專(zhuān)利名稱(chēng)：短距離運(yùn)行車(chē)輛的交流電傳動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電傳動(dòng)車(chē)輛，具體為短距離運(yùn)行車(chē)輛的交流電傳動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的大型機(jī)動(dòng)車(chē)輛，其動(dòng)力裝置大致分為三類(lèi)第一類(lèi)內(nèi)燃機(jī)+機(jī)械傳動(dòng)裝 置，其以石油為能源，通過(guò)變速箱實(shí)現(xiàn)分級(jí)調(diào)速。該方式具有技術(shù)成熟、續(xù)航力強(qiáng)、功率可選 范圍大的特點(diǎn)，但污染高、排放大、燃油經(jīng)濟(jì)性差，難以滿(mǎn)足節(jié)能和環(huán)保的需求。第二類(lèi)內(nèi) 燃機(jī)+電傳動(dòng)裝置，其以?xún)?nèi)燃機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，再經(jīng)過(guò)電池儲(chǔ)能和電能轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，以牽引 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪運(yùn)轉(zhuǎn)，是一種日益成熟的電動(dòng)汽車(chē)傳動(dòng)方式。該方式通過(guò)電池儲(chǔ)能提供車(chē) 輛啟動(dòng)和加速能量，使發(fā)動(dòng)機(jī)功率可相對(duì)減小，但車(chē)輛的復(fù)雜性和造價(jià)較高，且仍存在發(fā)動(dòng) 機(jī)燃油排放和儲(chǔ)能電池的二次污染問(wèn)題。第三類(lèi)架線(xiàn)網(wǎng)+電傳動(dòng)裝置，其是在車(chē)輛運(yùn)行線(xiàn) 路上架線(xiàn)、車(chē)輛通過(guò)受電弓取得電能，再通過(guò)直流或交流牽弓I電機(jī)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛驅(qū)動(dòng)。其具有能 源清潔無(wú)排放、環(huán)保性好的優(yōu)點(diǎn)，但架線(xiàn)電網(wǎng)的工程量大、線(xiàn)網(wǎng)交織，影響線(xiàn)路景觀(guān)，使其應(yīng) 用受到很大限制。 動(dòng)力裝置是車(chē)輛的核心部件之一，它通過(guò)能量的轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)車(chē)輛運(yùn)行，其能量轉(zhuǎn)換 的方式、功率的大小、牽引及制動(dòng)的特性、是否環(huán)保等要素是衡量車(chē)輛性能好壞和性?xún)r(jià)比高 低的重要因素。在短距離、固定區(qū)域運(yùn)行的機(jī)動(dòng)車(chē)輛，如港口牽引車(chē)、機(jī)場(chǎng)擺渡車(chē)等車(chē)上采 用上述三類(lèi)動(dòng)力裝置均不能實(shí)現(xiàn)既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保的運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決目前在短距離、固定區(qū)域運(yùn)行的機(jī)動(dòng)車(chē)輛運(yùn)行成本大且不環(huán) 保等問(wèn)題，提供一種短距離運(yùn)行車(chē)輛的交流電傳動(dòng)裝置。 本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的短距離運(yùn)行車(chē)輛的交流電傳動(dòng)裝置，包 括牽引逆變器、交流牽引電動(dòng)機(jī)，它還包括雙極移動(dòng)式受電弓、車(chē)載充電機(jī)、超級(jí)電容，所述 雙極移動(dòng)式受電弓的正負(fù)極與車(chē)載充電機(jī)輸入端相連；所述車(chē)載充電機(jī)兩輸出端與超級(jí)電 容相連；所述牽引逆變器兩輸入端與超級(jí)電容相連。 該短距離運(yùn)行車(chē)輛的交流電傳動(dòng)裝置采用超級(jí)電容為工作電源，使用時(shí)，在該裝 置運(yùn)行區(qū)間建設(shè)充電站或局部架設(shè)充電電網(wǎng)，利用雙極移動(dòng)式受電弓和車(chē)載充電機(jī)為工作 電源即超級(jí)電容充電，之后采用牽引逆變器將直流電逆變?yōu)槿嘟涣麟娫?，再通過(guò)交流牽 引電動(dòng)機(jī)的工作，為車(chē)輛提供動(dòng)力。 本實(shí)用新型所述的短距離運(yùn)行車(chē)輛的交流電傳動(dòng)裝置，以超級(jí)電容作為動(dòng)力電 源，充電速度快，能夠?qū)崿F(xiàn)純電運(yùn)行，在使用過(guò)程中無(wú)污染物排放，也無(wú)電池的二次污染，環(huán) 保性好，且能夠?qū)崿F(xiàn)能量再生制動(dòng)，提高節(jié)能降耗指標(biāo)。在油價(jià)日益攀升、環(huán)保壓力日益增 大的情況下，以超級(jí)電容為能源的動(dòng)力裝置在短距離、固定區(qū)域內(nèi)運(yùn)行，顯著提升車(chē)輛的經(jīng) 濟(jì)和環(huán)保指標(biāo)。該裝置適合在短距離、固定線(xiàn)路上運(yùn)行的大型機(jī)動(dòng)車(chē)，如港口牽引車(chē)、機(jī)場(chǎng) 擺渡車(chē)上使用。

