無軌電車及其隔離式供電系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種無軌電車及其隔離式供電系統，包括用于與集電器連接的隔離式DC/DC，隔離式DC/DC包括依次連接的斬波電路、變壓器和整流電路；斬波電路輸入端用于連接集電器，輸出端連接所述變壓器；整流電路的輸出端通過接觸器連接到直流母線，直流母線上連接動力電池。能夠實現車輛與線網的高壓隔離，消除跨步電壓，提高無軌電車的安全性；能夠通過隔離DC/DC將高壓用電系統輸入電壓穩定在一定的區間內，使高壓電器系統工作在高效區內。
【專利說明】無軌電車及其隔離式供電系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種無軌電車及其隔離式供電系統。
【背景技術】
[0002]無軌電車以其“零排放”的優點，可滿足大氣污染治理的需求，且符合新能源汽車的發展方向，日益受到了人們的關注。
[0003]傳統的無軌電車因存在高壓安全問題而倍受爭議，其無法實現與線網的高壓隔離，當車輛絕緣失效時，易使車輛與大地連通，產生人身觸電的傷害。且高壓失效點多，失效風險大。若單獨在整車電源系統中增加隔離裝置，則存在模塊重復、設計冗余等缺點。
[0004]同時，無軌電車因線網內阻而引起的整條饋線始末端電壓相差大，車輛供電范圍寬，若直接給電機系統供電，導致電機設計難度大，且經常工作于非高效區，影響系統效率，使整車電耗增加。針對上述缺點，本實用新型采用一種適用于無軌電車的控制系統，從根本上解決了上述諸多問題。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的是提供一種無軌電車及其隔離式供電系統，用以解決傳統無軌電車供電效率低下的問題。
[0006]為實現上述目的，本實用新型的方案包括:
[0007]一種無軌電車的隔離式供電系統，包括用于與集電器連接的隔離式DC/DC，隔離式DC/DC包括依次連接的斬波電路、變壓器和整流電路；斬波電路輸入端用于連接集電器，輸出端連接所述變壓器；整流電路的輸出端通過接觸器連接到直流母線，直流母線上連接動力電池。
[0008]所述隔離式DC/DC還包括至少一個交流充電接口，交流充電接口依次連接整流模塊和PFC模塊，PFC模塊輸出端連接所述斬波電路的輸入端。
[0009]所述直流母線上還連接有直流充電接口。
[0010]所述隔離式DC/DC設有用于控制所述斬波電路和接觸器的主控模塊，所述動力電池系統設有電池管理系統，主控模塊和電池管理系統與整車控制器通信控制連接。
[0011]所述斬波電路輸入端與集電器之間還設有防護電路。
[0012]一種無軌電車，包括用于與集電器連接的隔離式DC/DC，隔離式DC/DC包括依次連接的斬波電路、變壓器和整流電路；斬波電路輸入端用于連接集電器，輸出端連接所述變壓器；整流電路的輸出端通過接觸器連接到直流母線，直流母線上連接動力電池。
[0013]所述隔離式DC/DC還包括至少一個交流充電接口，交流充電接口依次連接整流模塊和PFC模塊，PFC模塊輸出端連接所述斬波電路的輸入端。
[0014]所述直流母線上還連接有直流充電接口。
[0015]所述隔離式DC/DC設有用于控制所述斬波電路和接觸器的主控模塊，所述動力電池系統設有電池管理系統，主控模塊和電池管理系統與整車控制器通信控制連接。
[0016]所述斬波電路輸入端與集電器之間還設有防護電路。
