一種燃料電池有軌電車的供電電源裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及燃料電池有軌電車技術領域，尤其涉及一種燃料電池有軌電車的供電電源裝置。
【背景技術】
[0002]伴隨城鎮化進程的加快以及建立低碳環保綜合交通體系的需要，現代有軌電車正成為城市公共交通的新寵，而燃料電池作為一種新型的動力新能源，已經越來越多的作為車輛的動力系統被應用于現代有軌電車上。如圖1所示，現有的燃料電池有軌電車中通常是將燃料電池系統直接連接于車輛直流母線，然后通過直流母線給車輛負載供電。該類通過燃料電池直接供電的方式，一方面，當燃料電池系統自身能量不夠時或者燃料電池使用年限過度后，會導致輸出到直流母線的電壓下降，且當直流母線電壓下降到一定值時，車輛牽引逆變器會報直流母線欠壓故障而無法正常工作，使得車輛無法正常行走；另一方面，當多路燃料電池系統并聯連接于車輛直流母線上進行供電時，其控制極為復雜，并且由于各路燃料電池系統輸出電壓不均衡，還會對燃料電池系統本身造成非常大的影響。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型要解決的技術問題就在于:針對現有技術存在的技術問題，本實用新型提供一種結構簡單緊湊、成本低廉、供電電源穩定且控制簡單，同時能夠實現多路電壓均衡的燃料電池有軌電車的供電電源裝置。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型提出的技術方案為:
[0005]—種燃料電池有軌電車的供電電源裝置，包括一路以上的燃料電池供電支路，每一路所述燃料電池供電支路包括相互連接的燃料電池系統、直流斬波及穩壓模塊，所述直流斬波及穩壓模塊通過直流母線連接負載；每一路所述燃料電池供電支路通過所述燃料電池系統輸出直流電源，經過所述直流斬波及穩壓模塊進行斬波升壓及穩壓后輸出所需大小的目標電源電壓，提供給負載進行供電。
[0006]作為本實用新型的進一步改進:所述直流斬波及穩壓模塊為單向升壓斬波器。
[0007]作為本實用新型的進一步改進:所述單向升壓斬波器采用單向交錯斬波升壓電路。
[0008]作為本實用新型的進一步改進:所述單向交錯斬波升壓電路包括主電感LI以及分別與所述主電感LI連接的兩條斬波支路，每條所述斬波支路包括串聯連接的換流電感以及IGBT模塊。
[0009]與現有技術相比，本實用新型的優點在于:本實用新型燃料電池有軌電車的供電電源裝置，包括一路以上的燃料電池供電支路，且每一路包括燃料電池系統以及直流斬波及穩壓模塊，則當燃料電池系統輸出的電源電壓波動幅度較大或者低于牽引逆變器欠壓保護值時，通過直流斬波及穩壓模塊可以將電源電壓轉換為所需大小的穩定電壓，即使燃料電池系統在能量較低的情況下，仍然能夠保證穩定供電；同時通過設置直流斬波及穩壓模塊，還可以有效實現每一路電源的輸出控制，控制方式簡單，使得可以方便的使用多路燃料電池系統并聯的方式供電，并實現并聯燃料電池系統的電源輸出均衡。
【附圖說明】
[0010]圖1是現有的燃料電池有軌電車的動力系統的結構示意圖。
[0011]圖2是本實施例燃料電池有軌電車的供電電源裝置的結構示意圖。
[0012]圖3是本實用新型在具體實施例中第一種(一路燃料電池供電支路)的結構示意圖。
[0013]圖4是本實用新型在具體實施例中第二種(多路燃料電池供電支路)的結構示意圖。
[0014]圖5是本實用新型在具體實施例中燃料電池供電支路的具體電路結構示意圖。
[0015]圖例說明:1、燃料電池供電支路；11、燃料電池系統；12、直流斬波及穩壓模塊；121、單向交錯斬波升壓電路。
【具體實施方式】
[0016]以下結合說明書附圖和具體優選的實施例對本實用新型作進一步描述，但并不因此而限制本實用新型的保護范圍。
[0017]如圖2所示，本實施例燃料電池有軌電車的供電電源裝置，包括一路以上燃料電池供電支路1，每一路燃料電池供電支路I包括相互連接的燃料電池系統11、直流斬波及穩壓模塊12，直流斬波及穩壓模塊12通過直流母線連接負載；每一路燃料電池供電支路I通過燃料電池系統11輸出直流電源，經過直流斬波及穩壓模塊12進行斬波升壓及穩壓后輸出所需大小的目標電源電壓，提供給負載進行供電。當燃料電池供電支路I為兩路以上時，每路燃料電池供電支路I之間相互并聯連接。
[0018]本實施例燃料電池有軌電車的供電電源裝置，每一路燃料電池供電支路I包括燃料電池系統11以及直流斬波及穩壓模塊12，則當燃料電池系統11輸出的電源電壓波動幅度較大或者低于牽引逆變器欠壓保護值時，通過直流斬波及穩壓模塊12可以將電源電壓轉換為所需大小的穩定電壓，即使燃料電池在能量較低的情況下，仍然能夠保證穩定供電，實現燃料電池輸出到車輛直流母線電壓的恒定。