圖1為短距離運(yùn)行車(chē)輛的交流電傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 附圖中CDJ-車(chē)載充電機(jī)，F(xiàn)c-超級(jí)電容，NBQ-牽引逆變器，M-交流牽引電動(dòng)機(jī)， AP-雙極移動(dòng)式受電弓，R-制動(dòng)電阻，Q-充電保護(hù)器，KM-直流斷路器。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖l對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)-步說(shuō)明。 如圖1所示，本實(shí)用新型所述的短距離運(yùn)行車(chē)輛的交流電傳動(dòng)裝置，包括牽引逆 變器NBQ、交流牽弓I電動(dòng)機(jī)M、雙極移動(dòng)式受電弓AP、車(chē)載充電機(jī)CDJ、超級(jí)電容Fc，所述雙極 移動(dòng)式受電弓AP的正負(fù)極與車(chē)載充電機(jī)CDJ輸入端相連；所述車(chē)載充電機(jī)CDJ兩輸出端與 超級(jí)電容Fc相連；所述牽引逆變器NBQ兩輸入端與超級(jí)電容Fc相連。 該裝置的工作流程是雙極移動(dòng)式受電弓一車(chē)載充電機(jī)一超級(jí)電容一牽引逆變器 —交流牽引電動(dòng)機(jī)。具體使用時(shí)，在該裝置運(yùn)行區(qū)間建設(shè)充電站或局部架設(shè)充電電網(wǎng)，利用 極移動(dòng)式受電弓AP和車(chē)載充電機(jī)CDJ為工作電源即超級(jí)電容Fc充電，之后采用牽引逆變 器NBQ將直流電逆變?yōu)槿嘟涣麟娫?，再通過(guò)牽引電動(dòng)機(jī)M的工作，為車(chē)輛提供動(dòng)力。 超級(jí)電容Fc兼具電容器和電池的雙重特性，它由多節(jié)超級(jí)電容通過(guò)串、并聯(lián)組 成。它具有功率密度高(1 2. 5kW/kg);循環(huán)壽命長(zhǎng)，可使用10萬(wàn) 50萬(wàn)次；充放電效率 高，可大于95% ;性能穩(wěn)定免維護(hù)、工作溫限寬(-40°C +50°C )、無(wú)重金屬二次污染等特 點(diǎn)，可在短距離內(nèi)(2 6公里)提供車(chē)輛運(yùn)行所需能量，并在制動(dòng)時(shí)，吸收電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電 能。超級(jí)電容Fc配備有電壓和溫度檢測(cè)裝置，該檢測(cè)裝置具備一定的狀態(tài)檢測(cè)、故障診斷 功能。超級(jí)電容Fc是一種新型、高效、可靠、環(huán)保的動(dòng)力電源。 車(chē)載充電機(jī)CDJ為一輸出電壓和電流均可控制的DC/DC變換器，可將電網(wǎng)電能充 入超級(jí)電容Fc ， S卩實(shí)現(xiàn)恒壓充電和恒流充電。 雙極移動(dòng)式受電弓AP為滑動(dòng)式受電弓，具有自動(dòng)升、降弓裝置，其正極與車(chē)載充 電機(jī)CDJ相連，負(fù)極與超級(jí)電容Fc相連，當(dāng)機(jī)動(dòng)車(chē)輛運(yùn)行到充電站時(shí)可對(duì)超級(jí)電容Fc進(jìn)行 駐車(chē)充電。若建設(shè)的是充電網(wǎng)，充電網(wǎng)建設(shè)200米左右長(zhǎng)即可，當(dāng)車(chē)輛運(yùn)行到該充電網(wǎng)時(shí)， 雙極移動(dòng)式受電弓AP的受電弓升起，并與電網(wǎng)相連通，從而對(duì)超級(jí)電容Fc進(jìn)行移動(dòng)充電， 車(chē)輛通過(guò)該充電網(wǎng)后超級(jí)電容Fc充電達(dá)到飽和，從而實(shí)現(xiàn)移動(dòng)充電。 為完善該動(dòng)力裝置的功能，可在該裝置上增加充電保護(hù)器Q，所述充電保護(hù)器Q串 接在雙極移動(dòng)式受電弓AP正極與車(chē)載充電機(jī)CDJ之間。在充電狀態(tài)時(shí)，充電保護(hù)器Q處于 閉合狀態(tài)，當(dāng)超級(jí)電容Fc充電達(dá)到飽和后，充電保護(hù)器Q先斷開(kāi)，之后雙極移動(dòng)式受電弓AP 從充電電網(wǎng)上撤開(kāi)，保護(hù)充電系統(tǒng)安全。 