本发明专利技术公开了一种带动力电池车的三动力机车组及可扩展牵引拓扑结构，包括三动力机车和与三动力机车连接的至少一台外挂动力电池车，所述外挂动力电池车可按需配备和重联，所述三动力机车具有受电弓、动力电池和柴油机三种动力源。本发明专利技术车组具有三种动力源，分别适用于不同的运用需求。本发明专利技术车组采用外挂电池方式，以及可扩展的动力总线拓扑结构，理论上可以根据需要，采用调整外挂电池车车载电池量和增加外挂电池车数量的方式，灵活增大可利用的总动力电池容量。的总动力电池容量。的总动力电池容量。
【技术实现步骤摘要】
一种带动力电池车的三动力机车组及可扩展牵引拓扑结构
[0001]本专利技术属于机车
，具体涉及一种带动力电池车的三动力机车组及可扩展牵引拓扑结构。
技术介绍
[0002]我国有多条世界独有的多隧道大坡道高原铁路，如青藏铁路，川藏铁路等，其最长单个隧道已达数十公里以上，限制坡道已达普通铁路限制坡道的三倍。其线路上事故情况下的救援问题是一直困扰行业的难题，特别是在接触网故障条件下大坡道长隧道内的救援，目前尚无绝对安全的救援预案，面临的主要问题有:当前救援热备机车多为本务机车同型，缺少专门针对特定线路和环境条件开发的救援机车或机车组；隧道内采用柴油机牵引会威胁司乘人员和旅客人身安全；依靠车载动力电池牵引的话可牵引距离有限，无法完成全隧道电池牵引；救援大负载列车在上坡时牵引力不足；救援制动失效后的大负载列车在下坡时制动力不足；如果针对以上问题，采用配备多台机车长期热备来应对，又存在经济性不好，利用率不高的问题。
[0003]现有技术多为柴油机或受电弓单动力机车，亦或是柴油机
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动力电池混合动力机车，柴油机机车不适用于长大隧道内这种不宜使用柴油机的污染物敏感区域，带受电弓的电力机车在接触网故障时无法使用，故现有技术均无法满足接触网无电情况下的长大隧道内的救援和牵引。
[0004]混合动力机车为车载柴油机加车载动力电池，不能有效利用铁路接触网。并且受限于机车重量和空间，所装车载动力电池容量较小，无法支撑长时间纯电池牵引使用，如接触网故障条件下的长隧道内的纯电救援。
[0005]另外，目前机车所具有的动轴基本都为4
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6根，黏着重量有限，所能提供的牵引力有限，难以满足大坡道条件下大负载列车牵引或救援时的起动和牵引需求；同时，其能提供的制动力有限，在被救援列车制动系统失效的情况下，难以满足大坡道条件下大负载列车牵引和救援时的行车安全和坡道停车。目前要解决大坡道条件下大负载列车的牵引和救援，只有靠增加救援机车实现。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于，为克服现有技术缺陷，提供了一种带动力电池车的三动力机车组及可扩展牵引拓扑结构。
[0007]本专利技术目的通过下述技术方案来实现：一种带动力电池车的三动力机车组及可扩展牵引拓扑结构，包括三动力机车和与三动力机车连接的至少一台外挂动力电池车，所述外挂动力电池车可按需配备和重联，所述三动力机车具有受电弓、动力电池和柴油机三种动力源。
[0008]进一步地：所述外挂动力电池车自带牵引逆变系统和牵引电机，所述牵引逆变系统和牵引电机的控制信号由三动力机车重联提供，通过增加4
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6根牵引驱动轴，提供额外的
牵引力，满足大坡道条件下大负载列车的起动和牵引需求。
[0009]进一步地：所述外挂动力电池车自带列车制动系统，通过增加4
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6根制动轴，在被救援列车制动系统失效的情况下，提供额外的制动力，能够满足大坡道条件下大负载列车的行车安全和坡道停车需求。
[0010]进一步地：所述三动力机车和外挂动力电池车的连接方式为可扩展直流总线牵引拓扑结构。
[0011]进一步地：所述三动力机车包括受电弓、变压器、柴油发电机组、主断路器、整流器、蓄电池E1、逆变器D1
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D6和电机M1
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M6，所述受电弓通过主断路器与变压器的1端连接，所述变压器的2端连接到地，所述变压器的3端通过开关K1与整流器的1端连接，所述柴油发电机组通过开关K2与整流器的2端连接，所述整流器的3端、开关K3的一端、逆变器D1的1端、逆变器D2的1端、逆变器D3的1端、逆变器D4的1端、逆变器D5的1端、逆变器D6的1端均连接到直流总线，所述整流器的4端、开关K4的一端、逆变器D1的2端、逆变器D2的2端、逆变器D3的2端、逆变器D4的2端、逆变器D5的2端、逆变器D6的2端均连接到直流总线，所述开关K3的另一端和开关K4的另一端均连接蓄电池E1，所述逆变器D1的3端连接电机M1，所述逆变器D2的3端连接电机M2，所述逆变器D3的3端连接电机M3，所述逆变器D4的3端连接电机M4，所述逆变器D5的3端连接电机M5，所述逆变器D6的3端连接电机M6。
