轨道车辆辅助供电系统及轨道车辆的制作方法

1.本实用新型涉及轨道交通设备技术领域，具体涉及一种轨道车辆辅助供电系统及轨道车辆。


背景技术：

2.轨道车辆如轻轨、地铁等，通过升弓或集电靴，从对应的接触网或供电轨上取电，以维持轨道车辆的运行以及轨道车辆内各用电负载的正常工作。在接触网或供电轨供电异常(如异常断电、电压过低等)，又或者在没有接触网或供电轨的路段，轨道车辆无法自行驶离。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提出一种轨道车辆辅助供电系统及轨道车辆，用以在接触网或供电轨供电异常，又或者在没有接触网或供电轨的路段，依然可以保障该轨道车辆正常运行。
4.第一方面，本实用新型提供了一种轨道车辆辅助供电系统，包括第一储电单元和辅助变流器；
5.所述第一储电单元用于向第一负载及所述辅助变流器提供电能，所述第一负载至少包括驱动电机；
6.所述辅助变流器，用于将所述第一储电单元提供的电能降压，并提供给第二负载；所述第二负载包括照明单元、传感器单元、控制单元、车门启闭单元和通信单元中的至少任一种。
7.作为可实现方式，还包括第二储电单元，所述第二储电单元分别与所述辅助变流器及所述第二负载电连接。
8.作为可实现方式，所述第一储电单元包括至少两个串联设置的第一电池模组，两个所述第一电池模组的串联电路中设置有第一开关。
9.作为可实现方式，两个所述第一电池模组的串联电路中电连接有接地的漏电传感器。
10.作为可实现方式，所述第一储电单元通过供电电路与所述第一负载电连接，所述供电电路包括并联设置的放电支路和预充电支路；
11.所述放电支路设置有第二开关；
12.所述预充电支路包括串联设置的第三开关和限流电阻。
13.作为可实现方式，所述供电电路中设置有电流传感器。
14.作为可实现方式，所述第一电池模组包括锂离子电池或超级电容。
15.作为可实现方式，所述第二储电单元包括相互独立的第二电池模组和第三电池模组，所述第二电池模组的输出电压低于所述第三电池模组。
16.作为可实现方式，所述第二电池模组及所述第三电池模组包括锂离子电池、超级
电容、铅酸蓄电池和石墨烯蓄电池中的至少任一种。
17.第二方面，本实用新型提供一种轨道车辆，包括转向架，所述转向架上设置有车身主体，所述转向架上设置有驱动轮以及驱动所述驱动轮转动的驱动电机，还包括上述的轨道车辆辅助供电系统。
18.本实用新型提供的上述方案，由于车身主体上设置了第一储电单元和辅助变流器，可以在接触网或供电轨供电异常，又或者在没有接触网或供电轨的路段，由第一储电单元和辅助变流器向对应的第一负载和第二负载提供电能，以保障该轨道车辆正常运行。
附图说明
19.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
20.图1为本实用新型提供的轨道车辆辅助供电系统的电路原理图；
21.图2为本实用新型提供的与第二储电单元连接的电路原理图；
22.图3为本实用新型提供的一种轨道车辆的结构示意图。
具体实施方式
23.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。
24.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
25.如图1-图2所示，本实用新型实施例提供一种轨道车辆辅助供电系统，包括第一储电单元2和辅助变流器9；
26.所述第一储电单元2用于向第一负载6及所述辅助变流器9提供电能，所述第一负载6至少包括驱动电机61；
27.所述辅助变流器9，用于将所述第一储电单元2提供的电能降压，并提供给第二负载8；所述第二负载8包括照明单元81、传感器单元82、控制单元83、车门启闭单元84和通信单元85中的至少任一种。
28.由于车身主体上设置了第一储电单元2和辅助变流器9，可以在接触网或供电轨供电异常，又或者在没有接触网或供电轨的路段，由第一储电单元2和辅助变流器9向对应的第一负载6和第二负载8提供电能，以保障该轨道车辆正常运行。
29.作为可实现方式，为了防止辅助变流器9故障而造成第二负载8不能正常工作，则还设置了第二储电单元3，所述第二储电单元3分别与所述辅助变流器9及所述第二负载8电连接。在辅助变流器9正常工作时，可以向第二储电单元3进行充电，在辅助变流器9异常时，由第二储电单元3向第二负载8供电。
30.作为可实现方式，为了提高第一第一储电单元2的安全性，第一储电单元2包括至少两个串联设置的第一电池模组21，两个所述第一电池模组21的串联电路中设置有第一开关qs1。根据实际工作的需要，来控制第一开关qs1的切断与闭合，在第一开关qs1处于切断状态下，两个以上串联设置的第一电池模组21的串联回路被断开，此时，第一储电单元2处
于断路状态，可以防止某一第一电池模组21故障而损伤到其他的第一电池模组21，还可以方式第一储电单元2外接电路故障而损伤到第一储电单元2，因此，增加了第一储电单元2的安全性。
31.作为可实现方式，两个所述第一电池模组21的串联电路中电连接有接地的漏电传感器7。通过该漏电传感器7来至少对第一储电单元2的绝缘电阻进行检测，在检测到绝缘电阻较小时，该轨道车辆的中控系统可以发出相应的警报，并控制第一开关qs1等断开，以保障第一储电单元2的安全性。
32.作为可实现方式，为了防止电路闭合时，瞬间大电流对负载造成损伤，第一储电单元2通过供电电路与所述第一负载6电连接，所述供电电路包括并联设置的放电支路和预充电支路；
