本發(fā)明實(shí)施例涉及軌道車輛動(dòng)力技術(shù)，尤其涉及一種車用動(dòng)力單元。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種電子變流設(shè)備在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事及運(yùn)輸行業(yè)所起的作用越來越重要。特別是在軌道車輛領(lǐng)域，近些年軌道車輛逐步向高速、大功率、高可靠性的方向發(fā)展。動(dòng)力單元是輕軌車必不可少的組成部分，根據(jù)整車牽引動(dòng)力和列車編組的要求，動(dòng)力單元安裝在頭車車頂，動(dòng)力單元的功能集成了原牽引變流器、輔助變流器、充電機(jī)和直流-直流轉(zhuǎn)換模塊的電氣功能，并包含了制動(dòng)電阻和蓄電池。其為牽引電機(jī)提供變頻變壓電源，為整車相應(yīng)的用電設(shè)備提供交流380V、220V電源或24V電源。由于車頂空間尺寸有限，故對(duì)動(dòng)力單元結(jié)構(gòu)的整體尺寸有所限制，內(nèi)部結(jié)構(gòu)需要在平面上進(jìn)行布局。同時(shí)長(zhǎng)寬尺寸也有所限制，使得動(dòng)力單元在結(jié)構(gòu)緊湊布局的情況下，同時(shí)保證大功率電氣性能、安裝拆卸簡(jiǎn)單方便，雙重需求為設(shè)計(jì)帶來了非常大的挑戰(zhàn)。

目前，輕軌車輛動(dòng)力單元是采用意大利安薩爾多的技術(shù)方案。在此方案中，動(dòng)力單元集成了牽引變流器、輔助變流器、充電機(jī)、制動(dòng)電阻和蓄電池模塊。其中，直流-直流模塊是單獨(dú)布置在拖車車頂。牽引變流器對(duì)車輛的牽引電機(jī)進(jìn)行控制調(diào)節(jié)；輔助變流器為車輛的部分用電設(shè)備提供380V和220V交流電電源；充電機(jī)為部分用電設(shè)備提供24V直流電電源；直流-直流模塊配合車輛的備用電源超級(jí)電容器使用；制動(dòng)電阻將列車減速過程中將車輛的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成制動(dòng)電阻的熱能耗散；蓄電池模塊作為車輛的緊急電源，為部分用電設(shè)備提供24V直流電電源。

然而上述技術(shù)方案主要存在以下缺點(diǎn)：1)直流-直流模塊是單獨(dú)配置在車輛車頂，增加了車頂裝配工作量，占用車頂更多空間；2)據(jù)申請(qǐng)人了解，國(guó)內(nèi)尚無將輕軌車輛的牽引變流器、輔助變流器、充電組件、直流-直流模塊、制動(dòng)電阻和蓄電池等集成模塊化設(shè)置的方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供的車用動(dòng)力單元能將直流-直流模塊集成在單元柜內(nèi)；防止內(nèi)部主線與控制線之間的電磁干擾，優(yōu)化電磁兼容能力；接線接口內(nèi)置防止其受外部環(huán)境影響；模塊化集成設(shè)置，結(jié)構(gòu)布局緊湊，減輕車頂裝配工作，提高車用動(dòng)力單元的牽引效率。

本發(fā)明提供一種車用動(dòng)力單元，其設(shè)置在車體頂部，車用動(dòng)力單元包括牽引變流器組件、輔助變流器組件、充電組件、制動(dòng)電阻單元、單元柜和兩套內(nèi)置有風(fēng)機(jī)的冷卻風(fēng)道；單元柜與車體的頂部為一體式結(jié)構(gòu)，單元柜包括柜體和蓋板，柜體內(nèi)分隔為多個(gè)獨(dú)立艙室，牽引變流器組件、輔助變流器組件、充電組件和制動(dòng)電阻單元均位于獨(dú)立艙室內(nèi)。

內(nèi)置有牽引變流器組件的艙室設(shè)置有第一冷卻風(fēng)道，第一冷卻風(fēng)道中設(shè)置有第一風(fēng)機(jī)，內(nèi)置有輔助變流器組件以及充電組件的艙室設(shè)置有第二冷卻風(fēng)道，第二冷卻風(fēng)道中設(shè)置有第二風(fēng)機(jī)，第一冷卻風(fēng)道和第二冷卻風(fēng)道的走向不同。

