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1. (MX2013001119) DISPOSITIVO DE CONTROL DE PROPULSION DE VEHICULO ELECTRICO Y SISTEMA DE VEHICULO FERROVIARIO.
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DISPOSITIVO DE CONTROL DE PROPULSIÓN DE VEHÍCULO ELÉCTRICO Y SISTEMA DE VEHÍCULO FERROVIARIO

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se relaciona con un dispositivo de control de propulsión de vehículo eléctrico que incluye un dispositivo de almacenamiento de energía.

Como un dispositivo de control de propulsión de vehículo eléctrico en el pasado, incluían un dispositivo de almacenamiento de energía, existe un dispositivo de control de accionamiento de vehículo descrito en la Literatura de Patentes 1.

El dispositivo de control de propulsión de vehículo incluye un inversor configurado para convertir un voltaje de corriente directa de cualquiera de un alambre aéreo y el dispositivo de almacenamiento de energía o ambos en un voltaje de corriente alterna y un convertidor de CD/CD para convertir el voltaje de corriente directa del alambre aéreo de energía regenerativa de un motor y cargar el dispositivo de almacenamiento de energía. El dispositivo de control de accionamiento de vehículo lleva a cabo el control (suministro de energía del dispositivo de almacenamiento de energía al motor y carga y descarga del dispositivo de almacenamiento de energía) correspondiente a la profundidad de carga del dispositivo de almacenamiento de energía y los estados de un vehículo (marcha, reposo, funcionamiento por inercia y regeneración) .

Lista de citas.

Literatura de Patentes

Literatura de Patentes 1: Solicitud de Patente Japonesa Abierta al Público No. 2005-278269.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION

Problema Técnico

El dispositivo de control de accionamiento o propulsión de vehículo en el pasado es montado con dos dispositivos de conversión de energía, es decir, el convertidor de CD/CD que convierte el voltaje de corriente directa del alambre aéreo en el voltaje de corriente directa del dispositivo de almacenamiento de energía y el inversor que convierte la energía de corriente directa en energía de corriente alterna y acciona el motor. Por lo tanto, existe el problema de que los costos, peso y dimensiones del dispositivo de control de accionamiento de vehículo son grandes.

La presente invención ha sido ideada, en vista de lo anterior y un objetivo de la presente invención es obtener un dispositivo de control de propulsión de vehículo eléctrico que puede ser reducido en costos, tamaño y peso.

Solución al Problema

Para resolver el problema anterior y para lograr el objetivo anterior, en un dispositivo de control de propulsión de vehículo eléctrico que incluye un dispositivo de almacenamiento de energía, el dispositivo de control de propulsión de vehículo eléctrico de la presente invención, incluye: un primer interruptor configurado para efectuar la abertura y cierre de un circuito entre un alambre aéreo y una unidad de conversión de energía, la cual es un destino de suministro de una entrada de voltaje de corriente directa del alambre aéreo; un segundo interruptor configurado para efectuar la abertura y cierre de un circuito entre la unidad de conversión de energía y un motor que genera energía para un vehículo eléctrico; una unidad de conmutación o interrupción configurada para seleccionar una terminal sobre un lado de la unidad de conversión de energía a la cual está conectado el primer interruptor o una terminal sobre un lado de la unidad de conversión de energía a la cual está conectado el segundo interruptor y conecta la terminal al dispositivo de almacenamiento de energía; y una unidad de control configurada para controlar la unidad de conversión de energía, el primer interruptor, el segundo interruptor, y la unidad de interrupción o conmutación para interrumpir una conexión de destino de la unidad de conversión de energía y hacer que la unidad de conversión de energía opere como un inversor o un convertidor de CD/CD de acuerdo con una operación del vehículo eléctrico.

Efectos Ventajosos de la Invención

De acuerdo con la presente invención, la unidad de conversión de energía opera como un inversor y un convertidor de CD/CD. Por lo tanto, no es necesario proporcionar por separado un convertidor de CD/CD para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía. Existe un efecto de que se obtiene un dispositivo de control de propulsión de vehículo eléctrico, en el cual se hace realidad una reducción en el tamaño y peso y una reducción en los costos.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS

La Figura 1 es un diagrama de un ejemplo de configuración de una primera modalidad de un dispositivo de control de propulsión de vehículo eléctrico.

La Figura 2 es un diagrama para explicar la operación de carga de un dispositivo de almacenamiento de energía .

La Figura 3 es un diagrama para explicar la operación para accionar un motor usando el dispositivo de almacenamiento de energía.

La Figura 4 es un diagrama para explicar una configuración ejemplar de un vehículo híbrido, el cual es un vehículo eléctrico de acuerdo con una segunda modalidad.

La Figura 5 es un diagrama para explicar la operación para el uso de un dispositivo de almacenamiento de energía de acuerdo con una tercera modalidad.

La Figura 6 es un diagrama de un ejemplo de configuración de un dispositivo de control de propulsión de vehículo eléctrico de acuerdo con una cuarta modalidad.

La Figura 7 es un diagrama para explicar un ejemplo de operación de un vehículo eléctrico que incluye el dispositivo de control de propulsión de vehículo eléctrico de acuerdo con la cuarta modalidad.

La Figura 8 es un diagrama para explicar un ejemplo de operación del vehículo eléctrico que incluye el dispositivo de control de propulsión de vehículo eléctrico de acuerdo con la cuarta modalidad.

La Figura 9 es un diagrama para explicar un ejemplo de operación del vehículo eléctrico que incluye el dispositivo de control de propulsión de vehículo eléctrico de acuerdo con la cuarta modalidad.

La Figura 10 es un diagrama para explicar un ejemplo de configuración y una operación de un dispositivo de control de propulsión de vehículo eléctrico de acuerdo con una quinta modalidad.

La Figura 11 es un diagrama para explicar un ejemplo de configuración y la operación del dispositivo de control de propulsión de vehículo eléctrico de acuerdo con la quinta modalidad.

La Figura 12 es un diagrama para explicar un ejemplo de configuración y la operación de un dispositivo de control de propulsión de vehículo eléctrico de acuerdo con una sexta modalidad.

La Figura 13 es un diagrama para explicar un ejemplo de configuración y una operación del dispositivo de control de propulsión de vehículo eléctrico de acuerdo con la sexta modalidad.

La Figura 14 es un diagrama para explicar un ejemplo de configuración y la operación de un dispositivo de control de propulsión de vehículo eléctrico de acuerdo con una séptima modalidad.

La Figura 15 es un diagrama para explicar un ejemplo de configuración y la operación del dispositivo de control de propulsión de vehículo eléctrico de acuerdo con la séptima modalidad.

