【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于轨道交通动车组制动，具体涉及一种可满足高速动车组使用的全电驱摩擦制动系统。
技术介绍
1、随着轨道车辆电气化和电子化的发展要求，制动系统需加深电气化程度，加快系统智能化进程，实现从满足功能、提升性能到最终全电气、智能化的突破。全电驱摩擦制动相比于传统空气制动系统，具有依靠控制器即可驱动制动单元，省去了复杂的气路、阀类；控制精度更加准确；响应时间更快等优点，可以更好的适应轨道车辆全电气化和智能化要求。
2、在汽车和航空领域均开展了全电驱制动系统研究，其中汽车领域已实现了全电驱摩擦制动系统与液压制动混装应用的尝试，以此提高系统安全性。航空领域基于多片式结构，开发了盘盘全电驱制动系统并实现了在无人机上的应用。在轨道交通领域国内外均开展了全电驱摩擦制动系统的研究，但是目前仅局限在低速运营的城轨车辆上，在高速动车组领域鲜有研究，高速动车组因其运营速度高，制动系统失效后带来的安全风险大的特点，对制动系统安全性设计及冗余备份设计有很高的要求。
技术实现思路
1、针对相关技术中的问题，本专利技术提出动车组全电驱摩擦制动系统，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
2、为此，本专利技术采用的具体技术方案如下：动车组全电驱摩擦制动系统，包括用于输出制动力的电驱摩擦装置和控制所述电驱摩擦装置的制动控制装置，所述制动控制装置与贯穿全车的列车网络和车辆硬线连接，所述电驱摩擦装置具有：
3、-驱动单元，与制动控制装置通信，用于接收制动控制装置的指令，向制动电
4、-制动电机，接收驱动单元的驱动信号，并根据驱动信号动作输出所需力矩；
5、-传动机构，与制动电机的输出端连接，用于将制动电机的输出力传递至制动力执行机构；
6、-制动力执行机构，受传动机构驱动，用于输出制动力或实施制动缓解；
7、-储能弹簧，具有将传动机构推向制动方向的趋势以实施紧急制动，并且可被传动机构反向推回至储能位；
8、-锁止单元，连接车辆紧急制动硬线并接收驱动单元的控制信号，用于对储能弹簧进行锁止或释放；
9、当车辆紧急制动硬线失电且制动控制装置存在故障时，锁止单元释放储能弹簧，所述电驱摩擦装置实施紧急制动；当车辆紧急制动硬线有电、制动控制装置无故障且储能弹簧处于储能位时，锁止单元将储能弹簧锁止，使储能弹簧与传动机构之间不产生作用力。
10、进一步的，当车辆紧急制动硬线失电且制动控制装置正常时，制动控制装置通过驱动单元驱动制动电机动作，输出紧急制动所需制动力。
11、更进一步的，所述制动控制装置具有相互通信的电子制动控制单元和备用电源装置，所述电子制动控制单元和备用电源装置接入列车供电线路，备用电源装置用于给电子制动控制单元提供备用电；在车辆供电正常时，车辆低压供电系统向电子制动控制单元供电，同时车辆低压供电系统向所述备用电源装置供电，在车辆低压供电异常时，备用电源装置向制动系统供电。
12、此外，本专利技术还要求保护一种列车制动控制方法，其特征在于：基于上述动车组全电驱摩擦制动系统实现，所述制动控制装置根据车辆硬线和列车网络的控制信号计算制动力需求，并在全列范围内进行制动力分配，优先利用再生制动力，再生制动力不足时使用摩擦制动力，并将与制动力需求对应的制动指令传递给驱动单元，驱动单元驱动制动电机运转，传动机构将制动电机的输出力传递至制动力执行机构，由制动力执行机构执行制动动作；需要制动力缓解时，制动控制装置向驱动单元发送与制动缓解相关的指令，驱动电机反转从而通过传动机构使制动力执行机构复位或减少制动力。
13、进一步的，所述制动控制装置在单个电驱摩擦制动装置故障或某车的电驱摩擦制动装置故障时，将各电驱摩擦装置的制动力需求在整列范围内重新分配，以保证车辆所需制动力。
14、更进一步的，当车辆紧急制动硬线失电时且制动控制装置正常时，制动控制装置向驱动单元发送紧急制动相关的控制指令，驱动单元本身根据紧急制动硬线冗余计算控制需求，与制动控制装置输入的控制指令表决后取大输出，驱动单元驱动制动电机动作，依次通过传动机构、制动力执行机构执行紧急制动；
15、当车辆紧急制动硬线失电且制动控制装置存在故障时，驱动单元向锁止单元发送释放弹簧的控制指令或驱动单元向锁止单元发送的锁止弹簧控制指令失电，锁止单元执行释放储能弹簧的动作，储能弹簧的弹簧力作用于传动机构，驱使制动力执行机构动作，产生摩擦紧急制动停车；
16、当车辆紧急制动硬线得电且制动控制装置正常时，制动控制装置向驱动单元发送复位相关的指令，驱动单元驱动制动电机反转，执行紧急制动缓解，同时传动机构将储能弹簧反向推回至储能位，当驱动单元检测到电机完成复位时，向锁止单元输出锁止相关的控制指令，锁止单元执行锁止操作，将储能弹簧进行锁止并保持在储能位。