本發(fā)明提供的車用動(dòng)力單元通過將直流-直流模塊集成在單元柜內(nèi)，減輕車頂裝配工作；通過內(nèi)部主線與控制線分區(qū)域設(shè)置，避免其相互之間產(chǎn)生電磁干擾，優(yōu)化車用動(dòng)力單元的電磁兼容能力；通過將接線接口設(shè)置在柜體內(nèi)部，防止其受外部環(huán)境影響；通過模塊化集成設(shè)置各個(gè)單元，提高結(jié)構(gòu)布局的緊湊度，提高車用動(dòng)力單元的牽引效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的車用動(dòng)力單元的單元柜外部的對(duì)外接線安裝板側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的車用動(dòng)力單元的單元柜外部的輔助UMT輸出接口側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的車用動(dòng)力單元的單元柜底部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的車用動(dòng)力單元的柜體內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的車用動(dòng)力單元的第一獨(dú)立艙室內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的車用動(dòng)力單元的第二獨(dú)立艙室內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的車用動(dòng)力單元的第三獨(dú)立艙室內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明實(shí)施例提供的車用動(dòng)力單元的第四獨(dú)立艙室內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本發(fā)明實(shí)施例提供的車用動(dòng)力單元的第五獨(dú)立艙室內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本發(fā)明實(shí)施例提供的車用動(dòng)力單元的第六獨(dú)立艙室內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是本發(fā)明實(shí)施例提供的車用動(dòng)力單元的第七獨(dú)立艙室內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12是本發(fā)明實(shí)施例提供的車用動(dòng)力單元的柜體內(nèi)部側(cè)板輔助EMI模塊側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13是本發(fā)明實(shí)施例提供的車用動(dòng)力單元的柜體內(nèi)部側(cè)板直流-直流二極管側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14是本發(fā)明實(shí)施例提供的車用動(dòng)力單元的單元柜與車體連接關(guān)系示意圖；

圖15是本發(fā)明實(shí)施例提供的車用動(dòng)力單元的進(jìn)線接線端子排結(jié)構(gòu)示意圖；

圖16是本發(fā)明實(shí)施例提供的車用動(dòng)力單元的主線線路示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

