铁道车辆的驱动装置制造方法及图纸

一种在具有直流电产生装置和电力蓄积装置、利用了这两个装置中至少一个产生的电力的铁道车辆的驱动装置中，以更简易的构成进行与时刻变化的路线状况对应的电力蓄积装置的蓄电量管理、能量效率高的铁道车辆的驱动装置。根据从车辆行驶速度运算的运动能量和从相对于车辆行驶位置的基准速度信息运算的基准运动能量的差，预测随着路线坡度状况的变化产生的蓄电量的剩余量或不足量。根据预测的蓄电量的剩余量或不足量调节电力蓄积装置的充放电量。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种铁道车辆的驱动装置，特别是涉及具有直流电产生装 置和电力蓄积装置、利用这两个装置中至少一个产生的电力驱动铁道车辆 的技术。
技术介绍
近年来，在铁道车辆中，有效利用蓄电技术由此推进节能化的行为逐 渐活跃。例如，取代现有的只用柴油发动机驱动的汽动车，进行着一种驱 动系统与电车同样采用依靠变换器进行的马达驱动，利用发动机发电及电 力蓄积装置供给电力的混合动力汽动车的开发。混合动力汽动车，随着驱动系统的电气化和电力蓄积装置的搭载，而 使在现有的汽动车中不可能实现的经由再生制动产生的电力的回收，再利 用成为可能，能够实现节能化。关于混合动力汽动车，专利文献l中记载了一种以同时采用由电力蓄 积装置和发动机驱动的发电机或燃料电池为特征的铁道车辆。混合动力汽动车中，存在的课题是例如在上坡的动力运行动作中电力 蓄积装置的放电量增多，达到能够放电的临界值，不能实现规定的加速性 能，而在下坡的再生动作中达到能够充电的临界值，不能充分吸收经由再 生制动产生的电力，能量效率下降。为了解决这些课题，专利文献1所述的铁道车辆，将车辆的行驶位置 和行驶速度的关系(以下称作运行曲线)和坡度等路线信息作为数据库进 行保持，对照行驶路线切换参照的数据库。根据参照的数据库预测行驶中 获得的再生电力，进行与路线状况对应的蓄电量的管理，由此防止电力蓄 积装置的过放电、过充电，实现能量效率高的铁道车辆。图10表示专利文献1所述的铁道车辆的基本构成。感应发电机2由发动机1驱动、输出交流电。转换装置3将从所述感应发电机2输出的交 流电转换成直流电。变换装置4将从所述转换装置3输出的直流电转换成 交流电。感应电动机5输入从所述变换装置4输出的交流电，将其转换成 轴转矩输出，使车辆加减速。电力蓄积装置6与转换装置3的直流电侧连 接，供给及吸收直流电。数据库保持装置11将运行曲线、坡度及曲线等路线信息、每个车站 的出发时刻及到达时刻、所述电力蓄积装置6的蓄电容量及蓄电特性作为 数据库进行保持。所述数据库保持装置ll对应于行驶路线，将运行曲线、 坡度及曲线等路线信息、每个车站的出发时刻及到达时刻、所述电力蓄积 装置6的蓄电容量及蓄电特性的数据库保持多种模式，对应于行驶路线输 出选择的运行曲线和路线信息等数据Data。再生电力预测装置14根据从所述数据库保持装置11输出的运行曲线 和路线信息等数据Data,输出再生动作时获得的再生电力的预测值AP。能量控制装置15根据从所述再生电力预测装置14输出的再生电力的 预测值AP，确定所述感应发电机2的发电量和从所述电力蓄积装置6供 给的电力的比率。控制装置7输入从所述能量控制装置15输出的所述感应发电机2的 发电量和从所述电力蓄积装置6供给的电力的比率、所述电力蓄积装置6 的内部状态信号Spl，输出相对于所述发动机1的运转指令Se、相对于所 述转换装置3的运转指令Sc、相对于所述变换装置4的运转指令Si。另 外，虽然在此没有图示，不过，还向配置在所述电力蓄积装置6内部的充 放电控制装置输出动作指令Sp2。专利文献1:特开2006—74998号公报专利文献1所述的铁道车辆中，所述电力蓄积装置6的控制只能够根 据所述数据保持装置11保持的数据库进行。从而，为了进行对应于路线 状态的所述电力蓄积装置6的控制，必须将运行曲线、坡度及曲线等路线 信息、车辆的到达时刻及出发时刻、所述能量蓄积装置6的蓄电容量及蓄 电特性这样众多的信息作为数据库进行保持。另外，即使保持了这些数据， 对于由于雨天而造成的空转滑行的产生等无法进行数据库化的路线状态 的变化也不能相对应。
技术实现思路