[0017]本實用新型能夠實現車輛與線網的高壓隔離，消除跨步電壓，提高無軌電車的安全性；能夠通過隔離DC/DC將高壓用電系統輸入電壓穩定在一定的區間內，使高壓電器系統工作在高效區內；通過隔離式DC/DC實現車載能源與線網的隔離，實現制動能量回收，達到降低電耗的目的；通過動力電池電量精確控制，滿足整車大功率需求的同時，實現動力電池的淺充淺放，并且可以通過設計動力電池多個不同SOC限值，實現發電、制動能量回收、純電動續駛等目的。最終實現動力電池的高效利用；隔離式DC/DC本身具有掛網充電功能，并且隔離式DC/DC設計有交流充電功能，動力電池設計有直流快充功能，滿足不同客戶的要求實現配置優化。隔離式DC/DC、高壓電器系統采用集成化設計，有效地減少高壓接觸點，提高系統的安全性，并減小系統體積、重量，節約成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型的一種實施方式系統框圖；
[0019]圖2是實施方式的系統原理圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明。
[0021]一種無軌電車的隔離式供電系統，包括用于與集電器連接的隔離式DC/DC，隔離式DC/DC包括依次連接的斬波電路、變壓器和整流電路；斬波電路輸入端用于連接集電器，輸出端連接所述變壓器；整流電路的輸出端通過接觸器連接到直流母線，直流母線上連接動力電池。
[0022]如圖1、圖2給出了一種【具體實施方式】。
[0023]隔離式DC/DC還包括至少一個交流充電接口，交流充電接口依次連接整流模塊和PFC模塊，PFC模塊輸出端連接所述斬波電路的輸入端。整流模塊輸出還用于為主控模塊CM供電。
[0024]直流母線上還連接有直流充電接口。
[0025]斬波電路輸入端與集電器之間還設有防護電路，可以采用過流保護器件實現。
[0026]集電器用于控制集電桿連接或斷開線網。隔離式DC/DC設有主控模塊CM，用于采樣集電器動作信號，控制斬波電路和接觸器；動力電池系統設有電池管理系統BMS，主控模塊和電池管理系統與整車控制器通信控制連接。圖2中高壓用電系統是指車載高壓系統，區別于上述的為CM供電的低壓系統，高壓用電系統一般包括:電機及其控制系統、電動助力轉向系統、電動空氣壓縮機系統、電動空調及加熱系統、低壓DC/DC及配電系統；其中動力電池系統及高壓用電系統構成了純電電動系統。整車控制器能夠通過主控模塊CM控制隔離式DC/DC，通過電池管理系統監控動力電池系統，通過相應控制器控制高壓用電系統。
[0027]本實用新型的工作原理如下:
[0028]I)掛網時，整車控制器控制隔離式DC/DC、動力電池系統、高壓電器系統上電，各模塊上電自檢通過后，高壓電器系統上高壓電。整車控制器接受司機掛網操作指令，控制集電器掛網，當隔離式DC/DC檢測到線網穩定電壓時，隔離式DC/DC向整車控制器發送掛網成功信號，此時整車控制器發出隔離式DC/DC輸出端接觸器閉合指令，此時隔離式DC/DC解析直流母線上BMS電壓報文，將輸出電壓調節到電池電壓，并閉合接觸器。閉合完成后反饋給整車控制器。此時整車控制器根據司機的駕駛行為(檔位、油門開度、制動踏板開度)等確定隔離式DC/DC的輸出功率。
[0029]整車需求功率較小時，隔離式DC/DC提供全部的功率，并根據動力電池的SOC值對動力電池進行涓流充電，當動力電池SOC值達到目標設定上限時停止對動力電池補電。
[0030]當整車需求功率較大時，隔離式DC/DC上限功率無法滿足整車需求，此時隔離式DC/DC最大功率輸出，不足的部分由動力電池提供，當整車功率需求變小時，隔離式DC/DC對電池繼續補電達到目標設定上限值。
[0031]制動能量回收時，整車控制器控制驅動電機進行制動能量回收，直接將回收的能量返回到動力電池。
[0032]2)脫網時，整車控制器控制隔離式DC/DC、動力電池系統、高壓電器系統上電，各模塊上電自檢通過后，高壓電器系統上高壓電。整車控制器未接收到集電裝置掛網指令，則直接控制隔離式DC/DC停機。整車動力由動力電池直接提供。
[0033]驅動時，動力系統供電直接由動力電池提供，整車控制器結合司機駕駛行為，動力電池特性控制車輛運行。
[0034]制動能量回收時，整車控制器控制驅動電機進行制動能量回收，直接將回收的能量返回到動力電池。
[0035]本實用新型的優點包括:
