机车推进系统技术方案

一种机车平台上的机车推进系统，包括牵引电动机、推进蓄电装置、辅助蓄电装置和控制器。推进蓄电装置通过推进电路电连接至牵引电动机，并且辅助蓄电装置通过辅助电路电连接至牵引电动机。控制器被配置为在高需求时段指示辅助蓄电装置通过辅助电路向牵引电动机供应电流，以为牵引电动机供电。在高需求时段结束时，控制器被配置为控制辅助电路停止从辅助蓄电装置传导电流并且指示推进蓄电装置通过推进电路向牵引电动机供应电流，为牵引电动机供电。

Locomotive propulsion system

【技术实现步骤摘要】
机车推进系统
本文描述的主题的实施例涉及机车推进系统，例如能够为机车提供动力以沿着路线推进机车的系统。
技术介绍
一些机车开始利用例如电池等蓄电电源来提供推进机车的能量，代替或补充燃料动力发动机。相较于柴油发动机和其他燃料动力发动机，蓄电电源可以更高效、更可靠、更安静和/或产生更少的排放。例如，一些机车可以包括蓄电装置，例如锂离子电池，其向一个或多个交流(AC)牵引电动机提供电流。牵引电动机将电流转换成机械能，用于使机车的车轮和/或车轴旋转。然而，依靠单一类型的蓄电装置来为机车的所有牵引负载和需求供电可能会对蓄电装置施加应力(stress)，从而降低了蓄电装置的效率和/或工作寿命。例如，在行程过程中的某些高需求的情况，例如机车从静止位置启动、加速、沿斜坡驾驶等，与诸如巡航、制动和沿下坡行驶的其它情况相比，可能会在蓄电装置上施加更大的负载。例如，对于重量超过数千吨的大型货运列车，在这种高需求的情况下存在的大惯性力会导致从蓄电装置汲取大量电流。在这种高需求的情况下提供电流以满足大的需求可能会显著的耗尽蓄电装置内的电流供应，降低操作效率并减小再充电之前的可用行程范围。此外，在高需求情况下施加在蓄电装置上的应力和产生的热量可能会使蓄电装置和/或相关部件劣化，从而在更换之前减少这些部件的使用寿命。
技术实现思路
在至少一个实施例中，提供了一种机车推进系统，其包括机车平台、多个车轴和车轮、牵引电动机、锂离子蓄电装置、辅助蓄电装置和控制器。所述车轴和车轮可操作地连接到所述平台。所述牵引电动机连接至所述平台并可操作地连接到至少一个所述车轴上。所述锂离子蓄电装置通过推进电路电连接到所述牵引电动机。所述锂离子蓄电装置被配置成为所述牵引电动机提供电力，以提供沿轨道推进所述机车的牵引力。所述辅助蓄电装置通过辅助电路电连接到所述牵引电动机。所述辅助蓄电装置与所述锂离子蓄电装置是不同类型的蓄电装置。所述控制器具有一个或多个处理器，并可操作地连接到所述推进电路和所述辅助电路。所述控制器被配置为在高需求时段指示所述辅助蓄电装置通过所述辅助电路提供电流至所述牵引电动机，以为所述牵引电动机提供电力。在高需求时段结束时，所述控制器被配置为控制所述辅助电路以停止从所述辅助蓄电装置传导电流，并指示所述锂离子蓄电装置通过所述推进电路提供电流至所述牵引电动机以为所述牵引电动机提供电力。所述辅助蓄电装置比所述锂离子蓄电装置充电和放电更快，并且所述锂离子蓄电装置具有比所述辅助蓄电装置更大的储能容量。在至少一个实施例中，提供了一种机车推进系统，其包括机车平台、多个车轴和车轮、牵引电动机、推进蓄电装置、辅助蓄电装置和控制器。所述车轴和车轮可操作地连接到所述平台。所述牵引电动机连接至所述平台并可操作地连接到至少一个所述车轴上。所述推进蓄电装置通过推进电路电连接到所述牵引电动机，并且配置成为所述牵引电动机提供电力，以提供沿着轨道推进所述机车的牵引力。所述辅助蓄电装置通过辅助电路电连接到所述牵引电动机。所述辅助蓄电装置与所述推进蓄电装置是不同类型的蓄电装置。所述控制器可操作地连接到所述推进电路和所述辅助电路。所述控制器配置成在高需求时段指示所述辅助蓄电装置通过所述辅助电路提供电流至所述牵引电动机，以为所述牵引电动机提供电力。在高需求时段结束时，所述控制器被配置为控制所述辅助电路以停止从所述辅助蓄电装置传导电流，并指示所述推进蓄电装置通过所述推进电路提供电流至所述牵引电动机，以为所述牵引电动机提供电力。在至少一个实施例中，所述辅助蓄电装置比所述推进蓄电装置充电和放电更快，并且所述推进蓄电装置具有比所述辅助蓄电装置更大的储能容量。