一種無軌電車供電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種無軌電車供電系統(tǒng)，屬于無軌電車供電領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]無軌電車以其“零排放”的優(yōu)點(diǎn)，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(zhēng)議，其無法實(shí)現(xiàn)與線網(wǎng)的高壓隔離，當(dāng)車輛絕緣失效時(shí)，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(diǎn)多，失效風(fēng)險(xiǎn)大。若單獨(dú)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(jì)冗余等缺點(diǎn)。
[0004]同時(shí)，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，若直接給高壓電器系統(tǒng)供電，導(dǎo)致部件設(shè)計(jì)難度大，且經(jīng)常工作于非高效區(qū)，影響系統(tǒng)效率，另外，也有線網(wǎng)損耗、整車電耗增加的影響。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種無軌電車供電系統(tǒng)，用以解決傳統(tǒng)的無軌電車供電效率低下的問題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的方案包括一種無軌電車供電系統(tǒng)，該供電系統(tǒng)包括DCDC模塊，該DCDC模塊有一個(gè)用于連接直流線網(wǎng)的輸入端，有一個(gè)用于連接動(dòng)力電池的輸出端；該DCDC模塊包括至少兩個(gè)逆變單元，每個(gè)逆變單元對(duì)應(yīng)設(shè)置一個(gè)變壓器和一個(gè)整流單元，逆變單元、變壓器和整流單元依次連接，逆變單元的輸入端并聯(lián)，整流單元的輸出端串聯(lián)。
[0007]該供電系統(tǒng)還包括一個(gè)控制裝置，該控制裝置包括一個(gè)控制器，控制器控制連接DCDC模塊，控制器用于采集DCDC模塊的輸入端電壓、輸出端電壓、輸入端電流和輸出端電流。
[0008]供電系統(tǒng)的輸入端設(shè)置一個(gè)用于連接供電線網(wǎng)的預(yù)充電電路，預(yù)充電電路包括二極管、電阻、第一開關(guān)和第二開關(guān)，二極管、電阻和第一開關(guān)串聯(lián)后與第二開關(guān)并聯(lián)。
[0009]控制裝置還包括設(shè)置在變壓器輸入端的電流采樣裝置，控制器采樣連接電流采樣
目.ο
[0010]控制裝置還包括一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)D⑶C模塊中的開關(guān)元件導(dǎo)通與否的驅(qū)動(dòng)模塊，控制器控制連接驅(qū)動(dòng)模塊。
[0011]本實(shí)用新型提供的無軌電車供電系統(tǒng)的有益效果是:隔離Drac模塊包括至少兩個(gè)逆變單元和與之對(duì)應(yīng)的整流單元，逆變單元的輸入端并聯(lián)，整流單元的輸出端串聯(lián)，該隔離DCDC模塊能夠?qū)崿F(xiàn)低電壓輸入，高電壓輸出。所以，在使用電壓較低的線網(wǎng)供電時(shí)，根據(jù)隔離DCDC模塊也能夠輸出較高的輸出電壓，很大程度上滿足了無軌電車的需求。避免了直接提供高電壓，也避免了部件設(shè)計(jì)難度大的問題，所以在低壓情況下也能夠經(jīng)常工作于高效區(qū)，增加了系統(tǒng)效率。
【附圖說明】
[0012]圖1是無軌電車供電系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖；
[0013]圖2是DCDC模塊與控制模塊之間的連接關(guān)系圖；
[0014]圖3是隔離D⑶C模塊的結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖4是無軌電車供電控制方法流程圖；
[0016]圖5是控制優(yōu)先級(jí)不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0018]一種無軌電車供電系統(tǒng)，該供電系統(tǒng)包括D⑶C模塊，D⑶C模塊有一個(gè)用于連接直流線網(wǎng)的輸入端，有一個(gè)用于連接動(dòng)力電池的輸出端；
[0019]該D⑶C模塊包括至少兩個(gè)逆變單元，每個(gè)逆變單元對(duì)應(yīng)設(shè)置一個(gè)變壓器和一個(gè)整流單元，逆變單元、變壓器和整流單元依次連接，逆變單元的輸入端并聯(lián)，整流單元的輸出端串聯(lián)。
[0020]基于以上技術(shù)方案，結(jié)合附圖，給出以下一個(gè)【具體實(shí)施方式】。
