一种城轨车辆及其辅助电源系统和供电控制方法与流程

本发明涉及轨道交通，特别是涉及一种城轨车辆及其辅助电源系统和供电控制方法。

背景技术：

1、城轨车辆在日常检修过程中，需要连接库用电源柜，例如目前通常是将库用电源柜的直流1500v高压接入车辆。然而，目前的部分城轨项目的现场配置要求使用380v交流电源柜进行车辆调试，导致目前的城轨车辆辅助电源系统无法适配。

2、综上所述，如何有效地提高城轨车辆辅助电源系统的应用灵活性，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种城轨车辆及其辅助电源系统和供电控制方法，以有效地提高城轨车辆辅助电源系统的应用灵活性。

2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种城轨车辆的辅助电源系统，包括：直流输入电路、直流输出电路、交流变换电路、库用输入电路以及控制器；

4、所述直流输入电路中设置有输入接触器，所述直流输入电路分别与直流电源、所述直流输出电路以及所述交流变换电路连接；

5、所述直流输出电路分别与所述直流输入电路和直流负载连接；

6、所述交流变换电路为双向交流变换电路，并分别与所述直流输出电路、所述直流输入电路以及交流负载连接；

7、所述库用输入电路中设置有库用插座接触器，且所述库用输入电路分别与所述交流变换电路、所述交流负载以及交流电源连接；

8、所述控制器分别与所述输入接触器和所述库用插座接触器连接，用于：在直流供电模式下，控制所述库用插座接触器关断并控制所述输入接触器导通，使源自所述直流电源的电能经由所述直流输入电路和所述直流输出电路提供至所述直流负载，且经由所述直流输入电路和所述交流变换电路提供至所述交流负载；在库用供电模式下，控制所述输入接触器关断并控制所述库用插座接触器导通，使源自所述交流电源的电能经由所述库用输入电路提供至所述交流负载，且经由所述库用输入电路、所述交流变换电路以及所述直流输出电路提供至所述直流负载。

9、在一种实施方式中，所述直流输出电路包括第一中频变压器、第一整流器以及降压变换器；

10、所述第一中频变压器的原边连接于所述直流输入电路的输出端，所述第一中频变压器的副边与所述第一整流器的输入端连接，所述第一整流器的输出端分别与第一类直流负载以及所述降压变换器的输入端连接，所述降压变换器的输出端与第二类直流负载连接；

11、其中，所述直流负载包括第一类直流负载和第二类直流负载，所述第二类直流负载包括蓄电池。

12、在一种实施方式中，所述交流变换电路包括第二中频变压器、双向整流逆变模块、滤波电路以及交流输出接触器；

13、所述第二中频变压器的原边连接于所述直流输入电路的输出端，所述第二中频变压器的副边与所述双向整流逆变模块的第一端连接，所述双向整流逆变模块的第二端与所述滤波电路的第一端连接，所述滤波电路的第二端与所述交流输出接触器的第一端连接，所述交流输出接触器的第二端连接所述交流负载和所述库用输入电路。

14、在一种实施方式中，所述交流变换电路中还包括预充电电路；

15、所述预充电电路的第一端分别与所述库用输入电路和所述交流负载连接，所述预充电电路的第二端与所述双向整流逆变模块中的支撑电容连接；

16、所述预充电电路中设置有默认状态为关断状态的预充电接触器；

17、所述控制器与所述预充电接触器和所述交流输出接触器连接，还用于：在所述直流供电模式下保持所述预充电接触器为关断状态；在所述库用供电模式下，控制所述输入接触器和所述交流输出接触器关断且所述库用插座接触器导通，控制所述预充电接触器导通以启用所述预充电电路，并通过所述预充电电路对所述支撑电容充电，当所述支撑电容充电完成时关断所述预充电接触器并控制所述交流输出接触器导通。