[0012]进一步地：所述蓄电池E1为小容量动力电池。
[0013]进一步地：所述外挂动力电池车包括蓄电池E2、逆变器D7
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D10和电机M7
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M10，所述蓄电池E2的一端通过开关K5分别与直流总线、逆变器E7的1端、逆变器E8的1端、逆变器E9的1端和逆变器E10的1端连接，所述蓄电池E2的另一端通过开关K6分别与直流总线、逆变器E7的2端、逆变器E8的2端、逆变器E9的2端和逆变器E10的2端连接，所述逆变器D7的3端连接电机M7，所述逆变器D8的3端连接电机M8，所述逆变器D9的3端连接电机M9，所述逆变器D10的3端连接电机M10。
[0014]进一步地：所述蓄电池E2为大容量动力电池。
[0015]前述本专利技术主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本专利技术可采用并要求保护的方案。本领域技术人员在了解本专利技术方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本专利技术所要保护的技术方案，在此不做穷举。
[0016]本专利技术的有益效果：
[0017]a)本专利技术车组具有三种动力源，分别适用于不同的运用需求。
[0018]b)本专利技术车组采用外挂电池方式，以及可扩展的动力总线拓扑结构，理论上可以根据需要，采用调整外挂电池车车载电池量和增加外挂电池车数量的方式，灵活增大可利用的总动力电池容量。
[0019]c)本专利技术车组作为热备救援机车使用，在接触网失电时，其重联的大容量动力电池能够满足长大隧道内的无排放救援牵引需求。
[0020]d)本专利技术车组作为热备救援机车使用时，能够有效利用其重联的大容量动力电池车的黏着重量，其动轴能提供额外的牵引力和制动力，满足大坡道大负荷牵引，以及被救援机车制动系统失效仅能依靠机车制动等极限工况的使用要求。
[0021]e)救援机车热备站点一般的调车作业任务相对于专门的编组站来说调车作业较小，但是又必不可少，车组中的三动力机车可以单台单独承担站场临时的调车作业任务和
电力牵引任务，得到充分利用。动力电池车配置简单，成本较低，减轻设备购置经济压力。
[0022]f)本专利技术三动力机车车载动力电池在日常作业使用到一定程度后，可以和外挂动力电池车上的动力电池轮流整体互换，提高动力电池的利用程度。
[0023]g)本专利技术外挂动力电池车所配备的设备，可以作为三动力机车的备品备件替换使用，减轻维保备件压力。
附图说明
[0024]图1是本专利技术结构图；
[0025]图2是本专利技术中可扩展直流总线牵引拓扑结构图。
具体实施方式
[0026]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种带动力电池车的三动力机车组及可扩展牵引拓扑结构，其特征在于，包括三动力机车和与三动力机车连接的至少一台外挂动力电池车，所述外挂动力电池车可按需配备和重联，所述三动力机车具有受电弓、动力电池和柴油机三种动力源。2.根据权利要求1所述的带动力电池车的三动力机车组及可扩展牵引拓扑结构，其特征在于，所述外挂动力电池车自带牵引逆变系统和牵引电机，所述牵引逆变系统和牵引电机的控制信号由三动力机车重联提供，通过增加4
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6根牵引驱动轴，提供额外的牵引力，满足大坡道条件下大负载列车的起动和牵引需求。3.根据权利要求1所述的带动力电池车的三动力机车组及可扩展牵引拓扑结构，其特征在于，所述外挂动力电池车自带列车制动系统，通过增加4
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6根制动轴，在被救援列车制动系统失效的情况下，提供额外的制动力，能够满足大坡道条件下大负载列车的行车安全和坡道停车需求。4.根据权利要求1所述的带动力电池车的三动力机车组及可扩展牵引拓扑结构，其特征在于，所述三动力机车和外挂动力电池车的连接方式为可扩展直流总线牵引拓扑结构。5.根据权利要求1所述的带动力电池车的三动力机车组及可扩展牵引拓扑结构，其特征在于，所述三动力机车包括受电弓、变压器、柴油发电机组、主断路器、整流器、蓄电池E1、逆变器D1
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D6和电机M1
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M6，所述受电弓通过主断路器与变压器的1端连接，所述变压器的2端连接到地，所述变压器的3端通过开关K1与整流器的1端连接，所述柴油发电机组通过开关K2与整流器的2端连接，所述整流器的3端、开关K3的...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭力，朱兵，王平华，何国福，张斌，
申请(专利权)人：中车资阳机车有限公司，
类型：发明
国别省市：
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