一种跨坐式单轨列车的供电系统及跨坐式单轨列车的制作方法

1.本实用新型涉及一种轨道交通技术领域，特别是涉及一种跨坐式单轨列车的供电系统及跨坐式单轨列车。

背景技术：

2.跨座式单轨列车属于中等运量轨道交通系统，其特点是适应性强、噪声低、转弯半径小、爬坡能力强，能更好适应复杂的地形地貌环境。跨座式单轨列车在建设过程中投资少、周期短，智能环保、适用性强，其高架桥桥墩宽度平均不到2米，桥墩占地宽度比其它高架轨道交通节省近一半，在城市道路中央或道路两旁的绿化带即可立柱，占地面积小、遮挡少、选线灵活、对现有城市道路的交通干扰很轻微。跨座式单轨建设周期仅为地铁的一半，造价成本仅为地铁的三分之一。
3.现有的跨坐式单轨列车普遍采用滑触线供电方式，需要在列车轨道上安装匹配的滑触线，较大程度的增加了线路供电系统的投资成本。

技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种跨坐式单轨列车的供电系统及跨坐式单轨列车，用于解决现有技术中的跨坐式单轨列车采用滑触线供电方式，增加了线路供电系统的投资成本的问题。
5.本实用新型的第一方面提供一种跨坐式单轨列车的供电系统，包括：车载储能模块及变流模块；
6.所述跨坐式单轨列车进站时，所述车载储能模块的输入端与车站的站台快充模块电连接，获取充电电源；所述车载储能模块的输出端与所述变流模块的输入端连接，所述变流模块的输出端与跨坐式单轨列车的牵引电机的电源端连接；
7.所述车载储能模块包括多个动力单元，各所述动力单元相互并联；
8.各所述动力单元包括第一储能箱和第二储能箱，所述第一储能箱与所述第二储能箱相串联；
9.所述第一储能箱和所述第二储能箱内分别设有多个锂离子液体双电层电容器，各所述锂离子液体双电层电容器按照预设规则串联和/或并联连接。
10.于本实用新型的一实施例中，所述站台快充模块包括配电单元及igbt晶体管单元；
11.所述配电单元，包括依次连接的高压进线柜、高压馈线柜、高压出线柜、低压变压器、低压配电柜及整流变压器；其中，所述高压进线柜的输入端与外部的高压电源连接，所述整流变压器的输出端与所述igbt晶体管单元的输入端连接；
12.所述跨坐式单轨列车进站时，所述igbt晶体管单元的控制端与所述能源管理模块电连接，所述igbt晶体管单元的输出端与所述车载储能模块的输入端连接。
13.于本实用新型的一实施例中，还包括充电弓，所述充电弓设于所述跨坐式单轨列
车的顶端，所述充电弓的一端与所述车载储能模块的输入端连接，所述跨坐式单轨列车进站时，所述充电弓的另一端与所述igbt晶体管单元的输出端连接。
14.于本实用新型的一实施例中，还包括能源管理模块，所述能源管理模块分别与所述车载储能模块、所述跨坐式单轨列车的控制台及站台快充模块通信连接。
15.于本实用新型的一实施例中，所述站台快充模块还包括监控模块，所述监控模块与所述能源管理模块通信连接。
16.于本实用新型的一实施例中，所述站台快充模块还包括存储模块，所述存储模块分别与所述监控模块、所述能源管理模块通信连接。
17.于本实用新型的一实施例中，所述站台快充模块还包括保护模块，所述保护模块分别与所述监控模块、所述能源管理模块通信连接。
18.于本实用新型的一实施例中，所述跨坐式单轨列车内设有一箱体，所述车载储能模块固定设置于所述箱体内；
19.所述箱体的两侧设置有散热风机，所述箱体的底部设有出风口；
20.所述散热风机的控制端与所述能源管理模块的输出端连接。
21.于本实用新型的一实施例中，所述第二储能箱还包括bms电池管理系统，所述bms电池管理系统与所述能源管理模块通信连接。
22.本实用新型的第二方面还提供一种跨坐式单轨列车，包括：第一方面中任一项所述的供电系统。
23.如上所述，本实用新型的一种跨坐式单轨列车的供电系统及跨坐式单轨列车，具有以下有益效果：
24.本实用新型选用容量较大的锂离子液体双电层电容器组成车载储能模块，当跨坐式单轨列车进站时，通过站台快充模块为车载储能模块快速充电，确保列车运行时有足够的电量；本实用新型省略了传统的滑触线供电回路，简化了整体结构，有效降低了线路供电系统的投资成本。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例的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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1显示为本实用新型实施例中公开的供电系统的结构框图。
