一种可高效能量回收的储能电驱动系统的制作方法

本实用新型涉及牵引车行业工业领域，更具体涉及一种可高效能量回收的储能电驱动系统。

背景技术：

牵引车就是车头和车箱之间是用工具牵引的一般的大型货车或半挂车，也就是该车车头可以脱离原来的车箱而牵引其它的车箱，而车箱也可以脱离原车头被其它的车头所牵引。前面有驱动能力的车头叫牵引车，后面没有牵引驱动能力的车叫挂车，挂车是被牵引车拖着走的。牵引车和挂车的连接方式有两种：第一种是挂车的前面一半搭在牵引车后段上面的牵引鞍座上，牵引车后面的桥承受挂车的一部分重量，这就是半挂；第二种是挂车的前端连在牵引车的后端，牵引车只提供向前的拉力，拖着挂车走，但不承受挂车的向下的重量，这就是全挂。

目前我过大部分牵引车都是采用燃油液压动力驱动，此种动力驱动方式噪声大、能量使用效率低还有废气排放问题；有一些是采用电动方式，但是充电时间长，能量利用效率低，在使用过程中不便捷。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术的牵引车采用燃油液压动力驱动方式噪声大、能量使用效率低、废气排放的问题以及采用电动方式充电时间长，能量利用效率低的问题。

本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种可高效能量回收的储能电驱动系统，包括电池组、电容组、第一双向功率变换器、第二双向功率变换器、充电功率变换器、总控制器、第一行走电机驱动器、第二行走电机驱动器以及直线作动器驱动器，所述电池组总负极接地，总正极与第一双向功率变换器的一端连接，所述电容组总负极接地，总正极与第二双向变换器的一端连接，所述充电功率变换器的输入端端通过整流模块与充电接口相接，输出端与所述第一双向功率变换器以及第二双向功率变换器的另一端连接，所述第一双向功率变换器、第二双向功率变换器以及充电功率变换器的通讯接口均与所述总控制器连接，所述总控制器与第一行走电机驱动器、第二行走电机驱动器以及直线作动器驱动器连接，且所述总控制器设有操纵接口，所述第一双向功率变换器和第二双向功率变换器的另一端以及充电功率变换器的输出端分别与第一行走电机驱动器、第二行走电机驱动器以及直线作动器驱动器的一端连接。

优选的，所述直线作动器驱动器的另一端连接行走直线作动器和夹持直线作动器，所述第一行走电机驱动器和第二行走电机驱动器的另一端分别连接第一行走电机和第二行走电机，所述行走直线作动器和夹持直线作动器均通过霍尔限位传感器与所述总控制器的通讯接口相接，所述自由被动轮、第一行走电机以及第二行走电机均通过霍尔转速传感器与所述总控制器的通讯接口相接。

优选的，所述第一双向功率变换器、第二双向功率变换器、充电功率变换器、第一行走电机驱动器、第二行走电机驱动器以及直线作动器驱动器均接地。

优选的，所述电池组包括若干个串联连接的电池，串联以后的总正极与第一双向功率变换器的一端连接，串联以后的总负极接地。

优选的，每个所述电池的额定电压为3.2V。

优选的，所述电池组包括16个串联连接的电池。

优选的，所述电容组有若干列，每列所述电容组包括若干个串联的电容，每列所述电容组的电容与相邻列的同一位置的电容并联；每列所述电容组的总正极均与所述第二双向功率变换器的一端相连，每列所述电容组的总负极均接地。

优选的，所述电容组有4列，每列所述电容组包括20个串联的电容。

优选的，每个所述电容的电容值为3500F，额定电压3V。

优选的，还包括保险丝，所述电池组的总正极通过保险丝与第一双向功率变换器的一端连接，所述电容组的总正极通过保险丝与所述第二双向功率变换器的一端相连，所述充电功率变换器的输入端通过整流模块以及保险丝与充电接口相接，输出端通过保险丝与所述第一双向功率变换器和第二双向功率变换器的另一端连接，所述第一双向功率变换器和第二双向功率变换器的另一端以及充电功率变换器的输出端分别通过保险丝与第一行走电机驱动器、第二行走电机驱动器以及直线作动器驱动器的一端连接，所述直线作动器驱动器的另一端通过保险丝连接行走直线作动器和夹持直线作动器。

