[发明专利]混合动力动车组动力系统

说明书

本发明公开了一种混合动力动车组动力系统，包括动力电池系统、牵引动力系统和辅助动力系统。所述动力电池系统包括动力电池、动力电池控制系统和动力电池热管理系统，集成动力电池包悬挂于动车组车下或安装于动车组车顶；所述牵引动力系统包括柴油机、电机(发电机/电动机)、混动箱、变速箱、车齿箱、冷却系统和电控系统等，除车齿箱外集成混合动力包悬挂于动车组车下，车齿箱安装于动车组转向架内；所述辅助动力系统包括辅助逆变器、滤波器和变压器等。本发明所述混合动力动车组动力系统可以实现动车组油电单独或混合驱动，同时满足动车组辅助供电需求，达到高效、节能、绿色、低碳、环保的目标。

技术领域

本发明涉及动车组混合动力领域，尤其涉及混合动力动车组动力系统。

背景技术

传统动车组动力系统分为电传和液传两种方式。

液传动力系统是最早出现的也是目前运用最广泛的内燃动车组动力传动 系统。

液传动力系统包括牵引动力系统和辅助动力系统；牵引动力系统包括柴 油机、液力传动箱、万向轴、车齿箱、轮对、冷却系统和电控系统等，其中 柴油机、液力传动箱、冷却系统和电控系统等集成液传动力包(见发明专利 《内燃动车组用分体式液传动力系统》，专利号ZL201910063339.9)；辅助 动力系统包括辅助发电机、充电机和蓄电池等；牵引动力系统和辅助动力系 统均由柴油机直接驱动。

电传动力系统包括牵引动力系统和辅助动力系统；牵引动力系统包括柴 油机、发电机、整流器、牵引逆变器、牵引电动机、联轴器、齿轮箱、轮对、 冷却系统和电控系统等，其中柴油机、发电机、冷却系统和电控系统等集成 电传动力包(见发明专利《米轨内燃动车组动力集成系统》，专利号 ZL201711047868.7；发明专利《高速内燃动车组用车下布置动力集成系统》， 专利号ZL201610793574.8)；辅助动力系统包括辅助逆变器、滤波器、变压 器、电源、充电机和蓄电池等；牵引动力系统和辅助动力系统通过直流母线 交互联通。

随着低碳、节能、环保理念的不断推进，铁路动车组也开始推行 混合动力驱动模式，并将逐步取代纯柴油机驱动。通过引入动力电池 和电机驱动系统，实现油电单独或混合驱动动车组，满足将柴油机控

目前国内轨道交通领域应用的混动系统是基于内燃电传动力系统发展出 来的，类似于汽车中的串联混动，通过柴油发电机组发电，再经过整流逆变， 由电动机驱动车轮运转。

该混动系统包括动力电池系统、牵引动力系统和辅助动力系统；动力电 池系统包括动力电池、动力电池控制系统和动力电池热管理系统；牵引动力 系统包括柴油机、发电机、整流器、牵引逆变器、牵引电动机、齿轮箱、轮 对、冷却系统和电控系统等，其中柴油机、发电机、冷却系统和电控系统等 集成内燃电传动力包；辅助动力系统包括辅助逆变器、滤波器、变压器、电 源、充电机和蓄电池等；动力电池系统、牵引动力系统和辅助动力系统通过 直流母线交互联通。

该混动系统的优点是纯电传动系统，原理简单，易于实现。缺点是系统 复杂，成本高、维护难度大。

因此需要研究一种全新的混动系统，将传统的液传动力系统和电传动力 系统结合起来，吸取液传动力系统效率高、成本低、易维护的优势，同时实 现与动力电池系统形成混合动力，类似于汽车中的混联驱动。

目前汽车领域的混动系统已发展的较为完善，但由于汽车重量轻，所需 牵引功率较小，发动机和电机功率也较小，因此汽车的混动系统采用将电机、 混动机构和变速箱集成为一体。而铁路动车组的重量大，所需牵引功率与汽 车相差悬殊，因此无法采用汽车的一体结构，将混动箱单独设计，布置在柴 油机、电机和变速箱之间，实现混动功能。

发明内容

本发明针对上述问题的提出，而研究设计的一种混合动力动车组动力系 统。本发明采用的技术手段如下：

一种混合动力动车组动力系统，包括：动力电池系统、牵引动力系统和 辅助动力系统；