10-第一獨(dú)立艙室； 20-第二獨(dú)立艙室；

30-第三獨(dú)立艙室； 40-第四獨(dú)立艙室；

50-第五獨(dú)立艙室； 60-第六獨(dú)立艙室；

70-第七獨(dú)立艙室； 11-牽引變流器組件；

12-高壓燈指示板； 13-牽引電機(jī)1接線座；

21-第一風(fēng)機(jī)； 31-牽引預(yù)充電模塊；

32-TCU控制機(jī)箱； 33-蓄電池；

34-緊急電源； 35-直流電抗器；

36-重載連接器； 37-ACU控制機(jī)箱；

41-輔助預(yù)充電模塊； 42-直流-直流預(yù)充電模塊；

43-直流-直流直流電抗器； 44-直流-直流放電模塊；

45-輔助直流電抗器； 46-進(jìn)線接線端子排；

51-制動(dòng)電阻單元； 61-第二風(fēng)機(jī)；

62-對(duì)外接線盒； 63-牽引電機(jī)2接線座；

64-集電靴供電接線點(diǎn)； 65-輔助模塊變壓器；

66-電抗器； 71-輔助變流器組件；

72-充電機(jī)功率模塊； 73-充電機(jī)輸出接線模塊；

74-蓄電池前端模塊； 75-充電機(jī)EMI模塊；

80-單元柜； 81-柜體；

82-蓋板； 83-緊固件；

84-車體； 85-加強(qiáng)梁；

90-冷卻風(fēng)道； 91-第一冷卻風(fēng)道；

92-第二冷卻風(fēng)道； IPC1-集電靴供電進(jìn)線正1接口；

IPC2-集電靴供電進(jìn)線正2接口； IRT-受電弓供電進(jìn)線正接口；

INC1-集電靴供電進(jìn)線負(fù)1接口； INC2-集電靴供電進(jìn)線負(fù)2接口；

I1-對(duì)外接線負(fù)接口； I2-牽引正線接口；

I3-直流-直流負(fù)線1接口； I4-輔助正線接口；

I5-直流-直流正線1接口； I6-直流-直流正線2接口；

I7-直流-直流負(fù)線2接口； PC1-集電靴供電出線正1接口；

PC2-集電靴供電出線正2接口； NC1-集電靴供電出線負(fù)1接口；

NC2-集電靴供電出線負(fù)2接口； RT1-受電弓供電出線負(fù)1接口；

RT2-受電弓供電出線負(fù)2接口； 100-控制線；

101-輔助EMI模塊； 102-輔助濾波電容；

103-輔助前端二極管模塊； 104-直流-直流二極管；

105-風(fēng)機(jī)接觸器模塊； 200-輔助UVMN輸出接口；

201-輔助充電機(jī)進(jìn)風(fēng)口罩板； 202-對(duì)外接線安裝板；

203-泄壓閥； 204-蓄電池維護(hù)接口；

205-牽引變流器組件進(jìn)風(fēng)口罩板； 206-輔助UMT輸出接口；

207-充電機(jī)輸出接線口； 208-集電靴供電進(jìn)線接口；

209-牽引電機(jī)1接線口； 210-牽引電機(jī)2接線口；

211-安裝吊座。

具體實(shí)施方式

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的車用動(dòng)力單元的單元柜外部的對(duì)外接線安裝板側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的車用動(dòng)力單元的單元柜外部的輔助UMT輸出接口側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的車用動(dòng)力單元的單元柜底部結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的車用動(dòng)力單元的柜體內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的車用動(dòng)力單元的第一獨(dú)立艙室內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的車用動(dòng)力單元的第二獨(dú)立艙室內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的車用動(dòng)力單元的第三獨(dú)立艙室內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，圖8是本發(fā)明實(shí)施例提供的車用動(dòng)力單元的第四獨(dú)立艙室內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，圖9是本發(fā)明實(shí)施例提供的車用動(dòng)力單元的第五獨(dú)立艙室內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，圖10是本發(fā)明實(shí)施例提供的車用動(dòng)力單元的第六獨(dú)立艙室內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，圖11是本發(fā)明實(shí)施例提供的車用動(dòng)力單元的第七獨(dú)立艙室內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，圖12是本發(fā)明實(shí)施例提供的車用動(dòng)力單元的柜體內(nèi)部側(cè)板輔助EMI模塊側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖，圖13是本發(fā)明實(shí)施例提供的車用動(dòng)力單元的柜體內(nèi)部側(cè)板直流-直流二極管側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖，圖14是本發(fā)明實(shí)施例提供的車用動(dòng)力單元的單元柜與車體連接關(guān)系示意圖，圖15是本發(fā)明實(shí)施例提供的車用動(dòng)力單元的進(jìn)線接線端子排結(jié)構(gòu)示意圖，圖16是本發(fā)明實(shí)施例提供的車用動(dòng)力單元的主線線路示意圖。

如圖1-15所示，本發(fā)明提供的一種車用動(dòng)力單元，其設(shè)置在車體84頂部，該車用動(dòng)力單元包括牽引變流器組件11、輔助變流器組件71、充電組件、制動(dòng)電阻單元51、單元柜80和兩套內(nèi)置有風(fēng)機(jī)的冷卻風(fēng)道90；單元柜80與車體84的頂部為一體式結(jié)構(gòu)，單元柜80包括柜體81和蓋板82，柜體81內(nèi)分隔為多個(gè)獨(dú)立艙室，牽引變流器組件11、輔助變流器組件71、充電組件和制動(dòng)電阻單元51均位于獨(dú)立艙室內(nèi)；

內(nèi)置有牽引變流器組件11的艙室設(shè)置有第一冷卻風(fēng)道91，第一冷卻風(fēng)道91中設(shè)置有第一風(fēng)機(jī)21，內(nèi)置有輔助變流器組件71以及充電組件的艙室設(shè)置有第二冷卻風(fēng)道92，第二冷卻風(fēng)道92中設(shè)置有第二風(fēng)機(jī)61，第一冷卻風(fēng)道91和第二冷卻風(fēng)道92的走向不同。

需要說明的是，該車用動(dòng)力單元中，牽引變流器組件11、輔助變流器組件71、充電組件、制動(dòng)電阻單元51和兩套冷卻風(fēng)道90均分模塊化設(shè)置在單元柜80的柜體81內(nèi)部。單元柜80與車體84頂部為一體式結(jié)構(gòu)，省去現(xiàn)有技術(shù)中單獨(dú)設(shè)置的車頂結(jié)構(gòu)，減輕了車頂額外裝配工作，給車頂預(yù)留出較大空間，減少了整個(gè)車頂?shù)恼加每臻g。其中牽引變流器組件11用于控制調(diào)節(jié)牽引電機(jī)的輸入電壓或電流，輔助變流器是將受電弓供電的輸入電壓轉(zhuǎn)變?yōu)檐囉脛?dòng)力單元內(nèi)部各模塊使用的380V或220V電壓。充電組件為各功率器件提供所需保護(hù)，防止因電網(wǎng)電壓的巨大波動(dòng)而損壞電器件。制動(dòng)電阻用于控制電機(jī)快速停車中，將電機(jī)因快速停車所產(chǎn)生的再生電能轉(zhuǎn)化為熱能。

