一种充换电一体的新能源六轴调车机车的制作方法

本发明属于铁路调车机车，尤其是一种充换电一体的新能源六轴调车机车。

背景技术：

1、传统调车机车均采用柴油机作为动力源，调车机车换向、起动、加速、制动频繁，负荷变化频繁，导致内燃机燃烧效率低，废气排放严重。

2、柴油机故障率高，需要定期更换各种滤芯及机油，需要定期的维护保养，小修、中修、大修、辅修各种修程频繁且复杂，耗费大量人力物力。随着全球资源危机，石油成本的不断上升，传统内燃调车机车运营燃油费越来越高，再加上柴油机定期的维护保养，整个运营成本居高不下。

3、目前磷酸铁锂动力电池系统充电速度最高1c，整车充电时间最起码到1小时以上，耽误调车机车正常作业时间。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种充换电一体的新能源六轴调车机车，能够维持电网稳定运行，能够快速，准确给出最优的负荷转供方案，极大的提升调度员的工作效率，保障电网的安全稳定运行。

2、本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

3、一种充换电一体的新能源六轴调车机车，包括车体车架、转向架、充换电一体的动力电池系统、牵引辅助变流柜、牵引电机、牵引电机通风机组、空气制动系统，机车从前至后依次分为制动室、第一电气室、动力电池组、第二电气室和司机室，其中第一电气室内安装牵引辅助变流柜和牵引电机通风机组；车体上部中间部分为6组充换电一体动力电池系统；第二电气室内安装牵引辅助变流柜，牵引电机通风机组，其中，

4、车体车架钢结构承担自重、载重、整备重量及由于轮轨冲击和簧上振动而产生的垂直动载荷；列车起动、变速、上下坡道时，在车辆之间所产生的牵引和压缩冲击力等纵向载荷；以及包括风力、离心力和货物对侧壁的压力等侧向载荷；转向架作为车体车架的支撑，为整车提供走行功能；充换电一体的动力电池系统为整车提供能量来源；牵引辅助变流柜里边的牵引系统将动力电池系统输出的直流电转换成可调频调压的交流电压，给牵引电机供电；内部辅助系统将动力电池系统输出的直流电转换成380/220vac交流电给空调、电暖气、空压机组及其他生活设备供电；牵引电机通风机组给牵引电机进行强迫风冷；空气制动系统为整车提供制动力。

5、而且，所述制动室内安装两台螺杆空压机组、空气冷却装置、干燥器和辅助风缸，螺杆空压机组为空气制动系统提供风源；空气冷却装置将空压机组产生的风进行冷却，冷却后在经过干燥器进入总风缸；干燥器将空压机组产生的风进行干燥，排除水分，干燥处理后进入总风缸，辅助风缸为空气制动系统中的配件，起到临时储存风压作用，最终达到制动功能。

6、而且，所述机车两端设有车钩及缓冲器、排障器、风喇叭和照明设备；车钩及缓冲器为机车牵引时候传递牵引力；排障器为机车两端排除线路上障碍物；风喇叭为提示作用；照明设备为机车内外部提供照明。

7、而且，所述司机室内对角线布置两个操纵台，司机座椅；机车下部布置两台三轴转向架，中间布置两个总风缸，总风缸中间吊挂工具箱；操纵台上布置司机操作的司控器及各类型控制开关；司机座椅给司机座；总风缸用来存储总风；工具箱用来放工具。

8、而且，所述每组充换电一体的动力电池系统包括4箱电池箱、电池管理系统、高压箱、充电插座、换电系统、电池热管理系统和消防报警系统，其中4箱电池两并两串，电池管理系统对动力电池系统进行状态监测、剩余电量soc计算、充放电接触器控制、与整车通信、故障诊断及保护；高压箱内部包括充放电接触器、快速熔断器和电流传感器，用于高压直流电的配电及保护；充电插座满足地面充电桩给动力电池组的充电功能；换电系统用于机车快速换电功能；电池热管理系统对电池进行冷却或者加热，保证动力电池组处于最佳工作环境温度；消防报警系统用于动力电池系统异常状态下的报警及紧急情况下的自动灭火。

9、而且，所述换电系统包括定位机构、换电连接器、锁紧机构和电池箱压紧点，其中锁紧机构用于锁紧电池箱，电池箱压紧点用于配合锁紧机构、实现电池箱的锁紧，其上表面承受来自锁紧机构通过力臂增益放大后的施加给电池箱的压力，保证电池箱与底托紧密连接、不会出现脱离侧倾现象，换电连接器用于通过对插的方式实现机车与电池箱的互通，定位机构用于配合换电站换电吊装时协助换电电池箱在落座至换电底托上时保证位置的统一性。

