CN106314451B - 车用动力单元 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车用动力单元，其设置在车体顶部，包括牵引变流器组件、辅助变流器组件、充电组件、制动电阻单元、单元柜和两套内置有风机的冷却风道；单元柜与车体的顶部为一体式结构，单元柜包括柜体和盖板，柜体内分隔为多个独立舱室，牵引变流器组件、辅助变流器组件、充电组件和制动电阻单元均位于独立舱室内；内置有牵引变流器组件的舱室设置有第一冷却风道，内置有辅助变流器组件以及充电组件的舱室设置有第二冷却风道，第一冷却风道和第二冷却风道的走向不同。本发明提供的车用动力单元能优化电磁兼容能力，接线接口内置防止其受外部环境影响，模块化集成设置，结构布局紧凑，减轻车顶装配工作，提高车用动力单元的牵引效率。

Description

车用动力单元

技术领域

本发明实施例涉及轨道车辆动力技术，尤其涉及一种车用动力单元。

背景技术

随着经济的发展，各种电子变流设备在工业、农业、军事及运输行业所起的作用越来越重要。特别是在轨道车辆领域，近些年轨道车辆逐步向高速、大功率、高可靠性的方向发展。动力单元是轻轨车必不可少的组成部分，根据整车牵引动力和列车编组的要求，动力单元安装在头车车顶，动力单元的功能集成了原牵引变流器、辅助变流器、充电机和直流-直流转换模块的电气功能，并包含了制动电阻和蓄电池。其为牵引电机提供变频变压电源，为整车相应的用电设备提供交流380V、220V电源或24V电源。由于车顶空间尺寸有限，故对动力单元结构的整体尺寸有所限制，内部结构需要在平面上进行布局。同时长宽尺寸也有所限制，使得动力单元在结构紧凑布局的情况下，同时保证大功率电气性能、安装拆卸简单方便，双重需求为设计带来了非常大的挑战。

目前，轻轨车辆动力单元是采用意大利安萨尔多的技术方案。在此方案中，动力单元集成了牵引变流器、辅助变流器、充电机、制动电阻和蓄电池模块。其中，直流-直流模块是单独布置在拖车车顶。牵引变流器对车辆的牵引电机进行控制调节；辅助变流器为车辆的部分用电设备提供380V和220V交流电电源；充电机为部分用电设备提供24V直流电电源；直流-直流模块配合车辆的备用电源超级电容器使用；制动电阻将列车减速过程中将车辆的动能转化成制动电阻的热能耗散；蓄电池模块作为车辆的紧急电源，为部分用电设备提供24V直流电电源。

然而上述技术方案主要存在以下缺点：1)直流-直流模块是单独配置在车辆车顶，增加了车顶装配工作量，占用车顶更多空间；2)据申请人了解，国内尚无将轻轨车辆的牵引变流器、辅助变流器、充电组件、直流-直流模块、制动电阻和蓄电池等集成模块化设置的方案。

发明内容

本发明提供的车用动力单元能将直流-直流模块集成在单元柜内；防止内部主线与控制线之间的电磁干扰，优化电磁兼容能力；接线接口内置防止其受外部环境影响；模块化集成设置，结构布局紧凑，减轻车顶装配工作，提高车用动力单元的牵引效率。

本发明提供一种车用动力单元，其设置在车体顶部，车用动力单元包括牵引变流器组件、辅助变流器组件、充电组件、制动电阻单元、单元柜和两套内置有风机的冷却风道；单元柜与车体的顶部为一体式结构，单元柜包括柜体和盖板，柜体内分隔为多个独立舱室，牵引变流器组件、辅助变流器组件、充电组件和制动电阻单元均位于独立舱室内。

内置有牵引变流器组件的舱室设置有第一冷却风道，第一冷却风道中设置有第一风机，内置有辅助变流器组件以及充电组件的舱室设置有第二冷却风道，第二冷却风道中设置有第二风机，第一冷却风道和第二冷却风道的走向不同。

本发明提供的车用动力单元通过将直流-直流模块集成在单元柜内，减轻车顶装配工作；通过内部主线与控制线分区域设置，避免其相互之间产生电磁干扰，优化车用动力单元的电磁兼容能力；通过将接线接口设置在柜体内部，防止其受外部环境影响；通过模块化集成设置各个单元，提高结构布局的紧凑度，提高车用动力单元的牵引效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的车用动力单元的单元柜外部的对外接线安装板侧结构示意图；

