一种机车系统及轨道机车的制作方法

本实用新型涉及一种机车系统及轨道机车，属于轨道交通运输技术领域。

背景技术：

电气化电力机车需要电气化线路沿钢轨线路同步布设，一次性投资较大，并且工矿企业复杂车间环境使得沿线电气化线路容易产生安全隐患，所以工矿企业广泛使用传统内燃机车，用于调车和短途客货运载作业，但内燃机车存在着尾气排放，噪音污染，成本较大等许多缺点，给企业带来了巨大的环保和成本压力。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种面向工矿企业的新型蓄电池驱动的轨道机车，该机车具有安全高效、节能环保、结构简单、易维修维护、工作环境好、加速快等优点，可逐步在工矿企业取代传统内燃机车，用于调车和短途客货运载作业。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种机车系统，包括：电池系统、动力系统和控制系统；

所述电池系统包括蓄电池组、bms管理系统；所述动力系统包括电机驱动器和电动机；所述控制系统包括整车控制器、辅助电源、下层控制器和能源管理系统；

bms管理系统分别与蓄电池组和整车控制器连接；

整车控制器分别连接下层控制器、能量管理系统和电机驱动器；

能量管理系统采集整车数据，并存储至本地或上传至云端存储；

下层控制器用于控制机车正常行驶；

蓄电池组分别连接电机驱动器和辅助电源，用于分别给电机驱动器和辅助电源供电；

电机驱动器连接电动机，用于驱动电动机转动，电动机用于带动机车运动；

辅助电源连接所述下层控制器，用于给下层控制器供电。

进一步的，还包括充电桩，所述充电桩的位置依据机车的运行路线和取电位置设置。

进一步的，所述蓄电池组采用磷酸铁锂电池组。

进一步的，所述电池系统还包括保护系统，所述保护系统包括机车监控防火灾系统、七氟丙烷气体消防装置和空调系统；

所述机车监控防火灾系统用于采集火焰和烟雾信息，发出声光报警信号；所述七氟丙烷气体消防装置用于自动灭火；

所述空调系统用于控制所述蓄电池组的工作温度。

进一步的，所述电机驱动器采用包括dtc直接转矩控制的驱动器。

进一步的，所述电动机采用永磁同步电机。

一种轨道机车，采用所述的机车系统。

本实用新型所达到的有益效果：

1）用户无环保压力：传统内燃机车存在尾气排放、噪音污染的问题极其严重，给企业造成巨大的环保压力，新型蓄电池驱动的轨道机车运行噪音小、不燃油、无尾排放，用户无环保压力。

2）大幅降低运行成本：新型蓄电池驱动的轨道机车运行高效、节能降耗，在相同工况下运行的燃料费用相比传统内燃机车降低80%。结构简单、易维修维护，维护费用相比传统内燃机车降低60%。新型机车具备远程遥控驾驶功能，可在车外控制机车工作。每台车每年可减少司机班组人员4名。

附图说明

图1是本实用新型机车系统的系统框图。

具体实施方式

为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种机车系统，包括：电池系统、动力系统和控制系统；

所述电池系统包括蓄电池组、bms管理系统；所述动力系统包括电机驱动器和电动机；所述控制系统包括整车控制器、辅助电源、下层控制器和能源管理系统；

bms管理系统分别与蓄电池组和整车控制器连接，采用三级管理架构，监测电池系统的电压、温度、电流，对电池组进行故障诊断，分析评估电池的容量、荷电状态及故障诊断，具备被动均衡管理功能。本实施例中，bms管理系统采用的型号是epri-bbu-2020jc。

整车控制器分别连接下层控制器、能量管理系统和电机驱动器，作为整个机车的核心控制部件，掌控整个机车运行和安全保护功能。整车控制器的优劣直接决定了车辆的稳定性和安全性。整车控制器工作原理是采集各部件信号，控制下层的各部件控制器的动作，驱动机车正常行驶。整车控制器主要功能包括：驱动力矩控制、制动能量的优化控制、整车的能量管理、can网络的维护和管理、故障的诊断和处理、车辆状态监视等。本实施例中的整车控制器采用的型号是epri-xnjc-1000kz。

能量管理系统采集并保存整车数据，可就地监控，也可上传云端，通过手持终端实时查看机车数据运行状态，也可以进行远程监测运维操作。能量管理系统采用的型号为res6000。

下层控制器用于驱动机车正常行驶，下层控制器包括加减速控制、灯光控制、喇叭控制、撒沙控制、制动控制；

蓄电池组分别连接电机驱动器和辅助电源，用于分别给电机驱动器和辅助电源供电；

电机驱动器连接电动机，用于驱动电动机转动，电动机用于带动机车运动；

辅助电源连接所述下层控制器，用于给下层控制器供电。

还包括充电桩，所述充电桩的位置依据机车的运行路线和取电位置设置。

所述蓄电池组采用磷酸铁锂电池组。磷酸铁锂电池组有着性能良好、安全性最好、极好的循环寿命、可快速充电、无污染、体积小、重量轻、低成本的优点，可很好的适用于新型蓄电池驱动的轨道机车。本车选用高安全、高循环寿命的磷酸铁锂电池，具有模块化、易安装维护等特点。

所述电池系统还包括保护系统，所述保护系统包括一套机车监控防火灾系统、一套七氟丙烷气体消防装置和一套空调系统。机车监控防火灾系统通过摄像头实时采集视频摄像数据，采用计算机图像模式识别技术，实时探测视频监控区域内可能产生的火焰和烟雾，发出声光报警，为火灾应急工作争取宝贵时间。七氟丙烷气体消防装置可实现氢气、一氧化碳等气体泄漏预警和保护功能，同时配置温感、烟感等探测器。空调系统为电池系统运行提供最佳温湿度环境。

所述电机驱动器采用dtc直接转矩控制技术，将蓄电池的直流电通过大功率igbt元件逆变为频率可调的三相交流电，驱动永磁电机作为机车动力。dtc直接转矩控制技术可以直接控制电机的磁通和转矩，使电机与机车轮对的负载需求匹配精度更高。本实施例中的电机驱动器采用的型号是epri-xnjc-200qd。

所述电动机采用永磁同步电机。驱动装置是机车运行的动力输出装置，其质量的好坏直接关系到列车的行车安全。电机轴与机车驱动轴同轴的驱动方式可有效减少机械传动环节自身能源消耗，提高电机有效使用效率,本车采用永磁同步电机，电动机的最大转矩可达额定值300%，使机车带重载起动强劲有力。

一种轨道机车，采用所述的机车系统，通过所述机车系统控制轨道机车运动。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的得同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。