其中，冷卻風(fēng)道90包括第一冷卻風(fēng)道91和第二冷卻風(fēng)道92，第一冷卻風(fēng)道91通過第一風(fēng)機(jī)21工作，主要用于牽引變流器組件11的冷卻。第二冷卻風(fēng)道92通過第二風(fēng)機(jī)61工作，主要用于輔助變流器組件71的冷卻。通過兩組獨(dú)立的冷卻風(fēng)道系統(tǒng)，避免因第一風(fēng)機(jī)21出現(xiàn)故障時(shí)導(dǎo)致車輛輔助電源和控制電源不能工作。

在上述車用動(dòng)力單元中，優(yōu)選的是，充電組件包括牽引預(yù)充電模塊31、蓄電池33、輔助預(yù)充電模塊41、直流-直流預(yù)充電模塊42、充電機(jī)功率模塊72和充電機(jī)輸出接線模塊73。

需要說明的是，牽引預(yù)充電模塊31、輔助預(yù)充電模塊41和直流-直流預(yù)充電模塊42為牽引電機(jī)、輔助電機(jī)和直流-直流轉(zhuǎn)換器電路預(yù)充電，防止受電弓供電，電路接通瞬間存在較大電流，破壞牽引變流、輔助變流和直流-直流轉(zhuǎn)換器電路。充電組件中優(yōu)選的還包括超級(jí)電容器，在該車用動(dòng)力單元外部供電停止或電量較低時(shí)，超級(jí)電容器為其供電，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。

在上述車用動(dòng)力單元中，優(yōu)選的是，柜體81分隔為三個(gè)沿第一方向并排設(shè)置的縱向區(qū)域，第一縱向區(qū)域中沿第二方向串聯(lián)設(shè)置有第一獨(dú)立艙室10、第二獨(dú)立艙室20和第三獨(dú)立艙室30，第二縱向區(qū)域中沿第二方向串聯(lián)設(shè)置有第四獨(dú)立艙室40，第三縱向區(qū)域中設(shè)置有第五獨(dú)立艙室50、第六獨(dú)立艙室60和第七獨(dú)立艙室70，其中，第一方向和第二方向相互垂直，且第一獨(dú)立艙室10和第五獨(dú)立艙室50位于柜體81的同一端；

第一獨(dú)立艙室10中設(shè)置有牽引變流器組件11，第二獨(dú)立艙室20中設(shè)置有第一風(fēng)機(jī)21，第三獨(dú)立艙室30中設(shè)置有牽引預(yù)充電模塊31、控制機(jī)箱和蓄電池33，第四獨(dú)立艙室40中設(shè)置有輔助預(yù)充電模塊41和直流-直流預(yù)充電模塊42，第五獨(dú)立艙室50中設(shè)置有制動(dòng)電阻單元51，第六獨(dú)立艙室60中設(shè)置有第二風(fēng)機(jī)61，第七獨(dú)立艙室70中設(shè)置有輔助變流器組件71、充電機(jī)功率模塊72和充電機(jī)輸出接線模塊73。

需要說明的是，單元柜80內(nèi)分別設(shè)置各個(gè)獨(dú)立艙室，這種模塊化設(shè)置提高了該車用動(dòng)力單元的集成化程度。其中第一獨(dú)立艙室10中包括牽引變流器組件11、高壓燈指示板12和牽引電機(jī)1接線座13。牽引變流器組件11集成了散熱器、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)、復(fù)合母排、溫度傳感器、電壓傳感器、放電電阻、IGBT驅(qū)動(dòng)板和支撐電容組件。高壓燈指示板12中，當(dāng)超級(jí)電容電壓高于36V，指示燈板紅燈亮，起到警示作用。牽引電機(jī)1接線座13包括三相線接口(U1、V1和W1)、受電弓供電進(jìn)線正接口IRT、集電靴供電進(jìn)線正1接口IPC1。

第二獨(dú)立艙室20中設(shè)置第一風(fēng)機(jī)21，為牽引變流器組件11散熱冷卻。

第三獨(dú)立艙室30中通過隔板分開設(shè)置有牽引預(yù)充電模塊31、TCU(Transmission Control Unit，傳輸控制單元)控制機(jī)箱、蓄電池33、緊急電源34、直流電抗器35、重載連接器36和ACU(Auto Control Unit，自動(dòng)控制單元)控制機(jī)箱。其中，緊急電源34中還設(shè)置有用于濾出特定頻率電信號(hào)的電源濾波模塊。在此艙室中用隔板將各模塊分隔設(shè)置是為了防止蓄電池33漏液污染到其他電器件。