图2是本发明实施例提供的车用动力单元的单元柜外部的辅助UMT输出接口侧结构示意图；

图3是本发明实施例提供的车用动力单元的单元柜底部结构示意图；

图4是本发明实施例提供的车用动力单元的柜体内部结构示意图；

图5是本发明实施例提供的车用动力单元的第一独立舱室内部结构示意图；

图6是本发明实施例提供的车用动力单元的第二独立舱室内部结构示意图；

图7是本发明实施例提供的车用动力单元的第三独立舱室内部结构示意图；

图8是本发明实施例提供的车用动力单元的第四独立舱室内部结构示意图；

图9是本发明实施例提供的车用动力单元的第五独立舱室内部结构示意图；

图10是本发明实施例提供的车用动力单元的第六独立舱室内部结构示意图；

图11是本发明实施例提供的车用动力单元的第七独立舱室内部结构示意图；

图12是本发明实施例提供的车用动力单元的柜体内部侧板辅助EMI模块侧结构示意图；

图13是本发明实施例提供的车用动力单元的柜体内部侧板直流-直流二极管侧结构示意图；

图14是本发明实施例提供的车用动力单元的单元柜与车体连接关系示意图；

图15是本发明实施例提供的车用动力单元的进线接线端子排结构示意图；

图16是本发明实施例提供的车用动力单元的主线线路示意图。

附图标记说明：

10-第一独立舱室； 20-第二独立舱室；

30-第三独立舱室； 40-第四独立舱室；

50-第五独立舱室； 60-第六独立舱室；

70-第七独立舱室； 11-牵引变流器组件；

12-高压灯指示板； 13-牵引电机1接线座；

21-第一风机； 31-牵引预充电模块；

32-TCU控制机箱； 33-蓄电池；

34-紧急电源； 35-直流电抗器；

36-重载连接器； 37-ACU控制机箱；

41-辅助预充电模块； 42-直流-直流预充电模块；

43-直流-直流直流电抗器； 44-直流-直流放电模块；

45-辅助直流电抗器； 46-进线接线端子排；

51-制动电阻单元； 61-第二风机；

62-对外接线盒； 63-牵引电机2接线座；

64-集电靴供电接线点； 65-辅助模块变压器；

66-电抗器； 71-辅助变流器组件；

72-充电机功率模块； 73-充电机输出接线模块；

74-蓄电池前端模块； 75-充电机EMI模块；

80-单元柜； 81-柜体；

82-盖板； 83-紧固件；

84-车体； 85-加强梁；

90-冷却风道； 91-第一冷却风道；

92-第二冷却风道； IPC1-集电靴供电进线正1接口；

IPC2-集电靴供电进线正2接口； IRT-受电弓供电进线正接口；

INC1-集电靴供电进线负1接口； INC2-集电靴供电进线负2接口；

I1-对外接线负接口； I2-牵引正线接口；

I3-直流-直流负线1接口； I4-辅助正线接口；

I5-直流-直流正线1接口； I6-直流-直流正线2接口；

I7-直流-直流负线2接口； PC1-集电靴供电出线正1接口；

PC2-集电靴供电出线正2接口； NC1-集电靴供电出线负1接口；

NC2-集电靴供电出线负2接口； RT1-受电弓供电出线负1接口；

RT2-受电弓供电出线负2接口； 100-控制线；

101-辅助EMI模块； 102-辅助滤波电容；

103-辅助前端二极管模块； 104-直流-直流二极管；

105-风机接触器模块； 200-辅助UVMN输出接口；

201-辅助充电机进风口罩板； 202-对外接线安装板；

203-泄压阀； 204-蓄电池维护接口；

205-牵引变流器组件进风口罩板； 206-辅助UMT输出接口；

207-充电机输出接线口； 208-集电靴供电进线接口；

209-牵引电机1接线口； 210-牵引电机2接线口；

211-安装吊座。

具体实施方式