La Figura 16 es un diagrama para explicar un ejemplo de configuración y la operación de un dispositivo de control de propulsión de vehículo eléctrico de acuerdo con una octava modalidad.

La Figura 17 es un diagrama para explicar la operación de carga de un dispositivo de almacenamiento de energía.

La Figura 18 es un diagrama para explicar una secuencia de conmutación o interrupción para interrumpir una fuente de suministro de energía de un alambre aéreo al dispositivo de almacenamiento de energía.

La Figura 19 es un diagrama para explicar la secuencia de interrupción para interrumpir la fuente de suministro de energía de un alambre aéreo al dispositivo de almacenamiento de energía.

La Figura 20 es un diagrama para explicar la secuencia de interrupción para interrumpir la fuente de suministro de energía del alambre aéreo al dispositivo de almacenamiento de energía.

La Figura 21 es un diagrama para explicar la secuencia de interrupción para interrumpir la fuente de suministro de energía del alambre aéreo al dispositivo de almacenamiento de energía.

La Figura 22 es un diagrama para explicar la secuencia de interrupción para interrumpir la fuente de suministro de energía de un alambre aéreo al dispositivo de almacenamiento de energía.

La Figura 23 es un diagrama para explicar una secuencia de interrupción para interrumpir la fuente de suministro de energía del dispositivo de almacenamiento de energía al alambre aéreo.

La Figura 24 es un diagrama para explicar la secuencia de interrupción para interrumpir la fuente de suministro de energía del dispositivo de almacenamiento de energía al alambre aéreo.

La Figura 25 es un diagrama para explicar la secuencia de interrupción para interrumpir la fuente de suministro de energía del dispositivo de almacenamiento de energía al alambre aéreo.

La Figura 26 es un diagrama para explicar la secuencia de interrupción para interrumpir la fuente de suministro de energía del dispositivo de almacenamiento de energía al alambre aéreo.

La Figura 27 es un diagrama para explicar la secuencia de interrupción para interrumpir la fuente de suministro de energía del dispositivo de almacenamiento de energía al alambre aéreo.

La Figura 28 es un diagrama en el cual se muestra una serie de secuencias en las Figuras 17 a 27 como un diagrama de tiempo.

La Figura 29 es un diagrama de un ejemplo de configuración de un dispositivo de control de propulsión de vehículo eléctrico de acuerdo con una novena modalidad.

La Figura 30 es un diagrama para explicar una primera operación de carga para cargar un dispositivo de almacenamiento de energía.

La Figura 31 es un diagrama para explicar una segunda operación de carga para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía.

La Figura 32 es un diagrama para explicar una tercera operación de carga para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía.

La Figura 33 es un diagrama para explicar una cuarta operación de carga para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía.

La Figura 34 es un diagrama para explicar una operación para accionar un motor de corriente alterna usando la energía eléctrica del dispositivo de almacenamiento de energía.

La Figura 35 es un diagrama para explicar una operación para accionar un motor de corriente alterna usando la energía eléctrica de un alambre aéreo de corriente directa.

La Figura 36 es un diagrama para explicar una operación para accionar el motor de corriente alterna usando la energía eléctrica de una batería de combustible.

La Figura 37 es un diagrama para explicar una operación para suministrar la energía eléctrica del alambre aéreo de corriente directa a un alambre aéreo de corriente alterna .

La Figura 38 es un diagrama para explicar una operación para efectuar la conversión de energía entre el alambre aéreo de corriente alterna y el dispositivo de almacenamiento de energía.

La Figura 39 es un diagrama para explicar una quinta operación de carga para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía.

La Figura 40 es un diagrama para explicar una operación para efectuar un arranque de motor usando la energía eléctrica del dispositivo de almacenamiento de energía.

La Figura 41 es un diagrama para explicar una operación para efectuar el arranque de motor usando la energía eléctrica de la batería de combustible.

La Figura 42 es un diagrama para explicar una operación para efectuar el arranque de motor usando la energía eléctrica del alambre aéreo de corriente directa.

La Figura 43 es un diagrama para explicar una operación para suministrar la energía eléctrica de la batería de combustible al alambre aéreo de corriente alterna .

La Figura 44 es un diagrama en el cual se muestran las operaciones mostradas en las Figuras 30 a 43 como una lista de un formato de tabla.

Descripción de las Modalidades

Un dispositivo de control de propulsión de vehículo eléctrico (aquí posteriormente simplemente referido como "dispositivo de control de propulsión" de acuerdo con una modalidad de la presente invención se ejemplifica con detalle más adelante sobre la base de los dibujos. La presente invención no es limitada por las modalidades.

Primera Modalidad

La Figura 1 es un diagrama de un ejemplo de configuración de una primera modalidad del dispositivo de control de propulsión de acuerdo con la presente invención. Como se muestra en esta Figura, el dispositivo de control de propulsión de acuerdo con esta modalidad incluye una unidad de control 1 configurada para controlar unidades en el dispositivo de control de propulsión, un dispositivo recolector de energía 3 configurado para recolectar energía eléctrica de un alambre aéreo 2 conectado a un suministro de energía de corriente directa como una subestación de transformación, interruptores 4, 5, 9, 13, 14, 16 y 19 para abrir y cerrar un circuito, un reactor de filtro 6 y un capacitor de filtro 7 incluidos en un filtro de LC, una unidad de conversión de energía 8 que incluye una pluralidad de elementos de interrupción y configurada para operar como un inversor y un convertidor de CD/CD, un reactor de batería 10 conectado a un lado de salida de la unidad de conversión de energía 8 vía el interruptor 9 y configurado para facilitar un voltaje de salida de una unidad de conversión de energía 8, una unidad de conmutación o interrupción 11 conectada a un lado de entrada (un lado de entrada de un voltaje de corriente directa) y un lado de salida (un lado de salida de un voltaje de corriente alterna de tres fases y un voltaje de corriente directa sometido a conversión de voltaje) de la unidad de conversión de energía 8 y configurada para seleccionar uno del lado de entrada y el lado de salida y conecta el lado seleccionado al dispositivo de almacenamiento de energía explicado más adelante, un capacitor de filtro de batería 12, un dispositivo de almacenamiento de energía 15 que incluye el dispositivo de almacenamiento de energía como una batería secundaria o un capacitor eléctrico de doble capa, un motor 17 conectado al lado de salida de la unidad de conversión de energía 8 vía el interruptor 16, un interruptor 18 y una resistencia de descarga R3 para descargar un capacitor del filtro 7 y ajustar un voltaje terminal, resistencias de carga Rl y R2 usadas respectivamente como resistencias en la carga del capacitor del filtro 7 y el capacitor del filtro de la batería 12, un dispositivo de suministro de energía auxiliar (SIV) 20 configurado para convertir un voltaje de corriente directa suministrado desde el dispositivo de almacenamiento de energía 15 en un voltaje de corriente alterna de tres fases, una máquina auxiliar 21 configurada para recibir el suministro de energía del SIV 20 y operar, detector de corriente CTU, CTV y CTW instalados en el lado de salida de la unidad de conversión de energía 8 configurados para detectar corrientes eléctricas de las fases U, V, y W y un detector de corriente CTB configurado para detectar una corriente eléctrica que fluya hacia el dispositivo de almacenamiento de energía 15, y una corriente eléctrica que fluya hacia fuera el dispositivo de almacenamiento de energía 15. La máquina auxiliar 21, es, por ejemplo, un dispositivo de carga para suministros de energía (baterías) para iluminación y acondicionamiento de aire en el vehículo, un dispositivo de control y similares. El suministro de energía de corriente directa puede ser una fuente de voltaje de corriente directa como una batería de combustible o una batería solar.