17、本专利技术制动控制装置中的电子制动控制单元接收车辆硬线和网络信号控制驱动单元产生驱动信号驱动制动电机转动经传动机构将电机旋转运动转化为直线运动驱动夹钳杆动作将闸片贴紧车轮制动盘产生摩擦制动停车。锁止单元在车辆紧急制动硬线失电和电子制动控制单元异常时，释放储能弹簧作用于传动机构，产生备份摩擦制动，极大提升系统制动安全性。备用电源在车辆供电异常时，向本车供电，在其他车辆制动系统供电完全异常时，向其他车供电，极大提升车辆供电异常时的制动能量供给安全性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种动车组全电驱摩擦制动系统，包括用于输出制动力的电驱摩擦装置和控制所述电驱摩擦装置的制动控制装置，所述制动控制装置与贯穿全车的列车网络和车辆硬线连接，所述电驱摩擦装置具有：
2.根据权利要求1所述的动车组全电驱摩擦制动系统，其特征在于，所述制动力执行机构为夹钳杆或制动踏面。
3.根据权利要求1所述的动车组全电驱摩擦制动系统，其特征在于，位于同列车的多个电驱摩擦装置的驱动单元之间通过内网和硬线通信。
4.根据权利要求1所述的动车组全电驱摩擦制动系统，其特征在于，当车辆紧急制动硬线失电且制动控制装置正常时，制动控制装置通过驱动单元驱动制动电机动作，输出紧急制动所需制动力。
5.根据权利要求1所述的动车组全电驱摩擦制动系统，其特征在于，所述制动控制装置具有相互通信的电子制动控制单元和备用电源装置，所述电子制动控制单元和备用电源装置接入列车供电线路，备用电源装置用于给电子制动控制单元提供备用电；在车辆供电正常时，车辆低压供电系统向电子制动控制单元供电，同时车辆低压供电系统向所述备用电源装置供电，在车辆低压供电异常时，备用电源装置向制动
6.根据权利要求5所述的动车组全电驱摩擦制动系统，其特征在于：所述备用电源装置具有满足车辆3次紧急制动所需电量需求，以保证制动系统用电安全。
7.根据权利要求5所述的动车组全电驱摩擦制动系统，其特征在于，所有制动控制装置的备用电源装置通过贯穿列车的备用电源并联电路相连，在单个或多个制动控制装置的备用电源装置异常时，由其他正常的备用电源装置通过备用电源并联电路向备用电源故障的制动控制装置供电。
8.一种列车制动控制方法，其特征在于：基于权利要求1至7任一项所述动车组全电驱摩擦制动系统实现，所述制动控制装置根据车辆硬线和列车网络的控制信号计算制动力需求，并在全列范围内进行制动力分配，优先利用再生制动力，再生制动力不足时使用摩擦制动力，并将与制动力需求对应的制动指令传递给驱动单元，驱动单元驱动制动电机运转，传动机构将制动电机的输出力传递至制动力执行机构，由制动力执行机构执行制动动作；需要制动力缓解时，制动控制装置向驱动单元发送与制动缓解相关的指令，驱动电机反转从而通过传动机构使制动力执行机构复位或减少制动力。
9.根据权利要求8所述的列车制动控制方法，其特征在于，所述制动控制装置在单个电驱摩擦制动装置故障或某车的电驱摩擦制动装置故障时，将各电驱摩擦装置的制动力需求在整列范围内重新分配，以保证车辆所需制动力。
10.根据权利要求9所述的列车制动控制方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种动车组全电驱摩擦制动系统，包括用于输出制动力的电驱摩擦装置和控制所述电驱摩擦装置的制动控制装置，所述制动控制装置与贯穿全车的列车网络和车辆硬线连接，所述电驱摩擦装置具有：
2.根据权利要求1所述的动车组全电驱摩擦制动系统，其特征在于，所述制动力执行机构为夹钳杆或制动踏面。
3.根据权利要求1所述的动车组全电驱摩擦制动系统，其特征在于，位于同列车的多个电驱摩擦装置的驱动单元之间通过内网和硬线通信。
4.根据权利要求1所述的动车组全电驱摩擦制动系统，其特征在于，当车辆紧急制动硬线失电且制动控制装置正常时，制动控制装置通过驱动单元驱动制动电机动作，输出紧急制动所需制动力。
5.根据权利要求1所述的动车组全电驱摩擦制动系统，其特征在于，所述制动控制装置具有相互通信的电子制动控制单元和备用电源装置，所述电子制动控制单元和备用电源装置接入列车供电线路，备用电源装置用于给电子制动控制单元提供备用电；在车辆供电正常时，车辆低压供电系统向电子制动控制单元供电，同时车辆低压供电系统向所述备用电源装置供电，在车辆低压供电异常时，备用电源装置向制动系统供电。
6.根据权利要求5所述的动车组全电驱摩擦制动系统，其特征在于：所述备用电源装置具有满足车辆3次紧急制动所...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨俊，舒浩然，刘寅虎，杨磊，牛瑞，臧传相，孙国斌，汪枫，
申请(专利权)人：中国国家铁路集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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