18、在一种实施方式中，所述直流输入电路包括：依次连接的输入接触器、输入滤波电路、升压变换器以及谐振变换器；

19、所述输入接触器与所述直流电源连接，所述谐振变换器的输出端作为所述直流输入电路的输出端。

20、在一种实施方式中，还包括交流应急启动电源和直流应急启动电源；

21、所述交流应急启动电源与所述库用输入电路连接，当启用所述交流应急启动电源时，通过所述交流应急启动电源为所述交流负载供电；

22、所述直流应急启动电源与所述直流输入电路连接，当启用所述直流应急启动电源时，通过所述直流应急启动电源为所述直流负载供电。

23、在一种实施方式中，所述直流供电模式的触发条件包括：所述控制器检测到所述直流输入电路中当前接入了所述直流电源，且接收到启动命令信号；

24、所述库用供电模式的触发条件包括：所述控制器未检测到所述直流输入电路中当前接入了所述直流电源，并且，所述控制器接收到了受电弓降弓状态信号以及库用供电状态信号。

25、在一种实施方式中，所述库用插座接触器设置在库用插座中，且为所述库用插座设置有带行程开关的保护盖，以使得只要所述保护盖被打开，所述控制器将所述输入接触器关断。

26、第二方面，本发明提供了一种城轨车辆，包括如上述所述的城轨车辆的辅助电源系统。

27、第三方面，本发明提供了一种城轨车辆的辅助电源系统的供电控制方法，其特征在于，应用于如上述所述的城轨车辆的辅助电源系统中的控制器，包括：

28、在直流供电模式下，控制所述输入接触器导通并控制所述库用插座接触器关断，使源自所述直流电源的电能经由所述直流输入电路和所述直流输出电路提供至所述直流负载，且经由所述直流输入电路和所述交流变换电路提供至所述交流负载；在库用供电模式下，控制所述输入接触器关断并控制所述库用插座接触器导通，使源自所述交流电源的电能经由所述库用输入电路提供至所述交流负载，且经由所述库用输入电路、所述交流变换电路以及所述直流输出电路提供至所述直流负载。

29、应用本发明实施例所提供的技术方案，直流输入电路分别与直流电源、直流输出电路以及交流变换电路连接，直流输出电路分别与直流输入电路和直流负载连接，交流变换电路分别与直流输出电路、直流输入电路以及交流负载连接，因此在直流供电模式下，源自直流电源的电能可以经由直流输入电路和直流输出电路提供至直流负载，且可以经由直流输入电路和交流变换电路提供至交流负载。并且本技术方案还设置了库用输入电路，分别与交流变换电路、交流负载以及交流电源连接，且交流变换电路设置为双向交流变换电路，使得在库用供电模式下，源自交流电源的电能经由库用输入电路提供至交流负载，且经由库用输入电路、交流变换电路以及直流输出电路提供至直流负载。可以看出，本技术方案的城轨车辆的辅助电源系统既能够支持接入直流电源实现供电，也支持接入交流电源实现供电，因此有效提高了本技术的提高城轨车辆辅助电源系统的应用灵活性。

30、并且本技术还考虑到，由于电压等级较高，特别是直流电源，在断、送电操作过程中如果作业人员操作失误，容易造成人员伤亡事故，并且直流电源和交流电源同时供电也会损坏电路，对此本技术方案实现了直流电源供电和交流电源供电的互锁，从而保障了电路的安全以及工作人员的人身安全。具体的，该互锁功能由控制器实现，控制器分别与输入接触器和库用插座接触器连接，在直流供电模式下，会控制库用插座接触器关断并控制输入接触器导通，而在库用供电模式下，则会控制输入接触器关断并控制库用插座接触器导通。因此可以看出，本技术方案不会同时出现直流电源供电和交流电源供电的情况，也即实现了互锁。

31、综上所述，本技术方案有效提高了城轨车辆辅助电源系统的应用灵活性，并且实现了直流电源供电和交流电源供电的互锁，保障了安全性。