[0019]本實施例每一路燃料電池供電支路I通過設置直流斬波及穩壓模塊12，可以有效實現每一路電源的輸出控制，控制方式簡單，使得可以方便的使用多路燃料電池系統并聯的供電方式，同時通過直流斬波及穩壓模塊12可方便的將每路燃料電池系統11輸出的直流電源控制轉換為一致的目標電源電壓，實現并聯燃料電池系統的電源輸出均衡。
[0020]本實施例中，當為多路燃料電池供電支路I并聯時，可以通過調節直流斬波及穩壓模塊12的輸出電壓，使多路燃料電池系統11輸出電壓一致，實現輸出電壓均衡；也可以給定電流值大小，通過調節直流斬波及穩壓模塊12的輸出功率，實現各路燃料電池系統11的功率均衡。
[0021]本實施例中，直流斬波及穩壓模塊12具體為單向直流斬波器，通過單向直流斬波器實現燃料電池系統11到負載的單向直流電壓轉換。
[0022]如圖3所示，本實用新型具體實施例中第一種供電電源裝置，包含一路燃料電池供電支路1，且直流斬波及穩壓模塊12采用單向直流斬波器(單向斬波器)。由燃料電池系統11輸出直流電源，當輸出的直流電源的電壓波動幅度較大或者低于牽引逆變器欠壓保護值時，由直流斬波及穩壓模塊12將電源電壓轉換為所需大小的穩定電壓，通過車輛直流母線提供給負載。
[0023]如圖4所示，本實用新型具體實施例中第二種供電電源裝置，包含N路燃料電池供電支路I (N>1)，每路燃料電池供電支路I中直流斬波及穩壓模塊12采用單向直流斬波器(單向斬波器)，每路燃料電池供電支路I通過單向直流斬波器將燃料電池系統11的輸出電源進行斬波升壓及穩壓，同時通過控制每路的單向直流斬波器使各路燃料電池供電支路I輸出均衡。
[0024]如圖5所示，本實用新型具體實施例中單向直流斬波器具體采用單向交錯斬波升壓電路121，單向交錯斬波升壓電路121包括主電感LI以及分別與主電感LI連接的兩條斬波支路，每條斬波支路包括串聯連接的換流電感以及IGBT模塊。通過單向交錯斬波升壓電路121實現穩定的斬波升壓，同時主電感LI通過后級電路的交錯實現了倍頻，從而減小了主電感體積，以及電容的電流應力，通過開關管實現了零電流開通，降低了開關管損耗，以及提尚了開關管頻率。
[0025]上述只是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何形式上的限制。雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型。因此，凡是未脫離本實用新型技術方案的內容，依據本實用新型技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應落在本實用新型技術方案保護的范圍內。
【主權項】
1.一種燃料電池有軌電車的供電電源裝置，其特征在于:包括一路以上的燃料電池供電支路(I)，每一路所述燃料電池供電支路(I)包括相互連接的燃料電池系統(11)、直流斬波及穩壓模塊(12)，所述直流斬波及穩壓模塊(12)通過直流母線連接負載；每一路所述燃料電池供電支路(I)通過所述燃料電池系統(11)輸出直流電源，經過所述直流斬波及穩壓模塊(12)進行斬波升壓及穩壓后輸出所需大小的目標電源電壓，提供給負載進行供電。2.根據權利要求1所述的供電電源裝置，其特征在于:所述直流斬波及穩壓模塊(12)為單向升壓斬波器。3.根據權利要求2所述的供電電源裝置，其特征在于:所述單向升壓斬波器為采用單向交錯斬波升壓電路(121)。4.根據權利要求3所述的供電電源裝置，其特征在于:所述單向交錯斬波升壓電路(121)包括主電感LI以及分別與所述主電感LI連接的兩條斬波支路，每條所述斬波支路包括串聯連接的換流電感以及IGBT模塊。
【專利摘要】本實用新型公開一種燃料電池有軌電車的供電電源裝置，包括一路以上的燃料電池供電支路，每一路燃料電池供電支路包括相互連接的燃料電池系統、直流斬波及穩壓模塊，直流斬波及穩壓模塊通過直流母線連接負載；每一路燃料電池供電支路通過燃料電池系統輸出直流電源，經過直流斬波模塊進行斬波升壓及穩壓后輸出所需大小的電源電壓，提供給負載進行供電。本實用新型具有結構簡單緊湊、成本低廉、供電電源穩定且供電控制簡單，同時能夠實現多路并聯電源輸出均衡的優點。
【IPC分類】B61C3/00, B60L11/18
【公開號】CN204915683
【申請號】CN201520655623
【發明人】楊斌, 王穎曜, 黃柱, 劉新輝, 陽東禮, 李強
【申請人】長沙廣義變流技術有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年8月27日