图1是本发明实施例提供的车用动力单元的单元柜外部的对外接线安装板侧结构示意图，图2是本发明实施例提供的车用动力单元的单元柜外部的辅助UMT输出接口侧结构示意图，图3是本发明实施例提供的车用动力单元的单元柜底部结构示意图，图4是本发明实施例提供的车用动力单元的柜体内部结构示意图，图5是本发明实施例提供的车用动力单元的第一独立舱室内部结构示意图，图6是本发明实施例提供的车用动力单元的第二独立舱室内部结构示意图，图7是本发明实施例提供的车用动力单元的第三独立舱室内部结构示意图，图8是本发明实施例提供的车用动力单元的第四独立舱室内部结构示意图，图9是本发明实施例提供的车用动力单元的第五独立舱室内部结构示意图，图10是本发明实施例提供的车用动力单元的第六独立舱室内部结构示意图，图11是本发明实施例提供的车用动力单元的第七独立舱室内部结构示意图，图12是本发明实施例提供的车用动力单元的柜体内部侧板辅助EMI模块侧结构示意图，图13是本发明实施例提供的车用动力单元的柜体内部侧板直流-直流二极管侧结构示意图，图14是本发明实施例提供的车用动力单元的单元柜与车体连接关系示意图，图15是本发明实施例提供的车用动力单元的进线接线端子排结构示意图，图16是本发明实施例提供的车用动力单元的主线线路示意图。

如图1-15所示，本发明提供的一种车用动力单元，其设置在车体84顶部，该车用动力单元包括牵引变流器组件11、辅助变流器组件71、充电组件、制动电阻单元51、单元柜80和两套内置有风机的冷却风道90；单元柜80与车体84的顶部为一体式结构，单元柜80包括柜体81和盖板82，柜体81内分隔为多个独立舱室，牵引变流器组件11、辅助变流器组件71、充电组件和制动电阻单元51均位于独立舱室内；

内置有牵引变流器组件11的舱室设置有第一冷却风道91，第一冷却风道91中设置有第一风机21，内置有辅助变流器组件71以及充电组件的舱室设置有第二冷却风道92，第二冷却风道92中设置有第二风机61，第一冷却风道91和第二冷却风道92的走向不同。

需要说明的是，该车用动力单元中，牵引变流器组件11、辅助变流器组件71、充电组件、制动电阻单元51和两套冷却风道90均分模块化设置在单元柜80的柜体81内部。单元柜80与车体84顶部为一体式结构，省去现有技术中单独设置的车顶结构，减轻了车顶额外装配工作，给车顶预留出较大空间，减少了整个车顶的占用空间。其中牵引变流器组件11用于控制调节牵引电机的输入电压或电流，辅助变流器是将受电弓供电的输入电压转变为车用动力单元内部各模块使用的380V或220V电压。充电组件为各功率器件提供所需保护，防止因电网电压的巨大波动而损坏电器件。制动电阻用于控制电机快速停车中，将电机因快速停车所产生的再生电能转化为热能。

其中，冷却风道90包括第一冷却风道91和第二冷却风道92，第一冷却风道91通过第一风机21工作，主要用于牵引变流器组件11的冷却。第二冷却风道92通过第二风机61工作，主要用于辅助变流器组件71的冷却。通过两组独立的冷却风道***，避免因第一风机21出现故障时导致车辆辅助电源和控制电源不能工作。

在上述车用动力单元中，优选的是，充电组件包括牵引预充电模块31、蓄电池33、辅助预充电模块41、直流-直流预充电模块42、充电机功率模块72和充电机输出接线模块73。

需要说明的是，牵引预充电模块31、辅助预充电模块41和直流-直流预充电模块42为牵引电机、辅助电机和直流-直流转换器电路预充电，防止受电弓供电，电路接通瞬间存在较大电流，破坏牵引变流、辅助变流和直流-直流转换器电路。充电组件中优选的还包括超级电容器，在该车用动力单元外部供电停止或电量较低时，超级电容器为其供电，保证***正常运行。

在上述车用动力单元中，优选的是，柜体81分隔为三个沿第一方向并排设置的纵向区域，第一纵向区域中沿第二方向串联设置有第一独立舱室10、第二独立舱室20和第三独立舱室30，第二纵向区域中沿第二方向串联设置有第四独立舱室40，第三纵向区域中设置有第五独立舱室50、第六独立舱室60和第七独立舱室70，其中，第一方向和第二方向相互垂直，且第一独立舱室10和第五独立舱室50位于柜体81的同一端；

第一独立舱室10中设置有牵引变流器组件11，第二独立舱室20中设置有第一风机21，第三独立舱室30中设置有牵引预充电模块31、控制机箱和蓄电池33，第四独立舱室40中设置有辅助预充电模块41和直流-直流预充电模块42，第五独立舱室50中设置有制动电阻单元51，第六独立舱室60中设置有第二风机61，第七独立舱室70中设置有辅助变流器组件71、充电机功率模块72和充电机输出接线模块73。