Como se muestra en esta figura, la unidad de interrupción o conmutación 11 conecta el lado de entrada o el lado de salida de la unidad de conversión de energía 8 y el dispositivo de almacenamiento de energía 15. La unidad de conmutación 11 está configurada para enviar colectivamente corrientes eléctricas de tres fases al dispositivo de almacenamiento de energía 15 cuando se seleccione el lado de salida.

La unidad de control 1 verifica un voltaje de BEFC del dispositivo de almacenamiento de energía 15, un voltaje BES del capacitor del filtro de la batería 12, un valor de detección de corriente IB del detector de corriente CTB, un voltaje de corriente directa ES suministrado desde el alambre aéreo 2, un voltaje EFC del capacitor del filtro 7, y valores de detección de corriente IU, IV e IW de los detectores de corriente CTU, CTV u CT . La unidad de control 1 recibe información que indica el contenido de operación por medio de un controlador (aquí posteriormente referida como información de operación) . La información de operación incluye la información que indica la operación de servicio (marcha, frenado, funcionamiento por inercia y reposo) del vehículo eléctrico e información que indica la operación de inicio de recepción de energía del dispositivo de almacenamiento de energía 15. La unidad de control 1, controla, sobre la base de los resultados de la verificación y la información de operación recibida del exterior, los interruptores 4, 5, 9, 13, 14 y 16, la unidad de conmutación o interrupción 16, y la unidad de conversión de energía 8 (de manera más específica, los elementos de interrupción incluidos en la unidad de conversión de energía 8).

El dispositivo de control de propulsión que tiene la configuración explicada anteriormente se caracteriza por la abertura del interruptor 16 para desconectar el motor 17 de la unidad de conversión de energía 8 y la carga del dispositivo de almacenamiento de energía 15 usando la unidad de conversión de energía 8 en un estado en el cual no es necesario hacer que el vehículo eléctrico se ponga en marcha y sin la necesidad de usar un freno regenerativo, es decir, un estado durante el reposo, funcionamiento por inercia o similar y un estado en el cual no sea necesario cargar el dispositivo de almacenamiento de energía 15. Las operaciones características del dispositivo de control de propulsión de acuerdo con esta modalidad son explicadas con detalle más adelante.

En el dispositivo de control de propulsión de acuerdo con esta modalidad, el SIV 20 es configurado para convertir un voltaje de salida del dispositivo de almacenamiento de energía 15 y generar un voltaje suministrado a la máquina auxiliar 21. El SIV 20 no convierte un voltaje de alambre aéreo (un voltaje de corriente directa suministrado desde el alambre aéreo 2) en un voltaje de suministro hacia la máquina auxiliar 21. En el dispositivo de control de propulsión de acuerdo con esta modalidad, cuando se hace que el vehículo eléctrico se ponga en marcha, la energía eléctrica es suministrada a la unidad de conversión de energía 8 únicamente desde el dispositivo de almacenamiento de energía 15. En otras palabras, la unidad de conversión de energía 8 no convierte la energía eléctrica suministrada desde el alambre aéreo 2 y genera un voltaje de corriente alterna de tres fases para accionar el motor 17.

La Figura 2 es un diagrama para explicar una operación para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía 15 en el dispositivo de control de propulsión de acuerdo con esta modalidad. Se muestra una operación para usar la unidad de conversión de energía 8 como un convertidor de CD/CD. En la Figura 2, 0 y x indican estados mostrados junto con los interruptores 4, 5, 9, 13, 14, 16 y 19. 0 indica un estado cerrado y x indica un estado abierto. Lo mismo se aplica en la Figura 3 y las Figuras subsecuentes .

La unidad de control 1 verifica el voltaje BEFC del dispositivo de almacenamiento de energía 15, el voltaje BES del capacitor del filtro de la batería 12, el valor de detección de corriente IB del detector de corriente CTB, el voltaje de corriente directa ES suministrado desde el alambre aéreo 2, el voltaje EFC de capacitor del filtro 7, y los valores de detección de corriente IU, IV e IW de los detector de corriente CTU, CTV y CTW. La unidad de control 1 recibe información de operación desde el exterior.

En un estado en el cual el vehículo eléctrico esté en reposo en una estación de clasificación ferroviaria o una estación o un estado en el cual el vehículo eléctrico esté efectuando una operación de funcionamiento por inercia en la sección electrificada, cuando el dispositivo de control de propulsión determine que es necesario cargar el dispositivo de almacenamiento de energía 15, como se muestra en la Figura 2, el dispositivo de control de propulsión se convierte, en la unidad de conversión de energía 8, el voltaje de corriente directa suministrado desde el alambre aéreo 2, genera energía de corriente directa que tiene un voltaje deseado, y carga el dispositivo de almacenamiento de energía 15.

Por ejemplo, cuando la unidad de control 1 determina, sobre la base de la información de operación recibida desde el exterior, del vehículo eléctrico está en un estado en el cual puede ser llevada a cabo una operación de carga (un estado en el cual el vehículo eléctrico deja de funcionar, frenando con el uso del freno regenerativo, o similar no está usando el motor 17) y que la operación de inicio de carga es llevada a cabo, la unidad de control 1 lleva a cabo una operación de carga para el dispositivo de almacenamiento de energía 15. La operación de inicio de carga podría ser llevada a cabo en un estado en el cual la descarga del dispositivo de almacenamiento de energía 15 no progrese (un estado en el cual el dispositivo de almacenamiento de energía 15 está completamente cargado) . Por lo tanto, cuando se lleve a cabo la operación de inicio de carga, primero, la unidad de control 1 puede verificar si el voltaje BEFC del dispositivo de almacenamiento de energía 15 es menor que un umbral predeterminado e inicia la operación de carga cuando el voltaje BEFC es menor que un umbral predeterminado.