27.图2显示为本实用新型实施例中公开的车载储能模块的结构框图。
28.图3显示为本实用新型实施例中公开的站台快充模块的结构框图。
29.图4显示为本实用新型实施例中公开的跨坐式单轨列车的结构框图。
具体实施方式
30.以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，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实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应
用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
31.需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
32.请参阅图1，本实用新型的实施例提供一种跨坐式单轨列车的供电系统，该供电系统可为跨坐式单轨列车提供工作电源，包括：车载储能模块及变流模块。
33.车载储能模块，设于跨坐式单轨列车上，用于在跨坐式单轨列车进站时，从车站的站台快充模块获取充电电源，并在跨坐式单轨列车运行时为跨坐式单轨列车提供工作电源。车载储能模块输出的直流电源通过变流模块转换为交流电源，为单轨列车的牵引电机提供工作电源，牵引电机上电后，驱动跨坐式单轨列车的行走轮转动。
34.请参阅图2，车载储能模块包括多个动力单元，各动力单元相互并联，并联后连接至负载母线。
35.继续说明，各动力单元包括第一储能箱和第二储能箱，应理解，第一储能箱和第二储能箱上分别设有电气连接端，第一储能箱与第二储能箱之间通过电缆相串联；第一储能箱和第二储能箱内分别设有多个锂离子液体双电层电容器，各锂离子液体双电层电容器按照预设规则串联和/或并联连接。此外，预设规则可根据车载储能模块所需的总电压和总容量进行设定。
36.进一步说明，本实施例的供电系统还包括能源管理模块，能源管理模块设于跨坐式单轨列车上，与车载储能模块的控制端及跨坐式单轨列车的控制台通信连接，能源管理模块接收车载储能模块充放电过程中产生的运行数据，并传输至跨坐式单轨列车的控制台，供列车操作人员查看；其中，运行数据包括充放电电流、充放电电压及剩余电量。
37.能源管理模块还与车站的变电所自动化系统无线通信连接，将车载储能模块的运行数据实时传输至变电所自动化系统，变电所自动化系统根据运行数据，结合预设的车站距离和运行速度，计算得到仿真数据，发送该仿真数据至能源管理模块；能源管理模块将接收的仿真数据传输至跨坐式单轨列车的控制台，供列车操作人员查看。
38.进一步说明，本实施例中的第二储能箱内设有bms电池管理系统，用于获取车载储能模块充放电过程中产生的运行数据，bms电池管理系统与能源管理模块通信连接，并实时将运行数据传输至能源管理模块，供列车操作人员查看。
39.继续说明，跨坐式单轨列车上固定设置有箱体，车载储能模块固定设置于箱体内，本实施例中的车载储能模块采用排风冷却方式，箱体的两侧设置有散热风机，箱体的底部设有出风口；散热风机的控制端与能源管理模块的输出端连接。第二储能箱内的bms电池管理系统将温度参数实时传输至能源管理模块，当温度超出预设阈值时，例如高于30℃，能源管理模块输出控制信号到散热风机的控制端，启动散热风机，对系统进行冷却。为简化结构设计，箱体的出风口可与单轨列车的空调尾风的出风口相连通。
40.继续说明，本实施例的站台快充模块，设于车站，其输入端与外部的高压电源连接，在跨坐式单轨列车进站时，站台快充模块的输出端与车载储能模块的输入端连接，用于将外部高压电源转换为合适的直流电源，为车载储能模块提供充电电源。
41.请参阅图3，站台快充模块包括配电单元及igbt晶体管单元。
42.配电单元，包括依次连接的高压进线柜、高压馈线柜、高压出线柜、低压变压器、低压配电柜及整流变压器；其中，高压进线柜的输入端与外部的高压电源连接，整流变压器的输出端与igbt晶体管单元的输入端连接。