需要说明的是，单元柜80内分别设置各个独立舱室，这种模块化设置提高了该车用动力单元的集成化程度。其中第一独立舱室10中包括牵引变流器组件11、高压灯指示板12和牵引电机1接线座13。牵引变流器组件11集成了散热器、IGBT(Insulated GateBipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)、复合母排、温度传感器、电压传感器、放电电阻、IGBT驱动板和支撑电容组件。高压灯指示板12中，当超级电容电压高于36V，指示灯板红灯亮，起到警示作用。牵引电机1接线座13包括三相线接口(U1、V1和W1)、受电弓供电进线正接口IRT、集电靴供电进线正1接口IPC1。

第二独立舱室20中设置第一风机21，为牵引变流器组件11散热冷却。

第三独立舱室30中通过隔板分开设置有牵引预充电模块31、TCU(TransmissionControl Unit，传输控制单元)控制机箱、蓄电池33、紧急电源34、直流电抗器35、重载连接器36和ACU(Auto Control Unit，自动控制单元)控制机箱。其中，紧急电源34中还设置有用于滤出特定频率电信号的电源滤波模块。在此舱室中用隔板将各模块分隔设置是为了防止蓄电池33漏液污染到其他电器件。

第四独立舱室40中设置有辅助预充电模块41、直流-直流预充电模块42、直流-直流直流电抗器43、直流-直流放电模块44、辅助直流电抗器45和进线接线端子排46。

第五独立舱室50中设置制动电阻单元51，用于将牵引电机的再生能量以热能方式消耗的载体，优选使用波纹电阻和铝合金电阻，波纹电阻采用表面立式波纹有利于散热减低寄生电感量，并选用高阻燃无机涂层，有效保护电阻丝不被老化，延长使用寿命；铝合金电阻易紧密安装、易附加散热器，外型美观，高散热性的铝合金外盒全包封结构，具有极强的耐振性，耐气候性和长期稳定性。

第六独立舱室60中设置有第二风机61、对外接线盒62、牵引电机2接线座63、集电靴供电接线点64、辅助模块变压器65和电抗器66，用于限制短路电流和限制受电弓供电中的高次谐波。

第七独立舱室70中设置有辅助变流器组件71、充电机功率模块72、充电机输出接线模块73、蓄电池前端模块74、充电机EMI(Electron-Magnetic Interference，电磁干扰)模块75。其中充电机功率模块72集成了散热器、IGBT、复合母排、温度传感器、电压传感器、放电电阻、IGBT驱动板、支撑电容、高频变压器、电抗器、二极管和电流传感器。充电机EMI模块75是充电机的低通滤波器，通常由串联电抗器和并联电容器组成，用于是许设备正常工作时的频率信号进入设备，而抑制高频的干扰信号。

在上述车用动力单元中，优选的是，第一冷却风道91的风向为由第一独立舱室10至第二独立舱室20，第二冷却风道92的风向为由第七独立舱室70至第六独立舱室60。

需要说明的是，第一冷却风道91和第二冷却风道92的走向并不相同，第一冷却风道91的冷却风走向为从牵引变流器组件11的独立舱室进入，从第一风机21的独立舱室排出，第二冷却风道92的冷却风走向为从辅助变流器组件71的独立舱室进入，从第二风机61的独立舱室排出。不同风向的设置不仅能冷却牵引变流器组件11和辅助变流器组件71，也能在该单元柜80内部产生对流风道，对其余独立舱室内的模块也起到一定的降温作用。

在上述车用动力单元中，优选的是，第一独立舱室10、第三独立舱室30、第四独立舱室40和第七独立舱室70为密封舱，第二独立舱室20、第五独立舱室50和第六独立舱室60为非密封舱。

需要说明的是，各个独立舱室分别设置有不同的模块和器件，优选是全部为密封舱，故第一独立舱室10、第三独立舱室30、第四独立舱室40和第七独立舱室70设置为密封舱结构，防止各个独立舱室之间线路和器件互相干扰。然而，第二独立舱室20和第六独立舱室60分别用于设置第一风机21和第二风机61，为便于通风，将上述的两个舱室设置为非密封舱。并且第五独立舱室50中设置有制动电阻单元51，制动电阻单元51在工作过程中会将牵引电机产生的多余的能量以电阻发热形式消耗，因此第五独立舱室50设置为非密封舱是便于制动电阻单元51散热。