En lugar de iniciar la operación de carga cuando la unidad de control 1 detecte que la operación de inicio de carga es llevada a cabo por el conductor, la unidad de control 1 puede iniciar la operación de carga de acuerdo con un estado del dispositivo de almacenamiento de energía 15. Por ejemplo, cuando la unidad de control 1 reciba, desde el exterior, una notificación que indique que el vehículo eléctrico está en el estado en el cual puede ser efectuada la operación de carga (el estado en el cual el vehículo eléctrico deja de funcionar, frenando con el uso del freno regenerativo, o similar y no está usando el motor 17), la unidad de control 1 verifica si el voltaje BEFC del dispositivo de almacenamiento de energía 15 es menor que el umbral predeterminado. Cuando el voltaje BEFC es menor que el umbral predeterminado, la unidad de control 1 determina que es necesaria la carga y comienza la operación de carga para el dispositivo de almacenamiento de energía 15. En este caso, el conductor no necesita llevar a cabo la operación de inicio de carga de acuerdo con un estado del vehículo eléctrico y un estado del dispositivo de almacenamiento de energía 15. Por lo tanto, es posible reducir la carga de operación sobre el conductor.

Cuando se inicie la operación de carga, primero la unidad de control 1 abre el interruptor 16 (coloca el interruptor 16 en APAGADO) para desconectar el motor 17. Además, para suministrar energía eléctrica desde el suministro de energía de corriente directa (el alambre aéreo 2) a la unidad de conversión de energía 8, primero, la unidad de control 1 cierra el interruptor 4 (coloca el interruptor 4 en ENCENDIDO) y carga el capacitor del filtro del suministro de energía de corriente directa, a través del alambre aéreo 2 y el dispositivo de recolección de energía 3. Cuando la carga hacia el capacitor del filtro 7 proceda y el voltaje EFC alcance un valor predeterminado, la unidad de control 1 cierra el interruptor 5 para hacer cortocircuito con la resistencia de carga Rl . La unidad de control 1 cierra el interruptor 13 manteniendo a la vez el interruptor 14 en su estado abierto y alimenta una corriente eléctrica del dispositivo de almacenamiento de energía 15 para cargar el capacitor del filtro de la batería 12. Cuando el voltaje BEFC del capacitor del filtro de la batería 12, alcanza un valor predeterminado, la unidad de control 1 cierra el interruptor 14 para hacer cortocircuito con la resistencia de carga R2. La unidad de control 1 interrumpe la unidad de interrupción o conmutación 11 hacia el lado del reactor de la batería 10 (el lado de salida de la unidad de conversión de energía 8) y cierra el interruptor 9.

La unidad de control 1 controla los elementos de interrupción de la unidad de conversión de energía 8 para hacer que la unidad de conversión de energía 8 opere como un convertidor de CD/CD (ajustar los valores de voltaje de salida respectivos de las terminales de salida de las tres fases de la unidad de conversión de energía 8). Específicamente, la unidad de control 1 genera señales de control GSU, GSV, GSW, GSX, GSY y GSZ de la unidad de conversión de energía 8, de modo que se cumpla, la siguiente fórmula cuando sea determinado un valor de instrucción de corriente de carga (un valor de corriente de carga del dispositivo de almacenamiento de energía 15) de acuerdo con, por ejemplo, el voltaje BEFC del dispositivo de almacenamiento de energía 15 es representado como IBR. IU, IV e IW representan valores de detección de los detectores de corriente CTU, CTV y CT .

IBR = IU + IV + IW

En otras palabras, la unidad de control 1 somete los elementos de conmutación de las fases de la unidad de conversión de energía 8 a un control integral proporcional, de modo que un valor total de las corrientes eléctricas de las fases de U, V, y W enviadas desde la unidad de conversión de energía 8 coincidan con el valor de la instrucción de corriente de carga IBR. La unidad de control 1 envía un resultado del control integral proporcional a la unidad de conversión de energía 8 como señales de control de PWM de GSU, GSV, GSW, GSX, GSY y GSZ. Por ejemplo, la unidad de control 1, controla los elementos de conmutación o interrupción de modo que se cumpla una relación IU = IV = I = IBR x 1/3.

De acuerdo con ese control, la unidad de conversión de energía 8 puede operar como un convertidor de CD/CD y cargar el dispositivo de almacenamiento de energía 15.

Después de iniciar la operación de carga, cuando la unidad de control 1 recibe, desde el exterior, una notificación a efecto de que el vehículo eléctrico cambie a un estado en el cual la operación de carga no pueda ser efectuada (se inicia la marcha o el uso de un freno) , la unidad de control 1 controla las unidades en el dispositivo de control de propulsión para finalizar la operación de carga. Además de finalizar la operación de carga de acuerdo a la notificación desde el exterior, la unidad de control 1 puede finalizar la operación de carga en un punto cuando la unidad de control 1 detecte que el dispositivo de almacenamiento de energía 15 está suficientemente cargado (alcanza un voltaje predeterminado) .

La Figura 3 es un diagrama para explicar una operación para accionar el motor 17 usando el dispositivo de almacenamiento de energía 15 en el dispositivo de control de propulsión de acuerdo con esta modalidad. Se muestra una operación para usar la unidad de conversión de energía 8 como un inversor.

Como en la operación para usar la unidad de conversión de energía 8 como el convertidor de CD/CD, la unidad de control 1 verifica BEFC, BES, IB, ES, EFC, IU, IV e IW. La unidad de control 1 recibe información que indica que un estado del vehículo eléctrico desde el exterior.

Cuando el dispositivo de control de propulsión hace que el vehículo eléctrico se ponga en marcha en un estado en el cual el dispositivo de almacenamiento de energía 15 está suficientemente cargado, como se muestra en la Figura 3, el dispositivo de almacenamiento de energía 15 suministra energía eléctrica a la unidad de conversión de energía 8. La unidad de conversión de energía 8 convierte un voltaje de corriente directa suministrado desde el dispositivo de almacenamiento de energía 15 para generar un voltaje de corriente alterna de tres fases para accionar el motor 17.

Por ejemplo, cuando la unidad de control 1 recibe, desde el exterior, una notificación a efecto de que comience la marcha, la unidad de control 1 verifica si el voltaje BEFC del dispositivo de almacenamiento de energía

15 es igual a o mayor que un nivel fijo. Cuando el voltaje BEFC es igual a o mayor que el nivel fijo, la unidad de control 1 determina que el dispositivo de almacenamiento de energía 15 está suficientemente cargado y acciona el motor 17 usando el dispositivo de almacenamiento de energía 15.

