根据所述轴端永磁发电机输出的三相交流电压控制所述镍氢蓄电池的充电和放电。

5.根据权利要求1所述的铁路货车供电系统，其特征在于，所述电压采集子模块包括：

电压采集单元，与所述轴端永磁发电机的输出端电连接，用于采集所述轴端永磁发电机输出的三相交流电压；

数字锁相环，连接在所述电压采集单元的输出端与所述蓄电池管理子模块之间，用于根据所述电压采集单元采集的三相交流电压，得到所述三相交流电压的角频率，以使所述蓄电池管理子模块基于该角频率控制所述非隔离降压斩波子模块的输出功率。

6.根据权利要求4所述的铁路货车供电系统，其特征在于，所述蓄电池管理模块还包括：

第二电流采集子模块，连接在所述镍氢蓄电池与所述蓄电池管理子模块之间，用于采集所述非隔离降压斩波子模块输出给所述镍氢蓄电池的用于为所述镍氢蓄电池充电的电流以及所述镍氢蓄电池的放电电流；

所述蓄电池管理子模块基于所述非隔离降压斩波子模块输出给所述镍氢蓄电池的用于为所述镍氢蓄电池充电的电流和预设的镍氢蓄电池的充电曲线，控制所述非隔离降压斩波子模块输出适用于所述镍氢蓄电池充电的充电电流。