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专利号: 2020103963162
申请人: 南京工业职业技术学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-22
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种采用电池储能的有轨电车供电系统,其特征在于,包括整流变压器、AC/DC充电装置、储能电池、双向DC/DC稳压源和斩波器,所述整流变压器的输入端接电网,二次侧接AC/DC充电装置,所述AC/DC充电装置与储能电池连接,所述储能电池输出端通过双向DC/DC稳压源与有轨电车的供电轨连接,所述斩波器连接在供电轨正极和负极之间,且斩波器上连接有制动电阻;

所述AC/DC充电装置包括依次耦合的交流断路器(101)、交流预充电回路(102)、第一熔断器(103)、第一整流桥模块(104)、第二整流桥模块(105)、母线放电电阻(106)、母线支撑电容(107)、斩波模块(108)、滤波回路电抗器(109)、第一电容(110)、第一输出放电电阻(111)、第一输出熔断器(112)、防反二极管(113)和第一输出隔离开关(114),所述交流预充电回路(102)由接触器、熔断器和电阻串联而成;

所述双向DC/DC稳压源包括依次耦合的隔离刀(201)、输入预充电回路(202)、第二熔断器(203)、第一接触器(204)、输入放电电阻(205)、滤波电容(206)、第一斩波电抗(207)、第二斩波电抗(208)、两相IGBT模组(209)、支撑母排电容(210)、第二输出熔断器(211)、第二输出放电电阻(212)、输出预充电回路(213)、输出接触器(214)和第二输出隔离开关(215),所述输入预充电回路(202)和输出预充电回路(213)都是由接触器、熔断器和电阻串联而成;

所述斩波器包括依次耦合的输入隔离开关(301)、斩波预充电回路(302)、第三熔断器(303)、第二接触器(304)、放电电阻(305)、支撑电容(306)、IGBT模块(307)和制动电阻(308),所述斩波预充电回路(302)由接触器、熔断器和电阻串联而成;

应用于供电系统的供电方法:

步骤一:先进行运行参数初始化,再通过能量管理系统EMS进行远程监控,并通过人机界面进行数据通讯,然后采样数据进行处理;

步骤二:判断供电设备是否存在故障;若是,则封脉冲,跳开关;若否,则进行运行状态判断;

步骤三:当检测到车载电压在1500VDC±5%,且车载电流为正时,判断双向DC/DC工作在Boost升压状态,能量由储能电池流向有轨电车,为负载提供稳压电源;

当车载电流为负时,判断双向DC/DC工作在Buck降压状态,此时有轨电车处于制动过程,能量由有轨电车流向储能电池,在该状态下,若统检测到电压大于1650VDC,则斩波器启动工作,发脉冲,将多余的能量经制动电阻消耗释放;

当检测到车载电压电压消失时,输出待机指令,并封锁脉冲。

2.根据权利要求1所述的一种采用电池储能的有轨电车供电系统,其特征在于:所述储能电池为铅碳电池,额定电压为1200VDC,最高电压1300VDC,当列车启动时电池放电电流能够达到3C,持续时间不低于5S,当列车制动时充电电流能够达到0.5C 1C,持续时间不低于~

5S。

3.根据权利要求1所述的一种采用电池储能的有轨电车供电系统,其特征在于:所述整流变压器为十二脉波整流变压器,整流变压器的变比为380VAC/1150AC。

4.根据权利要求1所述的一种采用电池储能的有轨电车供电系统,其特征在于:所述AC/DC充电装置经二极管整流后斩波降压给蓄电池充电,AC/DC充电装置分为两级,前级采用二极管十二脉波整流,将整流变压器的二次电压整流到1500VDC,后级采用Buck斩波电路,对蓄电池进行恒流恒压充电。

5.根据权利要求1所述的一种采用电池储能的有轨电车供电系统,其特征在于:所述双向DC/DC稳压源以恒定电压1500VDC为有轨电车的供电轨供能,当列车制动时,制动电压达到1650VDC后,双向DC/DC稳压源将一部分能量向储能电池回流,另一部分能量流给斩波器。

6.根据权利要求1所述的一种采用电池储能的有轨电车供电系统,其特征在于:所述斩波器的输入额定电压为1500VDC,最高为1800VDC,制动电压为1650VDC。

7.根据权利要求1所述的一种采用电池储能的有轨电车供电系统,其特征在于:所述双向DC/DC稳压源与有轨电车的供电轨之间设有正极柜,其额定电压为DC1500VDC,最高电压工作电压为DC1800VDC。