10、本发明的优点和积极效果是：

11、本发明包括车体车架、转向架、充换电一体的动力电池系统、牵引辅助变流柜、牵引电机、牵引电机通风机组、空气制动系统，并且机车从前至后依次分为制动室、第一电气室、动力电池组、第二电气室和司机室，车体上部中间部分为6组充换电一体动力电池系统；其中充换电一体动力电池系统采用大功率磷酸铁锂动力电池系统作为整车动力源，彻底解决了传统调车机车柴油机尾气排放造成的环境污染问题，采用充换电一体的动力电池系统，动力电池系统既可以通过地面充电桩在车上完成充电，也可以通过换电方式，快速实现整车的电量补充。

技术特征：

1.一种充换电一体的新能源六轴调车机车，其特征在于：包括车体车架、转向架、充换电一体的动力电池系统、牵引辅助变流柜、牵引电机、牵引电机通风机组、空气制动系统，机车从前至后依次分为制动室、第一电气室、动力电池组、第二电气室和司机室，其中第一电气室内安装牵引辅助变流柜和牵引电机通风机组；车体上部中间部分为6组充换电一体动力电池系统；第二电气室内安装牵引辅助变流柜，牵引电机通风机组，其中，

2.根据权利要求1所述的一种充换电一体的新能源六轴调车机车，其特征在于：所述制动室内安装两台螺杆空压机组、空气冷却装置、干燥器和辅助风缸，螺杆空压机组为空气制动系统提供风源；空气冷却装置将空压机组产生的风进行冷却，冷却后在经过干燥器进入总风缸；干燥器将空压机组产生的风进行干燥，排除水分，干燥处理后进入总风缸，辅助风缸为空气制动系统中的配件，起到临时储存风压作用，最终达到制动功能。

3.根据权利要求1所述的一种充换电一体的新能源六轴调车机车，其特征在于：所述机车两端设有车钩及缓冲器、排障器、风喇叭和照明设备；车钩及缓冲器为机车牵引时候传递牵引力；排障器为机车两端排除线路上障碍物；风喇叭为提示作用；照明设备为机车内外部提供照明。

4.根据权利要求1所述的一种充换电一体的新能源六轴调车机车，其特征在于：所述司机室内对角线布置两个操纵台，司机座椅；机车下部布置两台三轴转向架，中间布置两个总风缸，总风缸中间吊挂工具箱；操纵台上布置司机操作的司控器及各类型控制开关；司机座椅给司机座；总风缸用来存储总风；工具箱用来放工具。

5.根据权利要求1所述的一种充换电一体的新能源六轴调车机车，其特征在于：所述每组充换电一体的动力电池系统包括4箱电池箱、电池管理系统、高压箱、充电插座、换电系统、电池热管理系统和消防报警系统，其中4箱电池两并两串，电池管理系统对动力电池系统进行状态监测、剩余电量soc计算、充放电接触器控制、与整车通信、故障诊断及保护；高压箱内部包括充放电接触器、快速熔断器和电流传感器，用于高压直流电的配电及保护；充电插座满足地面充电桩给动力电池组的充电功能；换电系统用于机车快速换电功能；电池热管理系统对电池进行冷却或者加热，保证动力电池组处于最佳工作环境温度；消防报警系统用于动力电池系统异常状态下的报警及紧急情况下的自动灭火。

6.根据权利要求5所述的一种充换电一体的新能源六轴调车机车，其特征在于：所述换电系统包括定位机构、换电连接器、锁紧机构和电池箱压紧点，其中锁紧机构用于锁紧电池箱，电池箱压紧点用于配合锁紧机构、实现电池箱的锁紧，其上表面承受来自锁紧机构通过力臂增益放大后的施加给电池箱的压力，保证电池箱与底托紧密连接、不会出现脱离侧倾现象，换电连接器用于通过对插的方式实现机车与电池箱的互通，定位机构用于配合换电站换电吊装时协助换电电池箱在落座至换电底托上时保证位置的统一性。

技术总结本发明涉及一种充换电一体的新能源六轴调车机车，包括车体车架、转向架、充换电一体的动力电池系统、牵引辅助变流柜、牵引电机、牵引电机通风机组、空气制动系统，并且机车从前至后依次分为制动室、第一电气室、动力电池组、第二电气室和司机室，车体上部中间部分为6组充换电一体动力电池系统；其中充换电一体动力电池系统采用大功率磷酸铁锂动力电池系统作为整车动力源，彻底解决了传统调车机车柴油机尾气排放造成的环境污染问题，采用充换电一体的动力电池系统，动力电池系统既可以通过地面充电桩在车上完成充电，也可以通过换电方式，快速实现整车的电量补充。技术研发人员：曹子玉,杨文胜,夏志新,田新华,王延高,杨孟江,高凡,谢友军,陈超,杨旭,张良,李璐,皮海龙受保护的技术使用者：秦皇岛港股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/25