33.所述放电支路设置有第二开关km2；
34.所述预充电支路包括串联设置的第三开关km1和限流电阻r1。
35.在电路闭合时，首先闭合第三开关km1，由于预充电支路中串联了限流电阻r1，对闭合时的电流进行了限制，降低了电路闭合时瞬时电流对各负载的冲击，在第三开关km1闭合一定时间后，各负载中的电子元件，如电容等得到了预充电，此时再闭合第二开关km2，使对应的负载正常工作。通过设置预充电支路对各负载进行预充，然后再通过放电支路为该负载提供正常工作的电力，有效防止电路闭合时，瞬间大电流对负载造成损伤，提高了系统的安全等级以及使用寿命。
36.其中，第一负载6中的各单元，如驱动电机61、空压机62、车载空调63是并联设置的，第三开关km1闭可对第一负载6中的各单元进行预充，而无需对各单元进行单独的预充。
37.作为可实现方式，所述供电电路中设置有电流传感器lh1。该电流传感器lh1用于检测供电电路的电流大小，控制系统可以根检测的电流大小对第一储电单元2的功率进行控制。例如但不限于，该电流传感器lh1可以为电流霍尔传感器。
38.作为可实现方式，所述转向架4上设置有空气悬挂，所述车身主体1上有车载空调63；通过在转向架4上设置空气悬挂可以提高轨道车辆乘坐的舒适性。
39.所述第一负载6还包括所述空气悬挂的空压机62，以及所述车载空调63。
40.作为可实现方式，所述第一电池模组21包括锂离子电池或超级电容。本文所指的锂离子电池可以为磷酸铁锂电池、钛酸锂电池、三元锂电池等。
41.作为可实现方式，所述第二储电单元3包括相互独立的第二电池模组31和第三电池模组32，所述第二电池模组31的输出电压低于所述第三电池模组32。例如但不限于第二电池模组31的放电电压为24v，第三电池模组32的放电电压为110v，这里的电压值仅是示例性说明，并非是对本技术的唯一性限定，感觉具体的使用环境，还可以是其他的电压值。通过单独设置第二电池模组31及第三电池模组32，可以为对应电压等级的第二负载8(也即低压负载)进行供电，其二者单独设置，若其中一者发生故障，不会影响另一者的正常工作。
42.作为可实现方式，所述第二电池模组31及所述第三电池模组32包括锂离子电池、超级电容、铅酸蓄电池和石墨烯蓄电池中的至少任一种。
43.第二方面，另参见图3所示，本实用新型提供一种轨道车辆，包括转向架4，所述转向架上设置有车身主体1，所述转向架4上设置有驱动轮5以及驱动所述驱动轮5转动的驱动电机61，还包括上述的轨道车辆辅助供电系统。
44.如图1-图3所示，下面以其中一种具体实现方式，对该轨道车辆进行示例性说明。
45.该轨道车辆以地铁车辆的牵引车为例，如一列地铁车辆的第一节或最后一节。其包括车身主体1，车身主体1下设置两个转向架4，该两个转向架4均可以为动力转向架4，其上设置有驱动轮5以及驱动所述驱动轮5转动的驱动电机61。驱动轮5沿着地铁轨道运行。平行于地铁轨道，还设置有供电轨(也可称为第三轨)，车身主体1上设置有受流器(也可以称为集电靴)，受流器与供电轨接触，用于从供电轨上获取电力，以为该轨道车辆的各负载进行正常供电。
46.此外，车身主体1上还设置有第一储电单元2、辅助变流器和第二储电单元3，用于在供电轨供电异常或无供电轨供电的情况下，为该轨道车辆的各负载进行辅助供电。
47.具体地，第一储电单元2用于向第一负载6以及辅助变流器提供电能，所述第一负载6至少包括所述驱动电机61、转向架4上设置的空气悬挂的空压机62以及车身主体1上设置的车载空调63，第一负载6可以称为高压负载，第一储电单元2的放电电压例如可以为750v等。
48.辅助变流器9，用于将所述第一储电单元2提供的电能降压，并提供给第二负载8，并且，在辅助变流器9于第二负载8之间连接第二储电单元3。
49.第二储电单元3包括相互独立的第二电池模组31和第三电池模组32，例如，第二电池模组31的放电电压为24v，第三电池模组32的放电电压为110v，其二者分别向对应的第二负载8进行供电，其中，第二负载8包括照明单元81、传感器单元82、控制单元83、车门启闭单元84和通信单元85。
50.其中，第一储电单元2包括两个串联设置的第一电池模组21，两个所述第一电池模组21的串联电路中设置有第一开关qs1，且两个所述第一电池模组21的串联电路中电连接有接地的漏电传感器7。
51.第一储电单元2通过供电电路与第一负载6电连接，供电电路中设置有电流霍尔传感器，且供电电路包括并联设置的放电支路和预充电支路；所述放电支路设置有第二开关km2；所述预充电支路包括串联设置的第三开关km1和限流电阻r1。
52.还有，供电电路中还可以连接熔断器fu1，用于在供电电路短路以及出现电流异常增大时，发生熔断，以对供电电路起到保护作用，防止相应电子部件、单元等烧毁。
53.在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
54.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
55.需要理解的是，上文如有涉及术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
56.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的保护范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。