Cuando la unidad de control 1 descarga el dispositivo de almacenamiento de energía 15 para accionar el motor 17, primero, cuando hace que la unidad de conversión de energía 8 opere como un convertidor de CD/CD, la unidad de control 1 interrumpe la operación, abre el interruptor 4 para interrumpir el suministro de energía del alambre aéreo 2, y baja un pantógrafo. Posteriormente, la unidad de control 1 cierra el interruptor de descarga 18 para hacer que la resistencia de descarga R3 consuma las cargas acumuladas del capacitor de filtro 7 y descarga el voltaje EFC para que sea igual a o menor al voltaje (BEFC) del dispositivo de almacenamiento de energía 15. Posteriormente, la unidad de control 1 abre el interruptor 9 para desconectar el lado de salida de la unidad de conversión de energía 8 y el reactor de la batería 10, cambia la unidad de conmutación 11 al lado de salida de la unidad de conversión de energía 8, y cierra el interruptor

16 para conectar la unidad de conversión de energía 8 y el motor 17.

La unidad de control 1 controla los elementos de conmutación o interrupción de la unidad de conversión de energía 8 para hacer que la unidad de conversión de energía 8 opere como un inversor y genera un voltaje de corriente alterna de tres fases para accionar el motor 17. Por ejemplo, la unidad de control 1 calcula una instrucción de corriente del componente de torsión IQR y una instrucción de corriente del componente de flujo magnético IDR sobre la base de una instrucción de torsión TRQR (no mostrada en la esta Figura) recibida desde el exterior y una frecuencia del motor 17. La unidad de control 1 somete IU, IV, IW a la conversión de coordenadas, respectivamente usando las fases obtenidas integrando una frecuencia primaria Fl, calcula una corriente del componente de torsión IQ y una corriente del componente de flujo magnético ID, y somete la unidad de conversión de energía 8 al control PWM, de modo que una desviación entre la orden de corriente del componente de torsión IQR y la corriente del componente de torsión IQ y una desviación entre la orden de corriente del componente de flujo magnético IDR y la corriente del componente del flujo magnético ID disminuya a cero.

En consecuencia, se genera un voltaje de corriente alterna de tres fases para accionar el motor 17 por medio de la unidad de conversión de energía 8. El vehículo eléctrico es accionado (se hace que se ponga en marcha) con la energía eléctrica del dispositivo de almacenamiento de energía 15.

Cuando la unidad de control 1 detecta un valor de corriente y un valor de voltaje, la unidad de control 1 verifica que los valores detectados sean iguales a o menores de valores de determinación para la detección de fallas. Cuando los valores detectados excedan los valores de determinación, la unidad de control determina que ocurre una falla, interrumpe el control de la unidad de conversión de energía 8, y reduce un voltaje de salida a cero.

Aunque no se explicó con detalle, cuando la unidad de control 1 hace que un motor 17 efectúe una operación regenerativa, la unidad de control 1 puede ser configurada para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía 15. Por ejemplo, cuando se haga que el motor 17 efectúe la operación regenerativa, la unidad de control 1 verifica el voltaje BEFC del dispositivo de almacenamiento de energía 15. Cuando un valor del voltaje BEFC sea igual a o menor que un nivel predeterminado, la unidad de control 1 abre el interruptor 4 y cambia la unidad de conmutación 11 al lado del interruptor 4 (un lado donde la energía regenerativa es enviada desde la unidad de conversión de energía 8) . La unidad de control 1 controla los elementos de conmutación de la unidad de conversión de energía 8 de modo que la energía regenerativa del motor 17 sea convertida en un voltaje parea cargar el dispositivo de almacenamiento de energía 15 y cargue el dispositivo de almacenamiento de energía 15.

Como se explicó anteriormente, cuando no sea necesario colocar la unidad de conversión de energía, la cual convierte un voltaje de corriente directa para generar un voltaje de corriente alterna de tres fases para accionar el motor y, el motor, el dispositivo de control de propulsión de acuerdo con esta modalidad convierte un voltaje de corriente directa suministrado desde el alambre aéreo para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía haciendo que la unidad de conversión de energía opere como el convertidor de CD/CD. En consecuencia, no es necesario proporcionar por separado un convertidor de CD/CD para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía. Es posible realizar una reducción en el tamaño, una reducción en el peso, y una reducción en los costos del dispositivo de control de propulsión.

El dispositivo de control de propulsión puede ser realizando agregando el dispositivo de almacenamiento de energía y el dispositivo de conmutación o interrupción (la unidad de conmutación 11, etc.) a un vehículo inversor existente. Por lo tanto, debido al fácil remodelado es posible realizar el dispositivo de control de propulsión a bajo costo.

Segunda Modalidad

En la primera modalidad, se explicó que el dispositivo de control de propulsión, en el cual, cuando se genera un voltaje de corriente alterna de tres fases para accionar el motor 17, la unidad de conversión de energía 8 convierte un voltaje de salida del dispositivo de almacenamiento de energía 15 en un voltaje de corriente alterna de tres fases para accionar el motor 17 (el dispositivo de control de propulsión que no convierte un voltaje suministrado desde el alambre aéreo 2 para generar directamente el voltaje de corriente alterna de tres fases para accionar el motor 17) . Por lo tanto, cuando es operada una formación en la cual una pluralidad de carros que incluyen los dispositivos de control de propulsión explicados en la primera modalidad es acoplada, es posible usar apropiadamente los dispositivos de control de propulsión en una formación como se muestra en la Figura 4. La Figura 4 es un diagrama de un ejemplo de configuración de un vehículo híbrido (un sistema de vehículo ferroviario) , el cual es un vehículo eléctrico de acuerdo con una segunda modalidad. Los vagones A y B son los vehículos eléctricos que incluyen la misma configuración y los dispositivos de control de propulsión explicados en la primera modalidad. En la Figura 4, únicamente se muestran las unidades principales. Las unidades de conversión de energía 8A y 8B son equivalentes a la unidad de conversión de energía 8 explicada en la primera modalidad (véase la Figura 1, etc.) . Las unidades de control 1A y IB son equivalentes a la unidad de control 1 explicadas en la primera modalidad. De manera similar, los interruptores 4A y 4B, los interruptores 16A y 16B, las unidades de conmutación 11A y 11B, los dispositivos de almacenamiento de energía 15A y 15B, y los motores 17A y 17B son respectivamente equivalentes al interruptor 4, al interruptor 16, la unidad de conmutación 11, el dispositivo de almacenamiento de energía 15, y el motor 17 explicados en la primera modalidad. Los dispositivos de control de propulsión incluyen interfaces (unidades de conexión) 100 para conectar los dispositivos de control de propulsión a dispositivos de control de propulsión de otros vagones. Las interfaces 100 conectan las unidades de voltaje de corriente directa de los dispositivos de control de propulsión y conectan las unidades de control.