本专利技术的课题是在具有直流电产生装置和电力蓄积装置、利用了这两 个装置中至少一个产生的电力的铁道车辆的驱动装置中，以更简易的构 成，进行与时刻变化的路线状况对应的电力蓄积装置的蓄电量管理。为了解决所述课题，本专利技术的铁道车辆的驱动装置，根据由车辆的行 驶速度运算的车辆的运动能量和由相对于车辆行驶位置的基准速度信息 运算的基准运动能量的差，预测随着路线状况的变化产生的蓄电量的剩余 量或不足量。根据预测的蓄电量的剩余量或不足量，管理充放电量以使电 力蓄积装置不会过充电和过放电。专利技术效果根据本专利技术，在预测随着路线状况的变化产生的蓄电量的剩余量或不 足量之际采用实际的行驶速度，由此能够对应于无法数据库化的路线状况 的变化。另外，也不需要像专利文献l所述的铁道车辆那样需要大量的数 据库。从而，能够以更简易的构成，进行与时刻变化的路线状况对应的电 力蓄积装置的蓄电量管理。附图说明图1是表示本专利技术的实施例1的铁道车辆的驱动装置的图。图2是表示速度运算装置和行驶位置运算装置的一构成例的图。图3是表示数据库保持装置和耗电预测装置的一构成例的图。图4是表示下坡中运行曲线及行驶速度和蓄电量的关系的图。图5是表示上坡中运行曲线及行驶速度和蓄电量的关系的图。图6是表示本专利技术的蓄电量的目标值的修正方法的图。图7是表示根据本专利技术进行的模拟结果的图。图8是表示本专利技术的实施例2的铁道车辆的驱动装置的图。图9是表示本专利技术的实施例3的铁道车辆的驱动装置的图。图IO是表示现有技术的基本构成的图。图11是表示根据现有技术进行的模拟结果的图。图中，l一发动机，2 —感应发电机，3 —转换装置，4一变换装置，5—感应电动机，6—电力蓄积装置，7—控制装置，8—速度传感器，9一速 度运算装置，IO—行驶位置运算装置，ll一数据库保持装置，12—耗电预 测装置，13-充放电量修正装置，14一再生电力预测装置，15 —能量控制 装置，21—燃料电池，22 —行驶位置运算装置。具体实施例方式以下，关于本专利技术的实施方式参照附图进行说明。 [实施例l]图l表示本专利技术的实施例1的铁道车辆的驱动装置。感应发电机2由发动机1驱动、输出交流电。转换装置3将从所述感应 发电机2输出的交流电转换成直流电。发动机l、感应发电机2和转换装置3 构成直流电压产生装置。变换装置4将从所述转换装置3输出的直流电转换成交流电。感应电动 机5输入从所述变换装置4输出的交流电，将其转换成轴转矩输出，使车辆 加减速。电力蓄积装置6与所述转换装置3的直流电侧连接，供给及吸收直流电。控制装置7输入所述电力蓄积装置6的内部状态信号Spl和从后述的充 放电量修正装置13输出的所述电力蓄积装置6的充放电量的修正量A SOC，输出相对于所述发动机l的运转指令Se、相对于所述转换装置3的运 转指令Sc、相对于所述变换装置4的运转指令Si。所述充放电量的修正值ASOC利用作为用以实现本专利技术的装置的速 度传感器8、速度运算装置9、行驶位置运算装置IO、数据库保持装置ll、 耗电预测装置12、充放电量修正装置13运算，为了进行对应于路线状况的 蓄电管理而预测随着路线状况的变化而产生的蓄电量的剩余量或不足量， 修正所述电力蓄积装置6的充放电量。关于速度传感器8、速度运算装置9、行驶位置运算装置IO、数据库保 持装置ll、耗电预测装置12、充放电量修正装置13后述。另外，虽然在此 没有图示，不过，所述控制装置7还向配置在所述电力蓄积装置6内部的充 放电控制装置输出动作指令Sp2。速度运算装置9输入从检测感应电动机5旋转速度的速度传感器8输出 的旋转速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁道车辆的驱动装置，其特征在于，包括：直流电产生装置、将所述直流电产生装置产生的直流电转换成交流电的变换装置、由所述变换装置驱动的交流电动机、与所述变换装置的直流电侧连接并具有供给及吸收直流电功能的电力蓄积装置，还包括：获得车辆 行驶速度的装置；获得车辆行驶位置的装置；具有相对于车辆行驶位置的基准速度信息和相对于车辆行驶速度的所述电力蓄积装置的基准蓄电量信息的装置；根据所述行驶速度、所述行驶位置、所述基准速度信息、所述基准蓄电量信息操作所述直流电产生装置、所述变换装置和所述电力蓄积装置的控制装置。

【技术特征摘要】
JP 2006-11-24 2006-3173711.一种铁道车辆的驱动装置，其特征在于，包括直流电产生装置、将所述直流电产生装置产生的直流电转换成交流电的变换装置、由所述变换装置驱动的交流电动机、与所述变换装置的直流电侧连接并具有供给及吸收直流电功能的电力蓄积装置，还包括获得车辆行驶速度的装置；获得车辆行驶位置的装置；具有相对于车辆行驶位置的基准速度信息和相对于车辆行驶速度的所述电力蓄积装置的基准蓄电量信息的装置；根据所述行驶速度、所述行驶位置、所述基准速度信息、所述基准蓄电量信息操作所述直流电产生装置、所述变换装置和所述电力蓄积装置的控制装置。2. 根据权利要求1所述的铁道车辆的驱动装置，其特征在于， 所述控制装置根据所述行驶速度、所述行驶位置、所...

【专利技术属性】
技术研发人员：立原周一，儿岛徹郎，岛田基巳，长洲正浩，丰田瑛一，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]