附图说明参考附图，通过阅读以下对非限制性实施例的描述，将更好地理解本文描述的主题，其中：图1示出了根据一实施例的沿路线行进的机车或其他车辆系统的示意图；图2示出了根据一实施例的图1所示车辆系统的推进力生成车辆(propulsion-generatingvehicle)的示意图；图3示出了根据一实施例的在行程期间推进力生成车辆的每个推进蓄电装置(PESD)和辅助蓄电装置(AESD)内的可用能量供应随时间变化的曲线图；图4示出了根据一实施例的在推进力生成车辆的行程期间所需的推进蓄电装置和辅助蓄电装置的电负载随时间变化的曲线图；和图5是用于在行程期间沿路线为推进力生成车辆提供动力的方法的一实施例的流程图。具体实施方式本文描述的专利技术主题的一个或多个实施例提供了为机车或其他车辆系统的推进提供动力的系统和方法。机车包括多种不同类型的蓄电装置，该蓄电装置存储电流以用于推进车辆系统。例如，从多种不同类型的蓄电装置中的每个提供电流为一个或多个牵引电动机提供电力，以产生牵引力。其中一个蓄电装置可以是主要或首要设备，用于在机车或其他车辆系统的大部分行程期间为一个或多个牵引电动机提供电力。蓄电装置中的另一个可以是辅助或次要设备，用于在机车或其他车辆系统的少数行程期间为一个或多个牵引电动机提供电力。辅助蓄电装置可以特别用于节省存储在主蓄电装置内的电流供应，以提高主蓄电装置的效率、减少施加在主蓄电装置上的应力、增加主蓄电装置的工作寿命、和/或增加机车或其他车辆系统在充电之间的可用行程范围。本文描述的系统和方法可用于控制各种类型的车辆系统，例如火车、汽车(例如，自动驾驶的汽车和卡车)、非公路用车、船舶等。由本文描述的系统和方法控制的每个车辆系统可以仅包括单个车辆或多个车辆。在具有多个车辆的车辆系统中，车辆可以机械地和/或逻辑地(logically)连接在一起，以沿路线一起移动。图1示出了根据一实施例的沿路线102行进的车辆系统100的示意图。车辆系统100包括沿路线102一起行进的多个车辆106、108。车辆106代表推进力生成车辆，其可以产生推进力以沿路线102推进车辆系统100。所示实施例中的车辆系统100具有三个推进力生成车辆106A、106B、106C，其可以代表一个组。车辆108代表非推进力生成车辆，其不能产生推进力以沿路线102推进车辆系统100。非推进力生成车辆108可用于运载货物和/或乘客。非推进力生成车辆108可以是由推进力生成车辆106沿路线102推进的轨道车辆、拖车或其他车辆单元，推进力生成车辆106可以代表机车、牵引车等。在所示实施例中，车辆系统100是包括多个机车106和多个被动的轨道车108的列车，该多个被动轨道车108由机车106沿代表路线102的轨道牵引。每个机车106的重量可超过100吨(例如，200,000磅)。虽然在所示实施例中示出了三个机车106和三个轨道车108，但是列车100可以具有不同数量和/或布置的机车106和轨道车108。例如，列车100可以是运送货物的货运列车，并且可以包括数百个轨道车108。列车100可具有超过1,000吨的组合或集合的重量。在可选实施例中，车辆系统100可以是牵引拖车，其包括牵引一个或多个被动拖车108的牵引车106。在其他实施例中，车辆系统100可以是或包括非公路用车(例如矿用卡车)、船舶、汽车等本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机车推进系统，包括：/n机车平台；/n多个轮轴和车轮，可操作地连接至所述平台；/n牵引电动机，其连接至所述平台并可操作地连接到至少一个所述轮轴；/n锂离子蓄电装置，其通过推进电路电连接至所述牵引电动机，所述锂离子蓄电装置被配置成为所述牵引电动机提供电力，以提供沿轨道推进所述机车的牵引力；/n辅助蓄电装置，通过辅助电路与所述牵引电动机电连接，所述辅助蓄电装置是与所述锂离子蓄电装置不同类型的蓄电装置；和/n控制器，具有一个或多个处理器并且可操作地连接至所述推进电路和所述辅助电路，其中，所述控制器被配置为在高需求时段指示所述辅助蓄电装置通过所述辅助电路向所述牵引电动机供应电流，以为所述牵引电动机提供电力，其中，在所述高需求时段结束时，所述控制器被配置为控制所述辅助电路停止从所述辅助蓄电装置传导电流，并指示所述锂离子蓄电装置通过所述推进电路向所述牵引电动机供应电流，以为所述牵引电动机提供电力，/n其中，所述辅助蓄电装置比所述锂离子蓄电装置更快地充电和放电，并且所述锂离子蓄电装置具有比所述辅助蓄电装置更大的储能容量。/n