第四獨(dú)立艙室40中設(shè)置有輔助預(yù)充電模塊41、直流-直流預(yù)充電模塊42、直流-直流直流電抗器43、直流-直流放電模塊44、輔助直流電抗器45和進(jìn)線接線端子排46。

第五獨(dú)立艙室50中設(shè)置制動(dòng)電阻單元51，用于將牽引電機(jī)的再生能量以熱能方式消耗的載體，優(yōu)選使用波紋電阻和鋁合金電阻，波紋電阻采用表面立式波紋有利于散熱減低寄生電感量，并選用高阻燃無機(jī)涂層，有效保護(hù)電阻絲不被老化，延長(zhǎng)使用壽命；鋁合金電阻易緊密安裝、易附加散熱器，外型美觀，高散熱性的鋁合金外盒全包封結(jié)構(gòu)，具有極強(qiáng)的耐振性，耐氣候性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

第六獨(dú)立艙室60中設(shè)置有第二風(fēng)機(jī)61、對(duì)外接線盒62、牽引電機(jī)2接線座63、集電靴供電接線點(diǎn)64、輔助模塊變壓器65和電抗器66，用于限制短路電流和限制受電弓供電中的高次諧波。

第七獨(dú)立艙室70中設(shè)置有輔助變流器組件71、充電機(jī)功率模塊72、充電機(jī)輸出接線模塊73、蓄電池前端模塊74、充電機(jī)EMI(Electron-Magnetic Interference，電磁干擾)模塊75。其中充電機(jī)功率模塊72集成了散熱器、IGBT、復(fù)合母排、溫度傳感器、電壓傳感器、放電電阻、IGBT驅(qū)動(dòng)板、支撐電容、高頻變壓器、電抗器、二極管和電流傳感器。充電機(jī)EMI模塊75是充電機(jī)的低通濾波器，通常由串聯(lián)電抗器和并聯(lián)電容器組成，用于是許設(shè)備正常工作時(shí)的頻率信號(hào)進(jìn)入設(shè)備，而抑制高頻的干擾信號(hào)。

在上述車用動(dòng)力單元中，優(yōu)選的是，第一冷卻風(fēng)道91的風(fēng)向?yàn)橛傻谝华?dú)立艙室10至第二獨(dú)立艙室20，第二冷卻風(fēng)道92的風(fēng)向?yàn)橛傻谄擢?dú)立艙室70至第六獨(dú)立艙室60。

需要說明的是，第一冷卻風(fēng)道91和第二冷卻風(fēng)道92的走向并不相同，第一冷卻風(fēng)道91的冷卻風(fēng)走向?yàn)閺臓恳兞髌鹘M件11的獨(dú)立艙室進(jìn)入，從第一風(fēng)機(jī)21的獨(dú)立艙室排出，第二冷卻風(fēng)道92的冷卻風(fēng)走向?yàn)閺妮o助變流器組件71的獨(dú)立艙室進(jìn)入，從第二風(fēng)機(jī)61的獨(dú)立艙室排出。不同風(fēng)向的設(shè)置不僅能冷卻牽引變流器組件11和輔助變流器組件71，也能在該單元柜80內(nèi)部產(chǎn)生對(duì)流風(fēng)道，對(duì)其余獨(dú)立艙室內(nèi)的模塊也起到一定的降溫作用。

在上述車用動(dòng)力單元中，優(yōu)選的是，第一獨(dú)立艙室10、第三獨(dú)立艙室30、第四獨(dú)立艙室40和第七獨(dú)立艙室70為密封艙，第二獨(dú)立艙室20、第五獨(dú)立艙室50和第六獨(dú)立艙室60為非密封艙。

需要說明的是，各個(gè)獨(dú)立艙室分別設(shè)置有不同的模塊和器件，優(yōu)選是全部為密封艙，故第一獨(dú)立艙室10、第三獨(dú)立艙室30、第四獨(dú)立艙室40和第七獨(dú)立艙室70設(shè)置為密封艙結(jié)構(gòu)，防止各個(gè)獨(dú)立艙室之間線路和器件互相干擾。然而，第二獨(dú)立艙室20和第六獨(dú)立艙室60分別用于設(shè)置第一風(fēng)機(jī)21和第二風(fēng)機(jī)61，為便于通風(fēng)，將上述的兩個(gè)艙室設(shè)置為非密封艙。并且第五獨(dú)立艙室50中設(shè)置有制動(dòng)電阻單元51，制動(dòng)電阻單元51在工作過程中會(huì)將牽引電機(jī)產(chǎn)生的多余的能量以電阻發(fā)熱形式消耗，因此第五獨(dú)立艙室50設(shè)置為非密封艙是便于制動(dòng)電阻單元51散熱。

