一种多节编组的机车编组方法及混合动力机车与流程

本发明涉及车辆设计，尤其涉及一种多节编组的机车编组方法及混合动力机车。

背景技术：

1、传统的动力机车通常依赖于电网供电或燃油驱动。其中，燃油驱动对环境造成一定的污染。因此，新能源、混合动力机车已经成为减少能源消耗和保护环境、减少排放的一种趋势，其中结合了动力电池的混合动力机车具有很好的应用前景。电力机车虽然没有排放，但存在一些局限性，如在短线路移车入库/出库时受限于电网覆盖范围；无电网支线运输无法使用等，电力机车的运行受到限制。一些新型的混合动力机车，它们可能通过搭载动力电池等技术，使得电力机车在某些情况下也具备了短程移车的能力，但由于空间、轴重等限制，无法实现无电网提供能量的情况下进行较长路线的牵引作业。

2、因此，现有技术中存在对混合动力机车编组方式改进的需求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种多节编组的机车编组方法及混合动力机车，方法基于实际需求计算编组方法，实现了电力机车在没有电网覆盖的长线路上进行牵引作业，提高机车的灵活性和适应性。

2、基于上述目的，本发明实施例的提供了一种多节编组的机车编组方法，包括以下步骤：

3、获取机车目标运行线路中无电网线路的路况信息；

4、设定机车最低运行速度，基于路况信息和机车所需牵引力，积分计算目标运行线路中的目标轮轴消耗总量，并进一步结合牵引传动效率计算动力电池目标能量；

5、基于动力电池目标能量，以电力机车模块、辅助供电模块编组配置形成多节编组的混合动力机车。

6、在一些实施方式中，辅助供电模块包括储能车模块和/或控制车模块，当辅助供电模块包括储能车模块和控制车模块时，储能车模块分别与控制车模块和电力机车模块电连接，储能车模块中具有多个储能元件，控制车模块与电力机车模块电连接并配置为电力机车模块辅助牵引和供电。

7、在一些实施方式中，储能元件包括锂电池、氢燃料电池以及超级电容。

8、在一些实施方式中，混合动力机车的编组配置包括：

9、一个电力机车模块、多个储能车模块以及一个控制车模块编组；

10、两个电力机车模块与多个储能车模块编组；

11、一个电力机车模块与多个储能车模块编组。

12、在一些实施方式中，路况信息包括机车目标运行线路的线路长度、坡道信息以及曲线信息。

13、在一些实施方式中，机车所需牵引力＝机车重量×单位运行基本阻力+货车重量×(单位运行基本阻力+坡道阻力+曲线阻力+隧道阻力)。

14、在一些实施方式中，积分得到目标运行线路中的目标轮轴消耗总量包括：

15、设定目标运行线路中机车所需保持的最低运行速度v，结合牵引力计算机车功率，将目标运行线路从a点到b点划分为小段，每段长度为dx米，建立功率随距离变化的函数：

16、p＝v·f(x)，

17、对功率函数进行分段积分得到轮周消耗总能量e：

18、

19、在一些实施方式中，电力机车模块包括单司机室、电力牵引传动系统。

20、在一些实施方式中，电力牵引传动系统包括：受流装置、高压电器、电力变换及控制装置、牵引电机。

21、本发明至少具有以下有益技术效果：

22、本发明的方法可以根据不同需求的支线的距离、坡道、曲线及牵引负载的情况，根据无电气化线路的实际情况进行电量计算，根据电量计算的结果配置出一款适用的编组机车，通过灵活编组改变了机车的单一性，避免了根据不同需求的反复设计开发，只需通过改变编组即可实现不同的用户需求。应用本发明的方法编组的混合动力机车实现了电力机车在没有电网覆盖的长线路上进行牵引作业，提高机车的灵活性和适应性；多节机车可自由组合，满足不同运输需求，提高运输效率和经济性；并且混合动力机车可采用多种储能元件，如锂电池、氢燃料电池或超级电容，甚至可以是不同储能元件的组合，增加了机车的能源选择和环保性能。

技术特征：

1.一种多节编组的机车编组方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的多节编组的机车编组方法，其特征在于，所述辅助供电模块包括储能车模块和/或控制车模块，当所述辅助供电模块包括储能车模块和控制车模块时，所述储能车模块分别与所述控制车模块和所述电力机车模块电连接，所述储能车模块中具有多个储能元件，所述控制车模块与所述电力机车模块电连接并配置为所述电力机车模块辅助牵引和供电。

3.根据权利要求2所述的多节编组的机车编组方法，其特征在于，所述储能元件包括锂电池、氢燃料电池以及超级电容。

4.根据权利要求2所述的多节编组的机车编组方法，其特征在于，所述混合动力机车的编组配置包括：

5.根据权利要求1所述的多节编组的机车编组方法，其特征在于，所述路况信息包括机车目标运行线路的线路长度、坡道信息以及曲线信息。

6.根据权利要求1所述的多节编组的机车编组方法，其特征在于，所述机车所需牵引力＝机车重量×单位运行基本阻力+货车重量×(单位运行基本阻力+坡道阻力+曲线阻力+隧道阻力)。

7.根据权利要求6所述的多节编组的机车编组方法，其特征在于，积分得到目标运行线路中的目标轮轴消耗总量包括：

8.根据权利要求1所述的多节编组的机车编组方法，其特征在于，所述电力机车模块包括单司机室、电力牵引传动系统。

9.根据权利要求8所述的多节编组的机车编组方法，其特征在于，所述电力牵引传动系统包括：受流装置、高压电器、电力变换及控制装置、牵引电机。

10.一种多节编组的混合动力机车，使用如权利要求1～9所述的方法编组，其特征在于，所述机车包括电力机车模块、辅助供电模块。

技术总结本发明公开了一种多节编组的机车编组方法，包括：获取机车目标运行线路中无电网线路的路况信息；设定机车最低运行速度，基于路况信息和机车所需牵引力，积分计算目标运行线路中的目标轮轴消耗总量，并进一步结合牵引传动效率计算动力电池目标能量；基于动力电池目标能量，以电力机车模块、辅助供电模块编组配置形成多节编组的混合动力机车。本发明还提供了一种多节编组的混合动力机车。方法基于实际需求计算编组方法，实现了电力机车在没有电网覆盖的长线路上进行牵引作业，提高机车的灵活性和适应性。技术研发人员：博克,谭志勇,马玉红,吕博,何文亮受保护的技术使用者：中车大连机车车辆有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/22