【技术特征摘要】
20180731 US 16/050,3611.一种机车推进系统，包括：
机车平台；
多个轮轴和车轮，可操作地连接至所述平台；
牵引电动机，其连接至所述平台并可操作地连接到至少一个所述轮轴；
锂离子蓄电装置，其通过推进电路电连接至所述牵引电动机，所述锂离子蓄电装置被配置成为所述牵引电动机提供电力，以提供沿轨道推进所述机车的牵引力；
辅助蓄电装置，通过辅助电路与所述牵引电动机电连接，所述辅助蓄电装置是与所述锂离子蓄电装置不同类型的蓄电装置；和
控制器，具有一个或多个处理器并且可操作地连接至所述推进电路和所述辅助电路，其中，所述控制器被配置为在高需求时段指示所述辅助蓄电装置通过所述辅助电路向所述牵引电动机供应电流，以为所述牵引电动机提供电力，其中，在所述高需求时段结束时，所述控制器被配置为控制所述辅助电路停止从所述辅助蓄电装置传导电流，并指示所述锂离子蓄电装置通过所述推进电路向所述牵引电动机供应电流，以为所述牵引电动机提供电力，
其中，所述辅助蓄电装置比所述锂离子蓄电装置更快地充电和放电，并且所述锂离子蓄电装置具有比所述辅助蓄电装置更大的储能容量。


2.根据权利要求1所述的机车推进系统，其中，所述辅助蓄电装置包括超级电容器。


3.一种机车推进系统，包括：
机车平台；
多个轮轴和车轮，可操作地连接至所述平台；
牵引电动机，其连接至所述平台并可操作地连接到至少一个所述轮轴；
推进蓄电装置，其通过推进电路电连接至所述牵引电动机，所述推进蓄电装置被配置成为所述牵引电动机提供电力，以提供沿轨道推进所述机车的牵引力；
辅助蓄电装置，其通过辅助电路电连接至所述牵引电动机，所述辅助蓄电装置是与所述推进蓄电装置不同类型的蓄电装置；和
控制器，具有一个或多个处理器并且可操作地连接至所述推进电路和所述辅助电路，其中，所述控制器被配置为在高需求时段指示所述辅助蓄电装置通过所述辅助电路向所述牵引电动机供应电流，以为所述牵引电动机提供电力，其中，在所述高需求时段结束时，所述控制器被配置为控制所述辅助电路停止从所述辅助蓄电装置传导电流，并指示所述推进蓄电装置通过所述推进电路向所述牵引电动机供应电流，以为所述牵引电动机提供电力。


4.根据权利要求3所述的机车推进系统，其中，所述辅助蓄电装置比所述推进蓄电装置更快地充电和放电。


5.根据权利要求3所述的机车推进系统，其中，所述推进蓄电装置具有比所述辅助蓄电装置更大的储能容量。


6.根据权利要求3所述的机车推进系统，其中，所述辅助蓄电装置包括超级电容器。


7.根据权利要求3所述的机车推进系统，其中，所述推进蓄电装置包括锂电池单元。


8.根据权利要求3所述的机车推进系统，其中，所述高需求时段发生在所述机车从静止位置开始移动期间。


9.根据权利要求3所述的机车推进系统，其中，所述控制器可操作地连接至所述辅助电路上的接触器，所述控制器被配置为将所述接触器切换至闭合状态，以通过所述辅助电路从所述辅助蓄电装置向所述牵引电动机供应电流，并且被配置为将所述接触器切换至打开状态以停止从所述辅助蓄电装置传导电流。

【专利技术属性】
技术研发人员：J·T·蒙蒂奥内，
申请(专利权)人：通用电气全球采购有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US