在上述車用動(dòng)力單元中，優(yōu)選的是，柜體81通過緊固件83與車體84的端墻或側(cè)墻連接。

需要說明的是，如圖14所示，不同于傳統(tǒng)的車頂結(jié)構(gòu)，該車用動(dòng)力單元設(shè)置在車體84頂部，不僅可以設(shè)置車輛的各個(gè)牽引制動(dòng)單元，而且也可作為車頂使用，兼具制動(dòng)單元和車頂作用，減小了現(xiàn)有車頂?shù)陌惭b所需空間。車用動(dòng)力單元的單元柜80的柜體81與車體84的端墻或側(cè)墻通過緊固件83相連，緊固件83優(yōu)選使用螺釘和鉚釘。

在上述車用動(dòng)力單元中，優(yōu)選的是，其還包括進(jìn)線接線端子排46和對(duì)外接線盒62，進(jìn)線接線端子排46和車用動(dòng)力單元內(nèi)的各條主線連接，對(duì)外接線盒62一端與進(jìn)線接線端子排46連接，另一端和車體84的電路連接，其中，各條主線均位于柜體81的底部。

需要說明的是，不同現(xiàn)有技術(shù)中進(jìn)線接線口設(shè)置在車體84外部，該車用動(dòng)力單元使用進(jìn)線接線端子排46和對(duì)外接線盒62，將進(jìn)線接線口設(shè)置在柜體81內(nèi)部，防止雨雪天氣對(duì)進(jìn)線接線口產(chǎn)生影響，導(dǎo)致接線點(diǎn)之間短接。對(duì)外接線盒62可將受電弓或集電靴供電傳輸至車輛內(nèi)體供其使用，使得該車用動(dòng)力單元還可作為線路轉(zhuǎn)接單元。

如圖15所示，進(jìn)線接線端子排46包括集電靴供電進(jìn)線正1接口IPC1、集電靴供電進(jìn)線正2接口IPC2、受電弓供電進(jìn)線正接口IRT、集電靴供電進(jìn)線負(fù)1接口INC1、集電靴供電進(jìn)線負(fù)2接口INC2、對(duì)外接線負(fù)接口I1、牽引正線接口I2、直流-直流負(fù)線1接口I3、輔助正線接口I4、直流-直流正線1接口I5、直流-直流正線2接口I6和直流-直流負(fù)線2接口I7。

優(yōu)選地，如圖1所示，在柜體81外進(jìn)線接線端子排46側(cè)還設(shè)置有輔助UVMN輸出接口200、輔助充電機(jī)進(jìn)風(fēng)口罩板201、對(duì)外接線安裝板202、泄壓閥203、重載連接器36和蓄電池維護(hù)接口204。其中，通過蓄電池維護(hù)接口204向蓄電池33內(nèi)部定期添加電解質(zhì)溶液，維持蓄電池33性能。如圖2所示，在柜體81外進(jìn)線接線端子排46的相對(duì)側(cè)設(shè)置有牽引變流器組件進(jìn)風(fēng)口罩板205、輔助UMT輸出接口206。

在上述車用動(dòng)力單元中，優(yōu)選的是，牽引變流器組件11、輔助變流器組件71、充電組件和制動(dòng)電阻單元51的控制線100均通過接插件和控制機(jī)箱連接，控制線100均設(shè)置在柜體81的側(cè)板上。

需要說明的是，如圖12和13所示，控制線100設(shè)置在柜體81的第四獨(dú)立艙室40內(nèi)的側(cè)板上，包括輔助EMI模塊101、輔助濾波電容102、輔助前端二極管模塊103、直流-直流二極管104和風(fēng)機(jī)接觸器模塊105。其中，輔助EMI模塊101、輔助濾波電容102和輔助前端二極管模塊103設(shè)置在同側(cè)，直流-直流二極管104和風(fēng)機(jī)接觸器模塊105設(shè)置在相對(duì)側(cè)。由于主線線路一般為高壓線，控制線100為低壓線，兩者之間會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，影響線路電氣信號(hào)傳輸。所以將控制線100的各個(gè)器件模塊設(shè)置在側(cè)板可以提高該車用動(dòng)力單元的電磁兼容性能。

