[发明专利]电动车的功率存储控制装置和方法

说明书

背景技术

本发明涉及一种运行在铁路上的电动车的功率存储控制装置和方法。所述功率存储控制装置有效地适用于如下控制装置：其供应来自设置在电动车的功率存储设备的功率至不能接收功率(例如，在架空线中发生功率故障的情况下或在不存在架空线的区域中)的电动车的主电路，从而使得电动车能够自身低速运行至最近的功率供应点。

当来自架空线等的功率供应不可能时，当前的电动车不能移动并且需要等待救援车。然而，一些无轨电车已经解决了该问题，使得它们能够使用随车携带的电池作为电源，例如，在没有架空线的情况下在车库附近移动。在无轨电车中，辅助电路的负载能力(照明、空调等)小。因此，电池能够驱动包括主电机的所有电路。然而，在普通的火车中，利用架空线电压运行的高压辅助功率供应单元供应AC功率至具有大负载能力的辅助电路。不供应架空线电压，则高压辅助功率供应单元不运行。此外，主电机也不能由电池进行驱动。出于这些原因，普通的火车不能自己移动至最近的适用点，在保持占用轨道的同时要求救援车。

在制动时电动车通常获得再生的功率。有效使用所再生的能量的技术是已知的(例如，公开号为2003-199204的日本专利申请)。所再生的能量用于例如供电运行(加速)。

需要采取一些功率供应措施来防止在DC电动有轨车在受电弓(pantograph)离线时产生的瞬时功率供应中断、在AC电动有轨车通过死区时总是产生的短时间的功率供应中断以及AC/DC电动有轨车(通过AC和DC功率两者都能够运行的火车)的相对长时间的功率供应中断。能够通过准备具有大容量以补偿离线时间段的电容器来采取防止瞬时或短时间的功率供应中断的功率供应措施。

对于长时间的功率供应中断来说，需要准备功率存储设备，以防止车中的灯熄灭。出于该目的，需要采用在某种程度上较贵的DC荧光灯，而不是采用经济的AC荧光灯。

此外，在自动火车运行的火车停止控制中，在就要停止之前再生的功率吸收不可用状态大大恶化了停止位置精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动车的功率存储控制装置和方法，其中，升压/降压斩波电路和功率存储设备被结合成使得所述功率存储控制装置即使在低速模式下也能够施加使得能够供电运行的功率至主电路，并且使得所述功率存储控制装置用作能够施加足够的高压至辅助电路的高压辅助功率供应。

根据本发明的一个实施例，提供一种电动车的功率存储控制装置，其选择性地采用第一运行状态(正常运行状态)和第二运行状态(紧急运行状态)中的一个，在所述第一运行状态中使用来自架空线(10)的功率，在所述第二运行状态中使用来自功率存储设备(32)的功率。所述功率存储控制装置包括：包括第一输入/输出部分和第二输入/输出部分的升压/降压斩波电路(31)，所述第一输入/输出部分经由输入电路(20A)接收来自架空线的功率并且连接至用于辅助电路的CVCF逆变器(21)的输入部分，所述第二输入/输出部分连接至功率存储设备；接触器(12)，其用于供应来自架空线的电压和所述功率存储设备的电压中的一个至主电路的VVVF逆变器(15)的输入部分；以及控制单元(100)，其控制所述升压/降压斩波电路(31)和所述接触器(12)。

所述控制单元(100)用于控制所述接触器(12)，以便使得所述接触器在所述第一运行状态下将来自所述架空线的电压供应至所述主电路的VVVF逆变器(15)的输入部分，并且在所述第二运行状态下将所述功率存储设备的电压供应至所述VVVF逆变器(15)的输入部分，并且所述控制单元(100)用于控制所述升压/降压斩波电路，使得所述升压/降压斩波电路在所述第一运行状态下执行降压操作，以便对所述功率存储设备(32)充电，并且在所述第二运行状态下执行升压操作，以便使得所述功率存储设备(32)放电并且将功率供应至所述CVCF逆变器(21)。

本发明的其他目的和优点将通过下面的描述进行阐述，并且从下面的描述中部分将变得显而易见，或者可以通过实践本发明而获悉。本发明的目的和优点可以通过在下文中特别指出的手段和组合来实现和获得。

附图说明

被并入并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与上面给出的概括说明和以下给出的实施例的具体描述一起用于解释本发明的原理。

图1是示出了其中将无轨电车的功率存储设备应用于铁路车辆的示例的电路图；

图2是示出了其中将本发明的装置应用于DC电动有轨车的示例的电路图；

图3A和3B是用于解释图2中所示的功率存储控制装置的操作的电路图；