[0021]如圖1所示，無軌電車供電系統(tǒng)包括隔離式D⑶C，動(dòng)力電池和負(fù)載。隔離式D⑶C的輸入端連接供電直流線網(wǎng)，隔離式DCDC的輸出端連接動(dòng)力電池，動(dòng)力電池輸出連接負(fù)載。
[0022]如圖2所示，該供電系統(tǒng)還包括MCU，MCU采集隔離式ECDC輸入端的電壓、隔離式DCDC輸出端的電壓、隔離式DCDC輸入端和輸出端的電流。
[0023]隔離式D⑶C包括至少兩個(gè)逆變單元和與逆變單元對(duì)應(yīng)設(shè)置的變壓器和整流單元，以兩個(gè)逆變單元為例，如圖3所示，逆變單元的輸出端連接對(duì)應(yīng)變壓器的原邊繞組，變壓器的副邊繞組連接對(duì)應(yīng)的整流單元的輸入端。這兩個(gè)逆變單元的輸入端并聯(lián)，對(duì)應(yīng)的兩個(gè)整流單元的輸出端串聯(lián)。
[0024]該供電系統(tǒng)還包括驅(qū)動(dòng)電路，MCU控制連接該驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路用于驅(qū)動(dòng)隔離DCDC模塊中的開關(guān)元件(S1、S2……S8)導(dǎo)通與否。作為其他的實(shí)施方式，也可以不使用驅(qū)動(dòng)電路，選用一個(gè)集成驅(qū)動(dòng)功能的控制器也可以控制驅(qū)動(dòng)該DCDC模塊。
[0025]在供電線網(wǎng)與隔離式DCDC的輸入端之間的線路上有一個(gè)預(yù)充電電路，該預(yù)充電電路包括二極管D11、電阻R3、開關(guān)Kl和開關(guān)K2，二極管D11、電阻R3和開關(guān)K2串聯(lián)后與開關(guān)Kl并聯(lián)。該預(yù)充電電路的作用是:防止電容器Cl瞬間導(dǎo)通產(chǎn)生的短路電流過大而損壞元件。
[0026]整車上電完成，隔離式DCDC根據(jù)整車控制器MCU的功率需求，輸出功率(包括整車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、附件系統(tǒng)用電及動(dòng)力電池充電)。
[0027]如圖4所示，該供電控制方法為:
[0028]當(dāng)線網(wǎng)能力滿足整車要求時(shí):
[0029]當(dāng)線網(wǎng)電壓U彡Ul時(shí)，D⑶C輸入端電壓閉環(huán)控制，D⑶C輸出端電壓閉環(huán)控制，輸出端電流閉環(huán)控制，此時(shí)隔離DCDC全功率工作。
[0030]當(dāng)線網(wǎng)電壓滿足:U1>U彡U2時(shí)，D⑶C輸入端電壓閉環(huán)控制，通過電流實(shí)現(xiàn)功率限制，此時(shí)D⑶C輸出端電壓開環(huán)控制，輸出端電壓跟蹤電池電壓，此時(shí)隔離D⑶C全功率工作。
[0031]當(dāng)線網(wǎng)能力不滿足整車要求時(shí):
[0032]當(dāng)線網(wǎng)電壓滿足:U2>U彡U3時(shí)，D⑶C輸入端電壓閉環(huán)控制，通過輸出電流實(shí)現(xiàn)功率限制，此時(shí)DCDC輸出端電壓開環(huán)控制，輸出端電流閉環(huán)控制，輸出端電壓跟蹤電池電壓，此時(shí)隔離D⑶C最大電流輸出。
[0033]當(dāng)線網(wǎng)電壓滿足:U3>U時(shí)，隔離式D⑶C進(jìn)入輸入欠壓保護(hù)模式，隔離D⑶C停機(jī)，不輸出功率，此時(shí)整車功率全部由動(dòng)力電池提供。
[0034]另外，當(dāng)線網(wǎng)電壓滿足:U>Umax時(shí)，隔離D⑶C進(jìn)入輸入過壓保護(hù)模式，隔離D⑶C停機(jī)。Umax為隔離DCDC輸入端允許的最大電壓。
[0035]其中，Ul大于線網(wǎng)滿足整車要求時(shí)的臨界電壓值，U2為線網(wǎng)滿足整車要求時(shí)的臨界電壓值，U3小于線網(wǎng)滿足整車要求時(shí)的臨界電壓值。進(jìn)一步地，為提高系統(tǒng)的工作效率，保證線網(wǎng)的利用率，對(duì)于U1、U2和U3的值可以更加準(zhǔn)確的確定其范圍:1.5Vin>Ul>0.8Vin，0.8Vin>U2>0.6Vin, U3〈0.55Vin，Vin 為線網(wǎng)標(biāo)稱電壓。
[0036]隔尚式D⑶C輸出電壓為Vout，動(dòng)力電池標(biāo)稱電壓為!^^胃波動(dòng)范圍為0.75—1.3UBATTERy，其中申不矛小 Vout 為 1.1Ubatteey,取大值為 1.25UBATTEEYo
[0037]進(jìn)一步地，在變壓器的輸入端也可以設(shè)置電流采樣裝置，MCU采樣連接該電流采樣裝置。MCU實(shí)時(shí)采集變壓器輸入端的電流，當(dāng)隔離式DCDC的輸出功率不均衡或過流時(shí)，隔離式D⑶C進(jìn)入均衡電流模式，控制器相應(yīng)地調(diào)節(jié)ECDC中的開關(guān)元件(S1、S2……S8)的占空比，來調(diào)整負(fù)載能力，達(dá)到均流的目的。