在上述车用动力单元中，优选的是，柜体81通过紧固件83与车体84的端墙或侧墙连接。

需要说明的是，如图14所示，不同于传统的车顶结构，该车用动力单元设置在车体84顶部，不仅可以设置车辆的各个牵引制动单元，而且也可作为车顶使用，兼具制动单元和车顶作用，减小了现有车顶的安装所需空间。车用动力单元的单元柜80的柜体81与车体84的端墙或侧墙通过紧固件83相连，紧固件83优选使用螺钉和铆钉。

在上述车用动力单元中，优选的是，其还包括进线接线端子排46和对外接线盒62，进线接线端子排46和车用动力单元内的各条主线连接，对外接线盒62一端与进线接线端子排46连接，另一端和车体84的电路连接，其中，各条主线均位于柜体81的底部。

需要说明的是，不同现有技术中进线接线口设置在车体84外部，该车用动力单元使用进线接线端子排46和对外接线盒62，将进线接线口设置在柜体81内部，防止雨雪天气对进线接线口产生影响，导致接线点之间短接。对外接线盒62可将受电弓或集电靴供电传输至车辆内体供其使用，使得该车用动力单元还可作为线路转接单元。

如图15所示，进线接线端子排46包括集电靴供电进线正1接口IPC1、集电靴供电进线正2接口IPC2、受电弓供电进线正接口IRT、集电靴供电进线负1接口INC1、集电靴供电进线负2接口INC2、对外接线负接口I1、牵引正线接口I2、直流-直流负线1接口I3、辅助正线接口I4、直流-直流正线1接口I5、直流-直流正线2接口I6和直流-直流负线2接口I7。

优选地，如图1所示，在柜体81外进线接线端子排46侧还设置有辅助UVMN输出接口200、辅助充电机进风口罩板201、对外接线安装板202、泄压阀203、重载连接器36和蓄电池维护接口204。其中，通过蓄电池维护接口204向蓄电池33内部定期添加电解质溶液，维持蓄电池33性能。如图2所示，在柜体81外进线接线端子排46的相对侧设置有牵引变流器组件进风口罩板205、辅助UMT输出接口206。

在上述车用动力单元中，优选的是，牵引变流器组件11、辅助变流器组件71、充电组件和制动电阻单元51的控制线100均通过接插件和控制机箱连接，控制线100均设置在柜体81的侧板上。

需要说明的是，如图12和13所示，控制线100设置在柜体81的第四独立舱室40内的侧板上，包括辅助EMI模块101、辅助滤波电容102、辅助前端二极管模块103、直流-直流二极管104和风机接触器模块105。其中，辅助EMI模块101、辅助滤波电容102和辅助前端二极管模块103设置在同侧，直流-直流二极管104和风机接触器模块105设置在相对侧。由于主线线路一般为高压线，控制线100为低压线，两者之间会产生电磁干扰，影响线路电气信号传输。所以将控制线100的各个器件模块设置在侧板可以提高该车用动力单元的电磁兼容性能。

在上述车用动力单元中，优选的是，柜体81上设置有加强梁85。

需要说明的是，在柜体81底部还设置有加强梁85，加强梁85包括横向梁体和纵向梁体，提高车辆运行过程中承受冲击力的能力。优选的，此加强梁85设置在柜体81底部。其底部还设置有充电机输出接线口207、集电靴供电进线接口208、牵引电机1接线口209，牵引电机2接线口210和安装吊座211。

优选的，如图16所示，该车用动力单元的主线线路的接口部分包括：对外接线负接口I1、牵引正线接口I2、直流-直流负线1接口I3、辅助正线接口I4、直流-直流正线1接口I5、直流-直流正线2接口I6和直流-直流负线2接口I7。牵引电机1的三相线接口U1V1W1，牵引电机2的三相线接口U2V2W2。辅助变流器组件71逆变后输出的三相四线UVWN接口和UMT接口。