在上述車用動(dòng)力單元中，優(yōu)選的是，柜體81上設(shè)置有加強(qiáng)梁85。

需要說明的是，在柜體81底部還設(shè)置有加強(qiáng)梁85，加強(qiáng)梁85包括橫向梁體和縱向梁體，提高車輛運(yùn)行過程中承受沖擊力的能力。優(yōu)選的，此加強(qiáng)梁85設(shè)置在柜體81底部。其底部還設(shè)置有充電機(jī)輸出接線口207、集電靴供電進(jìn)線接口208、牽引電機(jī)1接線口209，牽引電機(jī)2接線口210和安裝吊座211。

優(yōu)選的，如圖16所示，該車用動(dòng)力單元的主線線路的接口部分包括：對(duì)外接線負(fù)接口I1、牽引正線接口I2、直流-直流負(fù)線1接口I3、輔助正線接口I4、直流-直流正線1接口I5、直流-直流正線2接口I6和直流-直流負(fù)線2接口I7。牽引電機(jī)1的三相線接口U1V1W1，牽引電機(jī)2的三相線接口U2V2W2。輔助變流器組件71逆變后輸出的三相四線UVWN接口和UMT接口。

其中，牽引模塊、直流-直流模塊和制動(dòng)電阻單元51模塊之間的線路具體如下所述：通過牽引正線接口I2接入牽引預(yù)充電模塊31上的相應(yīng)接線點(diǎn)，牽引預(yù)充電模塊31中有兩路獨(dú)立的預(yù)充電模塊，兩組輸出接線點(diǎn)分別通過線纜連接到直流電抗器35，直流電抗器35輸出點(diǎn)通過線纜連接到牽引變流器組件11中復(fù)合母排的電容母排正接線點(diǎn)上。對(duì)外接線負(fù)接口I1、直流-直流負(fù)線1接口I3和直流-直流負(fù)線2接口I7是負(fù)線接口，為等電位點(diǎn)。通過銅排短接如進(jìn)線接線端子排46上(圖中未示出)，引出2條線纜直接接入牽引變流器組件11中電容母排的負(fù)接線點(diǎn)上。

牽引變流器組件11包含兩組獨(dú)立的逆變、斬波和整流電路模塊，通過逆變模塊，分別接入牽引電機(jī)1接線座和牽引電機(jī)2接線座63，供牽引電機(jī)1和牽引電機(jī)2使用。斬波模塊輸出通過線纜接入制動(dòng)電阻單元51的正接線點(diǎn)上。兩路整流模塊輸出分別通過線纜接入直流-直流直流電抗器43的輸出點(diǎn)，繼而接入直流-直流預(yù)充電模塊42的輸出點(diǎn)，直流-直流預(yù)充電模塊42的輸入點(diǎn)分別連接在直流-直流正線1接口I5和直流-直流正線2接口I6上。直流-直流負(fù)線1接口I3、直流-直流正線1接口I5和直流-直流正線2接口I6、直流-直流負(fù)線2接口I7分別外接兩組超級(jí)電容器，控制超級(jí)電容器的充放電。高壓燈指示板12組成并聯(lián)在超級(jí)電容器的正負(fù)兩端，分別指示兩組超級(jí)電容器電容電量是否是安全電壓，確保操作人員的安全。直流-直流放電模塊44優(yōu)選為兩組，其正線分別接入直流-直流正線1接口I5和直流-直流正線2接口I6上，后端通過線纜分別接入直流-直流二極管104后組成輸入點(diǎn)，直流-直流二極管104自身組成輸出點(diǎn)通過線纜接入制動(dòng)電阻單元51正接線點(diǎn)。直流-直流放電模塊44和直流-直流二極管104組成超級(jí)電容器的放電電路，用于釋放超級(jí)電容器多余電量，保證操作安全。制動(dòng)電阻單元51的負(fù)線是通過直流-直流負(fù)線2接口I7引出。

輔助模塊、充電機(jī)模塊兩者共用前端輸入線路模塊，具體接線如下所述：輔助正線I4輸入正線，通過線纜接入輔助預(yù)充電模塊41中接觸器輸入點(diǎn)，輔助預(yù)充電模塊41中接觸器輸出點(diǎn)通過線纜接入輔助直流電抗器45的輸入接線點(diǎn)，輔助直流電抗器45的輸出接線點(diǎn)通過線纜接入輔助前端二極管模塊103的輸入點(diǎn)。輔助前端二極管模塊103由兩組二極管和熔斷器組成，兩二極管的共用輸入點(diǎn)，二極管的輸出點(diǎn)分別通過銅排與各自熔斷器輸入點(diǎn)連接，熔斷器輸出點(diǎn)分為兩組。其中一組通過線纜接入充電機(jī)功率模塊72輸入正線。輔助變流器組件71和充電機(jī)功率模塊72的負(fù)線通過直流-直流負(fù)線2接口I7引入。

