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电动轨道机车电驱动解决方案
1 电动驱车方案优势 经济效益高：相同功率下，比内燃机车节省80%左右的费用； 节能环保：无烟尘排放，噪音下降85%以上，绿色环保； 动力强劲：启动牵引力提升约50%、持续牵引力提升约25%； 工作环境舒适：有效隔离粉尘，远离尾气噪音，四季恒温空调； 运行平稳：无级调速，启动时即可实现最大扭矩输出。 2 技术优势 1、基于自主研发的驱动调试软件，对驱动控制算法和电机参数特性进行了全面的功能模式调优，包括：速度模式、扭矩模式、电流模式、开环模式、电感电流测试模式、力矩电流测试模式。采用非线性磁场定位控制、最大扭矩电流比和最大扭矩电压比控制，电机持续工作在最高效率点，系统最高效率高于96%，电机损耗小，发热低。  力矩-电流关系  Ldd-Idq分布  Φq-Idq分布 2、创新的减速箱—电机耦合设计，可适应多种驱动方式需求，最大限度简化车型适配。通过选择不同的组合方式，可实现1500吨到6000吨载荷车型的动力配置方案。  3、采用先进的FDM（Frame-Driver-Module）驱动分层结构设计，使软件各模块耦合低，整体软件具有高复用性、可维护性和可移植性，且支持Simulink的图形化编程方式，可在线仿真验证。  4、任用多重保护措施，在提升极限牵引能力的同时，充分保障连续恶劣工况下的稳定性与安全性。
3 方案构成  动力电池组 采用宁德时代液冷电动汽车用锂离子动力蓄电池包，容量可根据需要选配。采用液冷设计，提高电池组散热效率，适用高温工况，延长电池组寿命。电池组标配灭火系统，有险情发生时自动触发。电池组支持最大400A双枪充电，充电半小时可达80%电量。 电机和驱动控制系统 标配300KW永磁同步电机，接驳减速箱。一台电机配一台驱动器，可以实现每个电机单独控制转速及输出扭矩，控制各轴转速同步，各电机输出扭矩平均分配。即使某一台电机或控制器出现故障，剩余电机和控制器仍可正常工作。 优化设计的大功率同步永磁电机，具有效率高、功率因数高、力能指标好、控制精度高等优势，兼具能量回收功能。可以实现转速控制和扭矩控制两种运行模式。采用水冷散热系统，防止电机温度过高引起功率下降、防退磁、延长电机使用寿命。 集中控制器 集中控制器集成了整车高压配电箱PDU、动力电机驱动器、空压机驱动器ACM和DCDC（为整车提供低压24V控制电源，同时给蓄电池充电），其优点表现在：
动力电机驱动器
整车控制器（VCU） 整车控制器通过CAN总线连接控制台按钮和智能仪表及其他传感器信号，协调控制下层的各部件控制器如BMS、MCU等的工作，提供统一的管理、调度、分析和运算，针对车型的不同配置，进行相应的能量管理，实现整车驱动控制、能量回收控制、附件控制和故障诊断等功能。 车身控制器（BCM） 车身控制器通过CAN总线获取控制台操控信号，判断接通或者关断相应的负载线路，实时反馈各负载线路工作电流及其工作状态给整车控制器。同时，提供短路保护和断路诊断功能，当负载出现异常时，及时保护供电线路和负载设备。 车身控制器还能快速检测到MOS管的管压降并及时作出反应，有效地避免温升，使MOS管长时间处于保护状态时也不会招致损坏。 制动系统 在传统制动系统的基础上，增加电子刹车功能。紧急制动时，驱动电机可以提供大扭矩制动力。利用独有的被动测速轮技术，可以实现打滑制动撒沙、紧急制动防抱死等控制功能。 采用新能源专用无油空压机为主、大流量涡旋空压机为辅双机组方案，配合气路智能控制逻辑，有效降低各机组工作时长和强度，节约能源，大大延长保养寿命，节约人力成本。 采用智能电磁阀设计，可以精确控制制动缸压力，制动力线性流畅。 电器系统 提供智能化、人性化驾驶室电器配置。配备自动大灯、自动雨刷、自动空调、AC220V大功率生活用电、110V对讲机专用电源、车载影像记录仪。全车照明光源采用LED，节能高效亮度大。 遥控系统 提供无线遥控操作功能。
充电桩 选用 EVDCY120-2 型一体式直流充电桩，具有符合国标的直流充电口。该充电桩充电性能稳定，保护功能齐全，具有急停保护、过欠压保护、过流保护、绝缘故障保护、电池反接保护等机制。单双枪自动切换功率。 本地和远程监控运维 本地配备数据记录仪（黑盒子），可以记录1年以上的运行工况数据，包括全部运行状况，充放电，各种警告和故障等等。为用户对机车的维护保养提供精准的数据支持。 同时，借助4G/5G通信网络，与云端运维平台相连接，实时上传运行工况数据，平台能主动识别异常，并向用户发送告警信息。 授权用户可以通过网络， 使用电脑或手机，实时查看机车的位置、运行工况、报警信息等，及时对机车进行故障处理、健康诊断、维护保养。  ● ● 信息技术来源：武汉智能控制工业技术研究院
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