43.当单轨列车进站时，igbt晶体管单元的输出端与车载储能模块的输入端连接。在一个可行的实施例中，igbt晶体管单元的控制端可与车站的变电所自动化系统通信连接，变电所自动化系统从能源管理模块获取车载储能模块的运行数据，并根据该运行数据输出控制信号到igbt晶体管的控制端，调整站台快充模块的输出电压和电流，对车载储能模块进行充电。
44.继续说明，本实施例的站台快充模块通过充电弓为车载储能模块充电，充电弓设于跨坐式单轨列车的顶端，充电弓的一端与车载储能模块的输入端连接，单轨列车进站时，充电弓的另一端与igbt晶体管单元的输出端连接。应理解，车站设有可与充电弓接触的充电导轨，igbt晶体管单元通过充电导轨与充电弓电连接。
45.继续说明，站台快充模块还具有上下行切换功能，分别为上行或下行的跨坐式单轨列车充电。站台快充模块包括上下行切换单元，上下行切换单元包括两个接触器及两个隔离开关、各隔离开关的两端分别与交流电源和一个接触器的线圈端连接，对应上行的接触器的两个常开触点分别与igbt晶体管单元的输出端及上行的充电导轨连接，对应下行的接触器的两个常开触点分别与igbt晶体管单元的输出端及下行的充电导轨连接，当上行单轨列车进站时，对应上行的隔离开关闭合，对应上行的接触器合闸，站台快充模块为上行的单轨列车充电；当下行单轨列车进站时，对应下行的隔离开关闭合，对应下行的接触器合闸，站台快充模块为下行的单轨列车充电。为防止两个接触器同时合闸，造成线路故障，可将两个接触器设为电气互锁。需要说明的是，隔离开关可选用电动隔离开关和/或手动隔离开关，同时使用时，电动隔离开关与手动隔离开关相并联，当电动隔离开关失效时，可手动合闸手动隔离开关。
46.进一步说明，站台快充模块还包括监控模块，该监控模块与能源管理模块通信连接，获取车载储能模块充电过程中的充电电流和充电电压；当充电电流或充电电压超出预设的控制参数范围时，输出报警信号到跨坐式单轨列车的控制台或车站的上位监控系统，提醒列车操作人员或车站工作人员及时查看。其中，预设的控制参数可人为现场或远程进行设定。
47.进一步说明，站台快充模块还包括存储模块，该存储模块分别与监控模块、能源管理模块通信连接，用于存储车载储能模块充放电过程中产生的运行数据，还用于存储故障记录，其中，故障记录包括保护动作时间、显示保护类型及保护动作时间等信息。
48.进一步说明，站台快充模块还包括保护模块，该保护模块分别与监控模块、能源管理模块通信连接，用于在跨坐式单轨列车通过站台快充模块充电过程中，根据监控模块的报警信号断开供电系统的通电回路。本实施例的保护模块具有基本的继电保护功能，包括：输入过压、欠压、过流，输出过压、过流，短路，接地，过热保护，内部通讯故障、外部通讯故障等，能够根据运行数据接通或断开供电系统的通电回路，为充电装置本体、充电装置至充电网之间电气故障、过电压和异常运行方式提供有效的保护功能。
49.继续说明，站台快充模块采用标准的数据通信口接入变电所自动化系统，物理接
口优先采用光纤以太网口或rj45电口，通信速率为10/100m自适应；通信协议应具有良好的通用性和开放性，本实施例中可选用tcp/ip、iec61850等国际开放协议。
50.请参阅图4，本实用新型的另一实施例提供一种跨坐式单轨列车，包括上述实施例中公开的跨坐式单轨列车的供电系统，该供电系统为该跨坐式单轨列车的的牵引电机提供工作电源，牵引电机上电后，驱动跨坐式单轨列车的行走轮转动。
51.应理解，本实施例的跨坐式单轨列车还应包括牵引电机，车载储能模块输出的直流电源通过变流模块转换为交流电源，为单轨列车的牵引电机提供工作电源。
52.综上所述，本实用新型的一种跨坐式单轨列车的供电系统及跨坐式单轨列车，选用容量较大的锂离子液体双电层电容器组成车载储能模块，当跨坐式单轨列车进站时，通过站台快充模块为车载储能模块快速充电，同时能源管理模块根据外部输入的仿真参数对车载储能模块的充放电进行管理，确保列车运行时正常放电；本实用新型省略了传统的滑触线供电回路，简化了整体结构，有效降低了线路供电系统的投资成本。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
53.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

