智慧列车高压储能式供电的空调系统

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种智慧列车高压储能式供电的空调系统。

背景技术

现有列车空调系统的供电方式为第三轨供电或接触网供电。第三轨供电是指在列车行走的两条路轨以外，再加上带电的钢轨。这条带电钢轨通常设于两轨之间或其中一轨的外侧。电动列车的集电装置在带电路轨上接触并滑行，把电力传到列车上。架空接触网只有导线的一个电极，列车通过集电装置取电，再通过金属轮轨回流到电网中。

第三轨有触电风险，维护成本高，阻力较大，经过道岔区段需要断电。接触网要求搭建高度普遍高于列车隧道高度，受极端天气影响比较大，且建设费用较高。而以上两种长距离的供电系统还有无功倒送、谐波、电压波动闪变等问题，长期处于不良的电能质量下，会减少空调设备的寿命。

发明内容

本发明提供一种智慧列车高压储能式供电的空调系统，用以解决现有技术中列车供电系统建设费用较高，存在无功倒送、谐波、电压波动闪变等问题。

本发明提供一种智慧列车高压储能式供电的空调系统，包括：高压储能机构和空调系统；

所述高压储能机构与所述空调系统连接；所述高压储能机构为所述空调系统供电。

根据本发明提供的一种智慧列车高压储能式供电的空调系统，所述高压储能机构为动力电池或超级电容。

根据本发明提供的一种智慧列车高压储能式供电的空调系统，还包括充电机和受流器；

所述充电机安装在轨旁预设位置，连接一段预设长度的第三轨；

所述受流器安装在列车转向架两侧，所述受流器与所述高压储能机构连接；当列车行驶到所述预设位置时，所述受流器接触到所述第三轨，对所述高压储能机构进行充电。

根据本发明提供的一种智慧列车高压储能式供电的空调系统，所述受流器与所述高压储能机构之间通过高压二极管进行单向隔离。

根据本发明提供的一种智慧列车高压储能式供电的空调系统，还包括蓄电池；

所述蓄电池分别与所述高压储能机构和所述空调系统连接；当所述高压储能机构的电量低于预设阈值时，由所述蓄电池为所述空调系统供电。

根据本发明提供的一种智慧列车高压储能式供电的空调系统，还包括牵引主辅一体箱；

所述牵引主辅一体箱的一端连接所述高压储能机构，另一端连接所述蓄电池，给所述蓄电池充电。

根据本发明提供的一种智慧列车高压储能式供电的空调系统，所述蓄电池输出110V直流电给所述空调系统作为控制电源。

根据本发明提供的一种智慧列车高压储能式供电的空调系统，所述蓄电池预留有外部充电接口，通过所述外部充电接口给所述蓄电池充电。

根据本发明提供的一种智慧列车高压储能式供电的空调系统，当由所述蓄电池为所述空调系统供电时，所述空调系统切换到紧急通风模式，由DC110V蓄电池组经紧急通风逆变器逆变成三相交流电供电从而使客室空调机组通风机继续运行。

根据本发明提供的一种智慧列车高压储能式供电的空调系统，所述高压储能机构通过以太网与列车控制系统通讯，检测所述高压储能机构的充电量。

本发明提供的智慧列车高压储能式供电的空调系统，基于智慧列车单编组车辆特性，线路上无第三轨或接触网供电，通过高压储能机构为空调系统供电，可有效降低列车线路建设成本，同时能有效避免供电系统的无功倒送、谐波、电压波动闪变等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的智慧列车高压储能式供电的空调系统的结构示意图；

图2是本发明提供的高压接线箱电气系统示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合一些附图描述本发明的智慧列车高压储能式供电的空调系统。