本实用新型相比现有技术具有以下优点：

(1)本实用新型使用可以超快速充电、循环寿命达50万次的电容组作为主工作储能电源，然后使用大容量的电池组作为超长工况下的备用储能电源。两种储能电源通过双向功率变换器进行能量切换，为全电牵引车提供能源，在牵引车辆减速或者制动时制动器件可以把行走电机的制动能量还回电容组，以提高能量使用效率，并且可以增加存储能量的累计工作时间。

(2)充电功率变换器将整流模块输出的直流变换为48V总线电压，然后可以通过双向功率变换器为超级电容组和电池组进行快速充电。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实用新型描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例所公开的一种可高效能量回收的储能电驱动系统的电路原理图。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，一种可高效能量回收的储能电驱动系统，包括电池组1、电容组2、第一双向功率变换器3、第二双向功率变换器4、充电功率变换器5、总控制器6、第一行走电机驱动器7、第二行走电机驱动器8、直线作动器驱动器9、整流模块10、充电接口11、操纵接口12、行走直线作动器13、夹持直线作动器14、第一行走电机15、第二行走电机16、霍尔限位传感器17、霍尔转速传感器18、自由被动轮19和保险丝20。

所述电池组1包括16个串联连接的电池101，每个电池101的额定电压为3.2V，串联以后的总正极通过保险丝20与第一双向功率变换器3的一端连接，串联以后的总负极接地。

所述电容组2有4列，每列所述电容组2包括20个串联的电容201，每个所述电容201的电容值为3500F，额定电压3V；每列电容组2的电容201与相邻列的同一位置的电容201并联；所述每列电容组2的总正极通过保险丝20与所述第二双向功率变换器4的一端相连。

所述充电功率变换器5的输入端通过整流模块10以及保险丝20与充电接口11相接，输出端通过保险丝20与所述第一双向功率变换器3以及第二双向功率变换器4的另一端连接，所述第一双向功率变换器3、第二双向功率变换器4以及充电功率变换器5的通讯接口均与所述总控制器6连接，所述总控制器6为AVR单片机，所述总控制器6与第一行走电机驱动器7、第二行走电机驱动器8以及直线作动器驱动器9连接，且所述总控制器6设有操纵接口12，所述第一双向功率变换器3和第二双向功率变换器4的另一端以及充电功率变换器5的输出端分别通过保险丝20与第一行走电机驱动器7、第二行走电机驱动器8以及直线作动器驱动器9的一端连接。

所述直线作动器驱动器9的另一端通过保险丝20连接行走直线作动器13和夹持直线作动器14，所述第一行走电机驱动器7和第二行走电机驱动器8的另一端分别连接第一行走电机15和第二行走电机16，所述行走直线作动器13和夹持直线作动器14均通过霍尔限位传感器17与所述总控制器6的通讯接口相接，所述自由被动轮19、第一行走电机15以及第二行走电机16均通过霍尔转速传感器18与所述总控制器6的通讯接口相接。

具体的，所述第一双向功率变换器3、第二双向功率变换器4、充电功率变换器5、第一行走电机驱动器7、第二行走电机驱动器8以及直线作动器驱动器9均接地。

本实用新型的工作原理为：整个装置使用可以超快速充电、循环寿命达50万次的电容组2作为主工作储能电源，然后使用大容量的电池组1作为超长工况下的备用储能电源，电池组1为锂电池组。两种储能电源通过第一双向功率变换器3和第二双向功率变换器4进行能量切换并且与第一行走驱动器、第二行走驱动器以及直线作动器驱动器9连接，为全电牵引车提供能源，在牵引车制动后，外界由充电功率变换器5，通过第二双向功率变换器4向电容组2快速充电，电容组2充满电后，切换充电方向，通过第一双向功率变换器3向电池组1充电。充电功率变换器5将整流模块10输出的直流变换为48V总线电压，然后可以通过双向功率变换器为电容组2和电池组1进行快速充电。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。