[0036]1、實現車輛與線網的高壓隔離，消除跨步電壓，提高無軌電車的安全性；
[0037]2、通過隔離DC/DC將高壓電器輸入電壓穩定在一定的區間內，使高壓電器系統工作在高效區內；
[0038]3、通過隔離式DC/DC實現車載能源與線網的隔離，實現制動能量回收，達到降低電耗的目的。
[0039]4、通過動力電池電量精確控制，滿足整車大功率需求的同時，實現動力電池的淺充淺放，并且可以通過設計動力電池多個不同SOC限值，實現發電、制動能量回收、純電動續駛等目的。最終實現動力電池的聞效利用；
[0040]5、隔離式DC/DC本身具有掛網充電功能，并且隔離式DC/DC設計有交流充電功能，動力電池設計有直流快充功能，滿足不同客戶的要求實現配置優化；
[0041]6、隔離式DC/DC、高壓電器系統采用集成化設計，有效地減少高壓接觸點，提高系統的安全性，并減小系統體積、重量，節約成本。
[0042]以上給出了具體的實施方式，但本實用新型不局限于所描述的實施方式。本實用新型的基本思路在于上述基本方案，對本領域普通技術人員而言，根據本實用新型的教導，設計出各種變形的模型、公式、參數并不需要花費創造性勞動。在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下對實施方式進行的變化、修改、替換和變型仍落入本實用新型的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種無軌電車的隔離式供電系統，其特征在于，包括用于與集電器連接的隔離式DC/DC，隔離式DC/DC包括依次連接的斬波電路、變壓器和整流電路；斬波電路輸入端用于連接集電器，輸出端連接所述變壓器；整流電路的輸出端通過接觸器連接到直流母線，直流母線上連接動力電池。
2.根據權利要求1所述的一種無軌電車的隔離式供電系統，其特征在于，所述隔離式DC/DC還包括至少一個交流充電接口，交流充電接口依次連接整流模塊和PFC模塊，PFC模塊輸出端連接所述斬波電路的輸入端。
3.根據權利要求1所述的一種無軌電車的隔離式供電系統，其特征在于，所述直流母線上還連接有直流充電接口。
4.根據權利要求1或2或3所述的一種無軌電車的隔離式供電系統，其特征在于，所述隔離式DC/DC設有用于控制所述斬波電路和接觸器的主控模塊，所述動力電池系統設有電池管理系統，主控模塊和電池管理系統與整車控制器通信控制連接。
5.根據權利要求4所述的一種無軌電車的隔離式供電系統，其特征在于，所述斬波電路輸入端與集電器之間還設有防護電路。
6.一種無軌電車，其特征在于，包括用于與集電器連接的隔離式DC/DC，隔離式DC/DC包括依次連接的斬波電路、變壓器和整流電路；斬波電路輸入端用于連接集電器，輸出端連接所述變壓器；整流電路的輸出端通過接觸器連接到直流母線，直流母線上連接動力電池。
7.根據權利要求6所述的一種無軌電車，其特征在于，所述隔離式DC/DC還包括至少一個交流充電接口，交流充電接口依次連接整流模塊和PFC模塊，PFC模塊輸出端連接所述斬波電路的輸入端。
8.根據權利要求7所述的一種無軌電車，其特征在于，所述直流母線上還連接有直流充電接口。
9.根據權利要求6或7或8所述的一種無軌電車，其特征在于，所述隔離式DC/DC設有用于控制所述斬波電路和接觸器的主控模塊，所述動力電池系統設有電池管理系統，主控模塊和電池管理系統與整車控制器通信控制連接。
10.根據權利要求9所述的一種無軌電車，其特征在于，所述斬波電路輸入端與集電器之間還設有防護電路。
【文檔編號】B60L9/00GK204055405SQ201420371368
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年7月7日 優先權日:2014年7月7日
【發明者】楊泗鵬, 李高鵬, 朱光海, 鄭維, 陳勇剛, 余志平, 高建平, 康娟, 秦學, 程相 申請人:鄭州宇通客車股份有限公司