图1是本发明提供的智慧列车高压储能式供电的空调系统的结构示意图，如图1所示，本申请实施例提供一种智慧列车高压储能式供电的空调系统，包括：高压储能机构和空调系统；

所述高压储能机构与所述空调系统连接；所述高压储能机构为所述空调系统供电。

例如，高压储能机构通过高压接线箱与空调系统连接。高压接线箱包括铜排，高压储能机构和空调系统均连接到铜排上，高压储能机构输出750V的直流电为空调系统供电。

空调系统安装在列车车顶，共两台，额定制冷量29KW。

可选地，所述高压储能机构为动力电池或超级电容。

例如，动力电池的电量为76KWH，超级电容的电量为38KWH。

可选地，还包括充电机和受流器；

所述充电机安装在轨旁预设位置，连接一段预设长度的第三轨；

所述受流器安装在列车转向架两侧，所述受流器与所述高压储能机构连接；当列车行驶到所述预设位置时，所述受流器接触到所述第三轨，对所述高压储能机构进行充电。

可选地，所述受流器与所述高压储能机构之间通过高压二极管进行单向隔离。

例如，充电机的输入端连接到380V的交流电，充电机的输出端输出750V的直流电，充电机的输出端连接第三轨。

受流器通过高压电缆进入到高压接线箱内，先经过高压二极管，再连接到铜排。铜排分别连接到动力电池或超级电容、牵引主辅一体箱和空调系统。

可选地，还包括蓄电池；

所述蓄电池分别与所述高压储能机构和所述空调系统连接；当所述高压储能机构的电量低于预设阈值时，由所述蓄电池为所述空调系统供电。

可选地，还包括牵引主辅一体箱；

所述牵引主辅一体箱的一端连接所述高压储能机构，另一端连接所述蓄电池，给所述蓄电池充电。

例如，牵引主辅一体箱安装在车下，能将DC750V电压转换成DC110V。

蓄电池输出110V的直流电给空调系统作为控制电源，容量100AH。

另外，蓄电池也可连接外部DC110V充电。

可选地，所述蓄电池输出110V直流电给所述空调系统作为控制电源。

可选地，所述蓄电池预留有外部充电接口，通过所述外部充电接口给所述蓄电池充电。

可选地，当由所述蓄电池为所述空调系统供电时，所述空调系统切换到紧急通风模式，由DC110V蓄电池组经紧急通风逆变器逆变成三相交流电供电从而使客室空调机组通风机继续运行。

可选地，所述高压储能机构通过以太网与列车控制系统通讯，检测所述高压储能机构的充电量。

高压储能机构通过以太网与列车控制系统通讯，检测高压储能设备的充电量。如电量充满，则自动切断输出电源。

具体来说，智慧列车空调系统的主回路供电电源，来自安装在列车下方的动力电池或者超级电容。列车本身在行驶过程中无需外部电源供电。控制回路电源由安装在列车下方的蓄电池提供。

充电时，充电机输入市电AC380V电源，输出DC750V电压，经第三轨、受流器、高压接线箱，充到动力电池或超级电容。通过以太网与列车控制系统通讯，检测高压储能设备的充电量。如电量充满，则自动切断输出电源。

图2是本发明提供的高压接线箱电气系统示意图，如图2所示，高压接线箱内安装有高压二极管。列车在非充电期间，避免转向架两侧的受流器带电。二极管负极安装汇流排(铜排)，动力电池或超级电容的电量，可通过汇流排输出到空调系统和牵引主辅一体箱。

空调系统运行时，会检测动力电池或超级电容的剩余电量，以优先保证列车的牵引、制动等基础功能。如在列车行驶过程中电量不足以支撑空调系统运行至充电点，或其他原因不能给空调主回路供电时。空调系统切换到紧急通风模式/状态，由DC110V蓄电池组经紧急通风逆变器逆变成三相交流电供电从而使空调机组通风机继续运行。空调机组回风口全关，新风口全开、紧急通风阀全开，以保证向车厢内输送新鲜空气。当DC750V主电源恢复正常后，空调系统检测到“紧急通风指令”取消，空调控制系统结束紧急通风，转入正常工作模式/状态。在此工作模式下，仅室内风机进行工作，压缩机、室外风机不工作。

如蓄电池电量不足，可通过外部充电接口(外接DC110V连接器)，连接其他列车的蓄电池，提供DC110V电压，供空调系统运行紧急通风模式/状态。外接DC110V连接器安装在高压接线箱上。

智慧列车行驶前，应先到指定地点充电，满足可行驶至少一次行程。

充电机把市电AC380V转换成DC750V充电电压，传输到列车行驶轨道旁的一小段第三轨上。列车转向架两侧均安装受流器，接触到第三轨时，可自动充电。

受流器连接到车下高压接线箱。高压接线箱内安装高压二极管和汇流排。充电进线先连接到二极管，二极管连接到汇流排。汇流排分别连接动力电池或超级电容、牵引主辅一体箱和空调系统主回路。牵引主辅一体箱输出DC110V到蓄电池。蓄电池DC110V连接到空调系统的控制回路。

列车不充电时，动力电池或超级电容给空调系统和牵引主辅一体箱提供电源。因高压二极管的反向截止电气特性，动力电池或超级电容输出时不会传输到受流器上，避免触电。

列车行驶后，由动力电池或超级电容输出电能，经过车厢和底盘连接给车厢顶端的空调系统供电。如果动力电池或超级电容在行驶过程中电量不足或因其他原因不能给空调系统主回路供电，空调系统会切换到紧急通风状态，由DC110V蓄电池组经紧急通风逆变器逆变成三相交流电供电从而使客室空调机组通风机继续运行。空调机组回风口全关，新风口全开、紧急通风阀全开，以保证向客室输送新鲜空气。当DC750V主电源恢复正常后，空调控制系统结束紧急通风状态，转入正常工作模式/状态。在此工作模式下，仅室内风机进行工作，压缩机、室外风机不工作。

如蓄电池电量不足，可通过安装在高压接线箱上的外接插头，从其他车辆上充电，满足空调紧急通风模式/状态的要求。

本发明实施例提供的列车高压储能式供电的空调系统，区别于现有列车空调供电方式，基于智慧列车单编组车辆特性，线路上无第三轨或接触网供电。其主要的供电电源来自列车的高压储能机构。高压储能机构为安装在车下的动力电池或超级电容。列车正常运行时，高压储能机构直接给空调系统供电，电压为DC750V。可有效降低列车线路建设成本，同时能有效避免供电系统的无功倒送、谐波、电压波动闪变等问题。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。