Como se muestra en la Figura 4, los capacitores del filtro de la batería (no mostrados en esta Figura, véase la Figura 1, etc.) de los vagones están conectados. En el vagón A, la unidad de conversión de energía 8A se hace operar como un convertidor de CD/CD para convertir un voltaje de corriente directa suministrado desde el alambre aéreo en un voltaje de carga para el dispositivo de almacenamiento de energía (voltaje de corriente directa eguivalente a un voltaje de salida del dispositivo de almacenamiento de energía) . Por otro lado, en el vagón B, la unidad de conversión de energía 8B se hace operar como un inversor para convertir el voltaje de carga en un voltaje alterno de tres fases para accionar el motor 17B. Para realizar esta operación, las unidades de control 1A y IB controlan las unidades en los dispositivos de control de propulsión efectuando a la vez, por ejemplo, el intercambio de información según sea necesario. Aplicando ese método de operación, en una sección electrificada bajo el alambre aéreo, el voltaje de corriente directa generado por la unidad de conversión de energía 8A del vagón A se suministra al lado del vagón B también. Por lo tanto, el vagón B puede desplazarse sin consumir energía eléctrica del dispositivo de almacenamiento de energía 15B. Cuando el vagón B se desplaza bajo el alambre aéreo, no existe limitación sobre la distancia de desplazamiento. Además, debido a que el número de veces de carga y descarga del dispositivo de almacenamiento de energía 15B disminuye, la extensión de la vida del dispositivo de almacenamiento de energía 15B puede hacerse realidad, conduciendo a una reducción en los costos.

La formación que incluye los dos vagones es explicada más arriba. En una formación que incluye tres o más vagones (tres o más vehículos eléctricos que incluyen los dispositivos de control de propulsión explicados en la primera modalidad incluidos en una formación) , es suficiente hacer que la unidad de conversión de energía opere como un convertidor de CD/CD en al menos un vagón y hacer que la unidad de conversión de energía opere como un inversor en al menos un vagón entre los vagones restantes. Una instrucción para hacer que la unidad de conversión de energía opere como el inversor u opere como un convertidor de CD/CD es alimentada a las unidades de control (no mostradas en la Figura 4) y los dispositivos de control de propulsión desde el exterior. Las unidades de control controlan las unidades de acuerdo al contenido de instrucción de las instrucciones.

Tercera Modalidad

Como se muestra en la Figura 5, cuando un dispositivo de almacenamiento de energía 101 es instalado en una estación de clasificación ferroviaria o una estación, mientras un vehículo eléctrico esté en reposo en la estación de clasificación ferroviaria o la estación, la unidad de conversión de energía 8 puede hacerse operar como un convertidor de CD/CD para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía 101 sobre el exterior en lugar del dispositivo de almacenamiento de energía 15 incluido en el vehículo eléctrico.

Para hacer realidad ese uso, un dispositivo de control de propulsión (un vagón que incluye el dispositivo de control de propulsión) de acuerdo con una tercera modalidad incluye la interfaz (la unidad de conexión) 100 para conectar el dispositivo de almacenamiento de energía 101 sobre el exterior al dispositivo de almacenamiento de energía 15 en el vagón en paralelo. Cuando se detecta que el dispositivo de almacenamiento de energía 101 en el exterior está conectado, el dispositivo de almacenamiento de energía 15 en el interior puede ser desconectado de la unidad de conversión de energía 8 (el dispositivo de control de propulsión puede incluir además un interruptor para desconectar el dispositivo de almacenamiento de energía 15) .

En consecuencia, el posible cargar el dispositivo de almacenamiento de energía 101 a bajo costo. Además, es necesario proporcionar una instalación de carga para el dispositivo de almacenamiento de energía 101 en la estación de clasificación ferroviaria o la estación. Si el dispositivo de almacenamiento de energía 101 es cargado en un periodo de tiempo cuando las cargas de electricidad sean bajas, como en la noche, es posible cargar el dispositivo de almacenamiento de energía 101 a menor costo. El vagón mostrado en esta figura es el vehículo eléctrico que incluye el dispositivo de control de propulsión explicado en la primera modalidad (las otras unidades diferentes a las unidades principales no son mostradas) .

Cuarta Modalidad

En la primera a tercera modalidades, es explicado el dispositivo de control de propulsión en el cual el dispositivo de suministro de energía auxiliar (SIV) 20 convierte un voltaje del dispositivo de almacenamiento de energía 15 y suministra de voltaje a la máquina auxiliar 21 y la unidad de conversión de energía 8 genera un voltaje de accionamiento para el motor 17 a partir de un voltaje de salida del dispositivo de almacenamiento de energía 15. Sin embargo, también puede ser adoptada una configuración mostrada en la figura 6.

La figura 6 es un diagrama de un ejemplo de configuración de un dispositivo de control de propulsión de acuerdo con una cuarta modalidad. Como se muestra en esta figura, en el dispositivo de control de propulsión de acuerdo con esta modalidad, en el diagrama de configuración mostrada en la figura 1, las posiciones de conexión del interruptor 19, en SIV 20, y la máquina auxiliar 21 cambiaron (las posiciones de conexión cambiaron para conectar el interruptor 19, el SIV 20, y la máquina auxiliar 21 a lado de entrada de la unidad de conversión de energía 8 en paralelo) . En la figura 6, también se muestra una operación (estado de los interruptores y la unidad de interrupción o conmutación 11) para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía 15 usando la unidad de conversión de energía 8 como un convertidor de CD/CD.

Adoptando la configuración explicada anteriormente, es posible un método de operación mostrado en las figuras 7 a 9 para un vehículo eléctrico que incluye al dispositivo de control de propulsión de acuerdo con esta modalidad. En las figuras 7 a 9, únicamente se muestran las unidades principales del dispositivo de control de propulsión en la figura 6. Un flujo de la energía eléctrica es indicado por una línea punteada larga o corta alternada.