其中，牵引模块、直流-直流模块和制动电阻单元51模块之间的线路具体如下所述：通过牵引正线接口I2接入牵引预充电模块31上的相应接线点，牵引预充电模块31中有两路独立的预充电模块，两组输出接线点分别通过线缆连接到直流电抗器35，直流电抗器35输出点通过线缆连接到牵引变流器组件11中复合母排的电容母排正接线点上。对外接线负接口I1、直流-直流负线1接口I3和直流-直流负线2接口I7是负线接口，为等电位点。通过铜排短接如进线接线端子排46上(图中未示出)，引出2条线缆直接接入牵引变流器组件11中电容母排的负接线点上。

牵引变流器组件11包含两组独立的逆变、斩波和整流电路模块，通过逆变模块，分别接入牵引电机1接线座和牵引电机2接线座63，供牵引电机1和牵引电机2使用。斩波模块输出通过线缆接入制动电阻单元51的正接线点上。两路整流模块输出分别通过线缆接入直流-直流直流电抗器43的输出点，继而接入直流-直流预充电模块42的输出点，直流-直流预充电模块42的输入点分别连接在直流-直流正线1接口I5和直流-直流正线2接口I6上。直流-直流负线1接口I3、直流-直流正线1接口I5和直流-直流正线2接口I6、直流-直流负线2接口I7分别外接两组超级电容器，控制超级电容器的充放电。高压灯指示板12组成并联在超级电容器的正负两端，分别指示两组超级电容器电容电量是否是安全电压，确保操作人员的安全。直流-直流放电模块44优选为两组，其正线分别接入直流-直流正线1接口I5和直流-直流正线2接口I6上，后端通过线缆分别接入直流-直流二极管104后组成输入点，直流-直流二极管104自身组成输出点通过线缆接入制动电阻单元51正接线点。直流-直流放电模块44和直流-直流二极管104组成超级电容器的放电电路，用于释放超级电容器多余电量，保证操作安全。制动电阻单元51的负线是通过直流-直流负线2接口I7引出。

辅助模块、充电机模块两者共用前端输入线路模块，具体接线如下所述：辅助正线I4输入正线，通过线缆接入辅助预充电模块41中接触器输入点，辅助预充电模块41中接触器输出点通过线缆接入辅助直流电抗器45的输入接线点，辅助直流电抗器45的输出接线点通过线缆接入辅助前端二极管模块103的输入点。辅助前端二极管模块103由两组二极管和熔断器组成，两二极管的共用输入点，二极管的输出点分别通过铜排与各自熔断器输入点连接，熔断器输出点分为两组。其中一组通过线缆接入充电机功率模块72输入正线。辅助变流器组件71和充电机功率模块72的负线通过直流-直流负线2接口I7引入。

辅助模块、充电机模块两者后续输出线路模块分别如下所述：辅助变流器组件71将输入直流750V电压通过逆变转换为三相交流380V，通过线缆连接入辅助模块变压器65，辅助模块变压器65和辅助滤波电容102构成三相LC滤波电路。辅助模块变压器65中变压器输出U、V、W三相电流，通过线缆连接入辅助预充电模块41中，然后经过辅助预充电模块41中交流接触器接入辅助EMI模块101。辅助模块变压器65中变压器输出N线通过线缆直接接入辅助EMI模块101中，通过其滤波后输出车辆所用380V交流电。全车的交流接口主要有辅助UVMN输出接口200和辅助UMT输出接口206，另外一路直接接入第一风机21和第二风机61，为两个冷却风机供电。

充电机功率模块72将输入直流750V电压经过斩波转换成直流24V，充电机功率模块72输出有三路，其中一路通过线缆连接到蓄电池前端模块74，蓄电池前端模块74输出有两路，其中一路通过线缆连接到充电机输出接线模块73，其输出直接作为车辆用24V正接线点。充电机功率模块72的另一路直接接到蓄电池33中正接线点。45输出线第2路为24V负线，接到蓄电池33中负接线点，共同构成蓄电池33回路。充电机功率模块72输出线的第三路通过线缆接到充电机EMI模块75正接线点，其负接线点与充电机功率模块72输出线24V负线连接。充电机EMI模块75输出端分别作为全车用直流24V正、负接线点。

该车用动力单元的各模块中均设有接插件，通过接插件将控制线100布置在侧板，再分别汇合接入到TCU控制机箱32和ACU控制机箱37。充电机输出24V电源通过紧急电源34中的电源滤波模块滤波后，使得到达TCU控制机箱32和ACU控制机箱37的电源质量更优。TCU控制机箱32和ACU控制机箱37通过重载连接器36与整车控制***连接到一起。牵引变流器组件11、辅助变流器组件71和充电机功率模块72中的IGBT驱动板通过光纤分别与TCU控制机箱32和ACU控制机箱37连接，保证了信号的传递，避免干扰发生，增强了***的可靠性。其中上述线缆优选使用70方线缆。