為完善該動(dòng)力裝置的功能，可在該裝置上增加直流斷路器KM，所述直流斷路器KM 串接在充電機(jī)CDJ的輸出端與牽引逆變器NBQ之間。該裝置在正常工作狀態(tài)時(shí)，直流斷路器 KM處于閉合狀態(tài)，當(dāng)該裝置上的電氣系統(tǒng)發(fā)生短路、過(guò)流以及線(xiàn)路出現(xiàn)其它故障時(shí)，直流斷 路器KM自動(dòng)跳閘斷開(kāi)，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置上的電氣系統(tǒng)。 為完善該動(dòng)力裝置的功能，可在該裝置上增加制動(dòng)電阻R，所述制動(dòng)電阻R兩端分 別與牽引逆變器NBQ的兩輸入端口相連。制動(dòng)時(shí)，控制系統(tǒng)遵循再生制動(dòng)優(yōu)先，電阻R制動(dòng)為輔的原則。即優(yōu)先能量再生制動(dòng)，利用超級(jí)電容Fc直接吸收制動(dòng)回饋能量，其能量轉(zhuǎn)換 效率高，有利于提高車(chē)輛運(yùn)行節(jié)能指標(biāo)；當(dāng)制動(dòng)能量太大或Fc充電已經(jīng)飽和時(shí)，通過(guò)逆變 器NBQ將牽引電機(jī)多余的電能消耗至電阻R上，進(jìn)行電阻制動(dòng)，提高車(chē)輛制動(dòng)性能。 上述雙極移動(dòng)式受電弓、車(chē)載充電機(jī)、超級(jí)電容、充電保護(hù)器、直流斷路器、制動(dòng)電 阻均是市場(chǎng)上的成熟產(chǎn)品。
權(quán)利要求短距離運(yùn)行車(chē)輛的交流電傳動(dòng)裝置，包括牽引逆變器(NBQ)、交流牽引電動(dòng)機(jī)(M)，其特征在于它還包括雙極移動(dòng)式受電弓(AP)、車(chē)載充電機(jī)(CDJ)、超級(jí)電容(Fc)，所述雙極移動(dòng)式受電弓(AP)的正負(fù)極與車(chē)載充電機(jī)(CDJ)輸入端相連；所述車(chē)載充電機(jī)(CDJ)兩輸出端與超級(jí)電容(Fc)相連；所述牽引逆變器(NBQ)兩輸入端與超級(jí)電容(Fc)相連。
2. 如權(quán)利要求1所述的短距離運(yùn)行車(chē)輛的交流電傳動(dòng)裝置，其特征在于它還包括充 電保護(hù)器(Q)，所述充電保護(hù)器(Q)串接在雙極移動(dòng)式受電弓(AP)的正極與充電機(jī)(CDJ) 之間。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的短距離運(yùn)行車(chē)輛的交流電傳動(dòng)裝置，其特征在于它還 包括直流斷路器(KM)，所述直流斷路器(KM)串接在充電機(jī)(CDJ)的輸出端與牽引逆變器 (NBQ)之間。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力裝置，其特征在于它還包括制動(dòng)電阻 (R)，所述制動(dòng)電阻(R)兩端分別與牽引逆變器(NBQ)的兩輸入端口相連。
5. 如權(quán)利要求3所述的電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力裝置，其特征在于它還包括制動(dòng)電阻(R)，所 述制動(dòng)電阻(R)兩端分別與牽引逆變器(NBQ)的兩輸入端口相連。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型所述的短距離運(yùn)行車(chē)輛的交流電傳動(dòng)裝置，包括牽引逆變器、交流牽引電動(dòng)機(jī)、雙極移動(dòng)式受電弓、車(chē)載充電機(jī)、超級(jí)電容，所述雙極移動(dòng)式受電弓的正極與車(chē)載充電機(jī)輸入端相連，負(fù)極與超級(jí)電容相連；所述車(chē)載充電機(jī)兩輸出端與超級(jí)電容相連；所述牽引逆變器兩輸入端與超級(jí)電容相連。該裝置以超級(jí)電容作為動(dòng)力電源，充電速度快，實(shí)現(xiàn)純電運(yùn)行，在使用過(guò)程中無(wú)污染物排放，也無(wú)電池的二次污染，環(huán)保性好。在油價(jià)日益攀升、環(huán)保壓力日益增大的情況下，以超級(jí)電容為能源的動(dòng)力裝置在短距離、固定區(qū)域內(nèi)運(yùn)行，顯著提升車(chē)輛的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保指標(biāo)。該裝置適合在短距離、固定線(xiàn)路上運(yùn)行的大型機(jī)動(dòng)車(chē)，如港口牽引車(chē)、機(jī)場(chǎng)擺渡車(chē)上使用。
文檔編號(hào)B60L9/22GK201457105SQ20092010400
公開(kāi)日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月28日
發(fā)明者周新文, 程衛(wèi)東, 董曉妮 申請(qǐng)人:永濟(jì)新時(shí)速電機(jī)電器有限責(zé)任公司