La figura 7 es un diagrama para explicar una operación para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía 5. Como se muestra en esta figura, cuando el dispositivo de almacenamiento de energía 15 es cargado, el interruptor 4 es colocado en ENCENDIDO (un estado cerrado) , el interruptor 16 es colocado en APAGADO (un estado abierto) y la unidad de interrupción o conmutación 11 es ajustada para conectar el dispositivo de almacenamiento de energía 15 y el lado de salida de la unidad de conversión de energía 8. El interruptor 5 no mostrado en la figura también es colocado en ENCENDIDO. Colocado en ese estado, el SIV 20, convierte un voltaje de corriente directo suministrado desde el alambre aéreo en un voltaje de corriente alterna de tres fases para accionar la máquina auxiliar 21 y suministra el voltaje de corriente alterna de tres fases a la máquina auxiliar 21. La unidad de conversión de energía 8 opera como un convertidor de CD/CD para convertir un voltaje de corriente directo suministrado desde el alambre aéreo en un voltaje de carga para el dispositivo de almacenamiento de energía 15 y suministra el voltaje de carga al dispositivo de almacenamiento de energía 15 vía la unidad de conmutación 11. Como en el dispositivo de control de propulsión explicado en la primera modalidad, la operación (la operación para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía 15) mostrada en el la figura 7 es llevada a cabo en un estado en el cual un vehículo eléctrico está estático en una estación de clasificación ferroviaria o un estación o un estado en el cual el vehículo eléctrico está efectuando una operación de funcionamiento por inercia en una sección electrificada.

La figura 8 es un diagrama para explicar una operación que puede ser llevada a cabo a un en un estado el cual el vehículo eléctrico se esté desplazando en una sección no electrificada. Como se muestra en esta figura, por ejemplo, cuando el vehículo eléctrico se desplaza en la sección no electrificada, el interruptor 4 es colocado APAGADO (el estado abierto) , el interruptor 16 es colocado ENCENDIDO (el estado cerrado) , y la unidad de interrupción o conmutación 11 es colocada para conectar el dispositivo de almacenamiento de energía 15 y el lado de entrada de la unidad de conversión de energía 8. El interruptor 5 no mostrado en esta figura también es colocado en APAGADO. Colocado en ese estado, el SIV 20 convierte un voltaje de corriente directa suministrada desde el dispositivo de almacenamiento de energía 15 en un voltaje de corriente alterna de tres fases para accionar la máquina auxiliar 21 y suministra el voltaje de corriente alterna de tres fases a la máquina auxiliar 21. La unidad de conversión de energía 8 opera como un inversor para convertir un voltaje de corriente directa suministrado desde el dispositivo de almacenamiento de energía 15 en un voltaje de corriente alterna de tres fases para accionar el motor 17 y suministra el voltaje de corriente alterna de tres fases al motor 17 vía el interruptor 16.

La figura 9 es un diagrama para explicar una operación que puede ser llevada a cabo en un estado en el cual el vehículo eléctrico se esté desplazando en la sección electrificada. Como se muestra en esta figura cuando el vehículo eléctrico se desplaza en la sección electrificada, el interruptor 4 y el interruptor 16 son colocados en ENCENDIDO (el estado cerrado) y la unidad de conmutación 11 no conecta el dispositivo de almacenamiento de energía 15 a ambos de lado de entrada y de lado de salida de la unidad de conversión de energía 8. El interruptor 5 no mostrado en esta figura, también es colocado ENCENDIDO. Colocado en ese estado el SIV 20 convierte un voltaje de corriente directa suministrado desde el alambre aéreo en un voltaje de corriente alterna de tres fases para accionar la máquina auxiliar 21 y suministra el voltaje de corriente alterna de tres fases a la máquina auxiliar 21. La unidad de conversión de energía 8 opera como una inversión para convertir un voltaje de corriente directa suministrado desde el alambre aéreo de voltaje alterna de tres fases para accionar el motor 17 y suministra el voltaje de corriente alterna de tres fases al motor 17 vía el interruptor 16.

Como se explicó anteriormente, el dispositivo de control de propulsión de acuerdo con está modalidad opta una configuración en la cual el SIV 20 es conectado al lado de la entrada de la unidad de conversión de energía 8 en paralelo. El dispositivo de control de propulsión, la unidad de conversión de energía 8 efectúa una operación (una operación del convertidor CD/CD) para convertir un voltaje de un alambre aéreo (el voltaje de corriente directa suministrado desde el alambre aéreo) en un voltaje de carga para el dispositivo de almacenamiento de energía 15 y una operación (una operación del inversor) para convertir el voltaje del alambre aéreo o un voltaje del dispositivo de almacenamiento de energía (el voltaje de corriente directo suministrado desde el dispositivo de almacenamiento de energía 15) en un voltaje de accionamiento para el motor 17. El SIV 20 efectúa una operación para convertir el voltaje del alambre aéreo o el voltaje del dispositivo de almacenamiento de energía en un voltaje de accionamiento para la máquina auxiliar 21. En consecuencia, es necesario accionar el motor 17 usando el dispositivo de almacenamiento de energía 15 durante el desplazamiento en la sección electrificada. Es posible realizar un ahorro de energía. Además, debido a que el número de veces de carga y descarga disminuye, es posible hacer realidad la prolongación de la vida del dispositivo de almacenamiento de energía 15.

Quinta Modalidad

En la primera a cuarta modalidades, es explicado el dispositivo de control de propulsión que convierte, en el vehículo eléctrico ,que recibe el suministro de voltaje de corriente directa del alambre aéreo (el vehículo eléctrico adaptado a un sistema de electrificación de corriente directa) , el voltaje de corriente directa en el voltaje de corriente alterna de tres fases para accionar el motor 17 y el voltaje de corriente directa para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía 15. Por otro lado, en una quinta modalidad, es explicado un dispositivo de control de propulsión de un vehículo eléctrico que recibe el suministro un voltaje de corriente alterna del alambre aéreo (un vehículo un sistema de electrificación de corriente alterna) . Específicamente, es explicado un dispositivo de control de propulsión que efectúa, una unidad de conversión de energía, la generación un voltaje de corriente alterna de tres fases para accionar un motor y la generación de un voltaje de corriente directa para cargar un dispositivo de almacenamiento de energía.

Las figuras 10 y 11 son diagramas para explicar las configuraciones y operaciones del dispositivo de control de propulsión de acuerdo con la quinta modalidad. En estas figuras, los mismos componentes que los componentes del dispositivo de control de propulsión explicado en la primera modalidad son denotados por los mismos números y signos de referencia. En la figura 10, se muestra una operación para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía 15. En la figura 11 se muestra una operación para accionar el motor 17.

Cuando el dispositivo de almacenamiento de energía 15 es cargado en el dispositivo de control de propulsión de acuerdo con esta modalidad, como se muestra en la figura 10, el dispositivo de recolección de energía 3 recolecta la energía de corriente alterna el alambre aéreo 2. La energía de corriente alterna recolectada por el dispositivo de recolección de energía 3 es convertida a un voltaje predeterminado por medio de un transformador 31 y suministrada a la unidad de conversión de energía 8 vía un reactor 32 y un interruptor 33. La unidad de conversión de energía 8 es controlada por una unidad de control la para operar un convertidor y convierte un voltaje de corriente alterna suministrado a través del interruptor 33 en un voltaje de corriente directa para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía 15. El interruptor 5 es colocado en un estado cerrado. El interruptor 16 es abierto para desconectar el motor 17 de la unidad de conversión de energía 8.