[0038]在線網(wǎng)電壓控制時(shí)，隔離式DCDC的各個(gè)功能的優(yōu)先級(jí)如圖5所示，其中，DCDC保護(hù)的優(yōu)先級(jí)最高，其次是DCDC的限流功能，最后是DCDC輸入端電壓閉環(huán)控制和輸出端電壓閉環(huán)控制。
[0039]上述實(shí)施方式中，實(shí)施上述無軌電車供電控制方法的是上述提供的供電系統(tǒng)，作為其他的實(shí)施方式，還能夠使用其他的供電系統(tǒng)來實(shí)施上述無軌電車供電控制方法，比如說:將上述供電系統(tǒng)中DCDC中的逆變單元和整流單元各替換為一個(gè)也可以，只要是一個(gè)能夠正常工作的D⑶C模塊即可。
[0040]以上給出了具體的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型不局限于所描述的實(shí)施方式。本實(shí)用新型的基本思路在于上述基本方案，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，根據(jù)本實(shí)用新型的教導(dǎo)，設(shè)計(jì)出各種變形的模型、公式、參數(shù)并不需要花費(fèi)創(chuàng)造性勞動(dòng)。在不脫離本實(shí)用新型的原理和精神的情況下對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行的變化、修改、替換和變型仍落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無軌電車供電系統(tǒng)，其特征在于，所述供電系統(tǒng)包括DCDC模塊，所述DCDC模塊有一個(gè)用于連接直流線網(wǎng)的輸入端，有一個(gè)用于連接動(dòng)力電池的輸出端； 所述D⑶C模塊包括至少兩個(gè)逆變單元，每個(gè)逆變單元對(duì)應(yīng)設(shè)置一個(gè)變壓器和一個(gè)整流單元，所述逆變單元、變壓器和整流單元依次連接，所述逆變單元的輸入端并聯(lián)，所述整流單元的輸出端串聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無軌電車供電系統(tǒng)，其特征在于，所述供電系統(tǒng)還包括一個(gè)控制裝置，所述控制裝置包括一個(gè)控制器，所述控制器控制連接所述DCDC模塊，所述控制器用于采集所述DCDC模塊的輸入端電壓、輸出端電壓、輸入端電流和輸出端電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無軌電車供電系統(tǒng)，其特征在于，所述供電系統(tǒng)的輸入端設(shè)置一個(gè)用于連接供電線網(wǎng)的預(yù)充電電路，所述預(yù)充電電路包括二極管、電阻、第一開關(guān)和第二開關(guān)，所述二極管、電阻和第一開關(guān)串聯(lián)后與第二開關(guān)并聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無軌電車供電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置還包括設(shè)置在所述變壓器輸入端的電流采樣裝置，控制器采樣連接所述電流采樣裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無軌電車供電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置還包括一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)Drac模塊中的開關(guān)元件導(dǎo)通與否的驅(qū)動(dòng)模塊，所述控制器控制連接所述驅(qū)動(dòng)模塊。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種無軌電車供電系統(tǒng)。該供電系統(tǒng)包括DCDC模塊，該DCDC模塊包括至少兩個(gè)逆變單元，每個(gè)逆變單元對(duì)應(yīng)設(shè)置一個(gè)變壓器和一個(gè)整流單元，逆變單元、變壓器和整流單元依次連接，逆變單元的輸入端并聯(lián)，整流單元的輸出端串聯(lián)。該隔離DCDC模塊能夠?qū)崿F(xiàn)低電壓輸入，高電壓輸出。所以，在使用電壓較低的線網(wǎng)供電時(shí)，根據(jù)隔離DCDC模塊也能夠輸出較高的輸出電壓，很大程度上滿足了無軌電車的需求。避免了直接提供高電壓，在低壓情況下也能夠經(jīng)常工作于高效區(qū)，增加了系統(tǒng)效率。
【IPC分類】B60M3-00
【公開號(hào)】CN204526872
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520023427
【發(fā)明人】楊泗鵬, 李高鵬, 朱光海, 鄭維, 陳勇剛
【申請(qǐng)人】鄭州宇通客車股份有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請(qǐng)日】2015年1月13日