輔助模塊、充電機(jī)模塊兩者后續(xù)輸出線路模塊分別如下所述：輔助變流器組件71將輸入直流750V電壓通過逆變轉(zhuǎn)換為三相交流380V，通過線纜連接入輔助模塊變壓器65，輔助模塊變壓器65和輔助濾波電容102構(gòu)成三相LC濾波電路。輔助模塊變壓器65中變壓器輸出U、V、W三相電流，通過線纜連接入輔助預(yù)充電模塊41中，然后經(jīng)過輔助預(yù)充電模塊41中交流接觸器接入輔助EMI模塊101。輔助模塊變壓器65中變壓器輸出N線通過線纜直接接入輔助EMI模塊101中，通過其濾波后輸出車輛所用380V交流電。全車的交流接口主要有輔助UVMN輸出接口200和輔助UMT輸出接口206，另外一路直接接入第一風(fēng)機(jī)21和第二風(fēng)機(jī)61，為兩個(gè)冷卻風(fēng)機(jī)供電。

充電機(jī)功率模塊72將輸入直流750V電壓經(jīng)過斬波轉(zhuǎn)換成直流24V，充電機(jī)功率模塊72輸出有三路，其中一路通過線纜連接到蓄電池前端模塊74，蓄電池前端模塊74輸出有兩路，其中一路通過線纜連接到充電機(jī)輸出接線模塊73，其輸出直接作為車輛用24V正接線點(diǎn)。充電機(jī)功率模塊72的另一路直接接到蓄電池33中正接線點(diǎn)。45輸出線第2路為24V負(fù)線，接到蓄電池33中負(fù)接線點(diǎn)，共同構(gòu)成蓄電池33回路。充電機(jī)功率模塊72輸出線的第三路通過線纜接到充電機(jī)EMI模塊75正接線點(diǎn)，其負(fù)接線點(diǎn)與充電機(jī)功率模塊72輸出線24V負(fù)線連接。充電機(jī)EMI模塊75輸出端分別作為全車用直流24V正、負(fù)接線點(diǎn)。

該車用動(dòng)力單元的各模塊中均設(shè)有接插件，通過接插件將控制線100布置在側(cè)板，再分別匯合接入到TCU控制機(jī)箱32和ACU控制機(jī)箱37。充電機(jī)輸出24V電源通過緊急電源34中的電源濾波模塊濾波后，使得到達(dá)TCU控制機(jī)箱32和ACU控制機(jī)箱37的電源質(zhì)量更優(yōu)。TCU控制機(jī)箱32和ACU控制機(jī)箱37通過重載連接器36與整車控制系統(tǒng)連接到一起。牽引變流器組件11、輔助變流器組件71和充電機(jī)功率模塊72中的IGBT驅(qū)動(dòng)板通過光纖分別與TCU控制機(jī)箱32和ACU控制機(jī)箱37連接，保證了信號(hào)的傳遞，避免干擾發(fā)生，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。其中上述線纜優(yōu)選使用70方線纜。

優(yōu)選的，在該車用動(dòng)力單元的線路中還設(shè)有線路轉(zhuǎn)換模塊，包括集電靴供電進(jìn)線正1接口IPC1、集電靴供電進(jìn)線正2接口IPC2、受電弓供電進(jìn)線正接口IRT、集電靴供電進(jìn)線負(fù)1接口INC1、集電靴供電進(jìn)線負(fù)2接口INC2、集電靴供電出線正1接口PC1、集電靴供電出線正2接口PC2、集電靴供電出線負(fù)1接口NC1、集電靴供電出線負(fù)2接口NC2、受電弓供電出線負(fù)1接口RT1、受電弓供電出線負(fù)2接口RT2。通過在車用動(dòng)力單元內(nèi)部轉(zhuǎn)接，將受電弓供電或集電靴供電傳輸至車體84，供其中的用電器件使用，減少了車體84外部線路連接。

本發(fā)明提供的車用動(dòng)力單元通過將直流-直流模塊集成在單元柜80內(nèi)，減輕車頂裝配工作；通過內(nèi)部主線與控制線100分區(qū)域設(shè)置，避免其相互之間產(chǎn)生電磁干擾，優(yōu)化車用動(dòng)力單元的電磁兼容能力；通過將接線接口設(shè)置在柜體81內(nèi)部，防止其受外部環(huán)境影響；通過模塊化集成設(shè)置各個(gè)單元，提高結(jié)構(gòu)布局的緊湊度，提高車用動(dòng)力單元的牽引效率。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。