优选的，在该车用动力单元的线路中还设有线路转换模块，包括集电靴供电进线正1接口IPC1、集电靴供电进线正2接口IPC2、受电弓供电进线正接口IRT、集电靴供电进线负1接口INC1、集电靴供电进线负2接口INC2、集电靴供电出线正1接口PC1、集电靴供电出线正2接口PC2、集电靴供电出线负1接口NC1、集电靴供电出线负2接口NC2、受电弓供电出线负1接口RT1、受电弓供电出线负2接口RT2。通过在车用动力单元内部转接，将受电弓供电或集电靴供电传输至车体84，供其中的用电器件使用，减少了车体84外部线路连接。

本发明提供的车用动力单元通过将直流-直流模块集成在单元柜80内，减轻车顶装配工作；通过内部主线与控制线100分区域设置，避免其相互之间产生电磁干扰，优化车用动力单元的电磁兼容能力；通过将接线接口设置在柜体81内部，防止其受外部环境影响；通过模块化集成设置各个单元，提高结构布局的紧凑度，提高车用动力单元的牵引效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种车用动力单元，其特征在于，设置在车体顶部，所述车用动力单元包括牵引变流器组件、辅助变流器组件、充电组件、制动电阻单元、单元柜和两套内置有风机的冷却风道；所述单元柜与所述车体的顶部为一体式结构，所述单元柜包括柜体和盖板，所述柜体内分隔为多个独立舱室，所述牵引变流器组件、所述辅助变流器组件、所述充电组件和所述制动电阻单元均位于所述独立舱室内；所述柜体通过紧固件与所述车体的端墙或侧墙连接；

内置有所述牵引变流器组件的舱室设置有第一冷却风道，所述第一冷却风道中设置有第一风机，内置有所述辅助变流器组件以及所述充电组件的舱室设置有第二冷却风道，所述第二冷却风道中设置有第二风机，所述第一冷却风道和所述第二冷却风道的走向不同；

所述充电组件包括牵引预充电模块、蓄电池、辅助预充电模块、直流-直流预充电模块、充电机功率模块和充电机输出接线模块；

所述柜体分隔为三个沿第一方向并排设置的纵向区域，第一纵向区域中沿第二方向串联设置有第一独立舱室、第二独立舱室和第三独立舱室，第二纵向区域中沿所述第二方向串联设置有第四独立舱室，第三纵向区域中设置有第五独立舱室、第六独立舱室和第七独立舱室，其中，所述第一方向和所述第二方向相互垂直，且所述第一独立舱室和所述第五独立舱室位于所述柜体的同一端；

所述第一独立舱室中设置有所述牵引变流器组件，所述第二独立舱室中设置有所述第一风机，所述第三独立舱室中设置有所述牵引预充电模块、控制机箱和所述蓄电池，所述第四独立舱室中设置有所述辅助预充电模块和所述直流-直流预充电模块，所述第五独立舱室中设置有所述制动电阻单元，所述第六独立舱室中设置有所述第二风机，所述第七独立舱室中设置有所述辅助变流器组件、所述充电机功率模块和所述充电机输出接线模块；

还包括进线接线端子排和对外接线盒，所述进线接线端子排和所述车用动力单元内的各条主线连接，所述对外接线盒一端与所述进线接线端子排连接，另一端和所述车体的电路连接，其中，各条所述主线均位于所述柜体的底部；

所述牵引变流器组件、所述辅助变流器组件、所述充电组件和所述制动电阻单元的控制线均通过接插件和所述控制机箱连接，所述控制线均设置在所述柜体的侧板上。

2.根据权利要求1所述的车用动力单元，其特征在于，所述第一冷却风道的风向为由所述第一独立舱室至所述第二独立舱室，所述第二冷却风道的风向为由所述第七独立舱室至所述第六独立舱室。

3.根据权利要求1所述的车用动力单元，其特征在于，所述第一独立舱室、第三独立舱室、第四独立舱室和第七独立舱室为密封舱，所述第二独立舱室、第五独立舱室和第六独立舱室为非密封舱。

4.根据权利要求1-3任一项所述的车用动力单元，其特征在于，所述柜体上设置有加强梁。