技术特征：

1.一种跨坐式单轨列车的供电系统，其特征在于，包括：车载储能模块及变流模块；所述跨坐式单轨列车进站时，所述车载储能模块的输入端与车站的站台快充模块电连接，获取充电电源；所述车载储能模块的输出端与所述变流模块的输入端连接，所述变流模块的输出端与跨坐式单轨列车的牵引电机的电源端连接；所述车载储能模块包括多个动力单元，各所述动力单元相互并联；各所述动力单元包括第一储能箱和第二储能箱，所述第一储能箱与所述第二储能箱相串联；所述第一储能箱和所述第二储能箱内分别设有多个锂离子液体双电层电容器，各所述锂离子液体双电层电容器按照预设规则串联和/或并联连接。2.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于：还包括能源管理模块，所述能源管理模块分别与所述车载储能模块、所述跨坐式单轨列车的控制台及站台快充模块通信连接。3.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于：所述站台快充模块包括配电单元及igbt晶体管单元；所述配电单元，包括依次连接的高压进线柜、高压馈线柜、高压出线柜、低压变压器、低压配电柜及整流变压器；其中，所述高压进线柜的输入端与外部的高压电源连接，所述整流变压器的输出端与所述igbt晶体管单元的输入端连接；所述跨坐式单轨列车进站时，所述igbt晶体管单元的控制端与所述能源管理模块电连接，所述igbt晶体管单元的输出端与所述车载储能模块的输入端连接。4.根据权利要求3所述的供电系统，其特征在于，还包括充电弓，所述充电弓设于所述跨坐式单轨列车的顶端，所述充电弓的一端与所述车载储能模块的输入端连接，所述跨坐式单轨列车进站时，所述充电弓的另一端与所述igbt晶体管单元的输出端连接。5.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于：所述站台快充模块还包括监控模块，所述监控模块与所述能源管理模块通信连接。6.根据权利要求5所述的供电系统，其特征在于：所述站台快充模块还包括存储模块，所述存储模块分别与所述监控模块、所述能源管理模块通信连接。7.根据权利要求5所述的供电系统，其特征在于：所述站台快充模块还包括保护模块，所述保护模块分别与所述监控模块、所述能源管理模块通信连接。8.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于：所述跨坐式单轨列车内设有一箱体，所述车载储能模块固定设置于所述箱体内；所述箱体的两侧设置有散热风机，所述箱体的底部设有出风口；所述散热风机的控制端与所述能源管理模块的输出端连接。9.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于：所述第二储能箱还包括bms电池管理系统，所述bms电池管理系统与所述能源管理模块通信连接。10.一种跨坐式单轨列车，其特征在于，包括：权利要求1-9中任一项所述的供电系统。

技术总结

本实用新型提供一种跨坐式单轨列车的供电系统及跨坐式单轨列车，包括：车载储能模块及变流模块；当跨坐式单轨列车进站时，车载储能模块通过站台快充模块获取充电电源，并通过变流模块为牵引电机供电；车载储能模块包括多个相互并联的动力单元，各动力单元包括多个锂离子液体双电层电容器，各锂离子液体双电层电容器按照预设规则串联和/或并联连接。本实用新型采用容量较大的锂离子液体双电层电容器组成车载储能模块，当跨坐式单轨列车进站时，通过站台快充模块为车载储能模块快速充电，确保列车运行时有足够的电量；本实用新型省略了传统的滑触线供电回路，简化了整体结构，有效降低了线路供电系统的投资成本。降低了线路供电系统的投资成本。降低了线路供电系统的投资成本。