La unidad de control la es la misma que la unidad de control 1 explicado en la primera modalidad, excepto que una parte de una operación de control para la unidad de conversión de energía 8 es diferente, es decir, que los elementos de conmutación de la unidad de conversión de energía 8 son controlados de modo que la unidad de conversión de energía 8 opere como un convertidor cuando el dispositivo de almacenamiento de energía 15 sea cargado. Un método de control para hacer que la unidad de conversión de energía 8 tenga la configuración mostrada en la figura 1 para operar como un convertidor ya es conocido. Por lo tanto, la explicación del método de control es omitido. La unidad de control la efectúa el control de abertura y cierre para el interruptor 3 también.

Como en la primera modalidad, una operación de carga es efectuada cuando la operación de inicio de carga es ejecutada en un estado en el cual no ocurren problemas aún si la unidad de conversión de energía 8 y el motor 7 están desconectados (un estado que no es un estado de marcha ni un estado de operación regenerativa) como un estado en el cual el vehículo eléctrico está estático o en un estado de funcionamiento por inercia y se determino que la carga es necesaria debido a que el voltaje del dispositivo de almacenamiento de energía 15 es bajo. El voltaje de corriente alterna suministrado desde el alambre aéreo 2 puede ser cualquier voltaje de una sola fase o un voltaje de tres fases.

Cuando se accione el motor 17 en el dispositivo de control de propulsión de acuerdo con esta modalidad, como se muestra en la figura 11, la unidad de control la abre el interruptor 33 y corta el suministro del voltaje de corriente alterna del alambre aéreo 2 hacia la unidad de conversión de energía 8. La unidad de control la cierra el interruptor 16 para conectar el motor 17. En este estado, la unidad de control la hace que la unidad de conversión de energía 8 opere como un inversor y convierte en el voltaje de corriente directas suministrado desde el dispositivo de almacenamiento de energía 15 en voltaje de corriente alterna de tres fases para accionar el motor 17. Cuando la unidad de control la haga que la unidad de conversión de energía 8 opere como un inversor, un procedimiento de controles como se explica en la primera modalidad.

Como se explicó anteriormente, cuando es innecesario conectar la unidad de conversión de energía 8 y el motor 17, el dispositivo de control de propulsión de acuerdo con esta modalidad hace que la unidad de conversión de energía opere como un convertidor para convertir por lo tanto el voltaje de corriente alterna suministrado desde el alambre aéreo en un voltaje de corriente directa deseado y carga el dispositivo de almacenamiento de energía. En consecuencia, el vehículo eléctrico adaptado a un sistema de electrificación de corriente alterna, como en la primera modalidad, es posible lograr una reducción en el tamaño y peso y una reducción en los pesos en el dispositivo de control de propulsión.

Cuando es operada una formación en la cual una pluralidad de vagones incluyendo los dispositivos de control de propulsión de acuerdo con esta modalidad están acoplados, como en la segunda modalidad, también es posible hacer que al menos uno de los dispositivos de control de propulsión incluidos en una formación operen como un convertidor y hacer que al menos uno de los dispositivos de control de propulsión opere como un inversor. En este caso, el vagón puede desplazarse sin consumir energía eléctrica del dispositivo de almacenamiento de energía en la sección electrificada de corriente alterna bajo el alambre aéreo. Es posible obtener ahorro de energía. Además, debido a que el número de veces de carga y descarga disminuye, es posible lograr una prolongación de la vida de almacenamiento de energía 15.

En un estado en el cual el vehículo eléctrico este estático en una estación de clasificación ferroviaria o una estación, un suministro de energía de corriente alterna puede ser decidido desde otro sistema de energía en lugar del alambre aéreo. En consecuencia, aún en un lugar donde no exista un alambre aéreo es posible cargar el dispositivo de almacenamiento de energía 15. Además, una instalación de carga que incluya un alambre aéreo es innecesaria en la estación de clasificación ferroviaria o la estación. Es posible cargar el dispositivo de almacenamiento de energía 15 a un costo más bajo que el dispositivo de almacenamiento de energía 15 es cargado en un período de tiempo cuando las cargas de electricidad sean bajas, como en la noche.

Sexta modalidad

En una sexta modalidad, es explicada una modificación del dispositivo de control de propulsión en la primera modalidad. Las figuras 12 y 13 son diagramas para explicar ejemplos de configuración y operación un dispositivo de control de propulsión de acuerdo con la sexta modalidad. En estas figuras los mismos componentes que los componentes del dispositivo de control de propulsión explicados en la primera modalidad son denotados por los mismos números y signos de referencia. En la figura 12, se muestra una operación para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía 15. En la figura 13, se muestra una operación para accionar el motor 17.

Como se muestra en estas figuras, en el dispositivo de control de propulsión de acuerdo con esta modalidad, se omitieron el interruptor 9 y el reactor de baterías 10 del dispositivo de control de propulsión de acuerdo con la primera modalidad (véase la figura 1) y la unidad de conmutación 11 y el motor 17 son reemplazados con una unidad de conmutación 11b y un motor 17b.

En otras palabras, en el dispositivo de control de propulsión de acuerdo con esta modalidad, en una conexión de tres fases del motor 17b es una conexión en estrella y un punto neutro del motor 17b es conectado a la unidad de conmutación 11b.

Cuando es adoptada esta configuración, puede ser usada una bobina del motor 17b en lugar del reactor de batería 10 requerido en la primera modalidad.

En el dispositivo de control de propulsión de acuerdo con esta modalidad, cuando se cargue el dispositivo de almacenamiento de energía 15, es decir, cuando se haga que la unidad de conversión de energía 8 opere como un convertidor de CD/CD, la unidad de control 1 controla los interruptores 4, 5, 13 y 14 de acuerdo con el mismo procedimiento que el procedimiento en la primera modalidad. La unidad de control 1 cambia la unidad de conmutación 11b al lado del motor 17b (lado de salida en la unidad de conversión de energía 8) . En este punto la unidad de control 1 cierra el interruptor 16 (véase la figura 12). La unidad de control 1 controla la unidad de conversión de energía 8 para operar con un convertidor de CD/CD.

Cuando sea ejecutada a una operación de carga para el dispositivo de almacenamiento de energía 15, como en la primera modalidad, la unidad de control 1 verifica un estado de un vehículo eléctrico (marcha, reposo, frenado) y un voltaje (un estado cargado) del dispositivo de almacenamiento de energía 15 y determina si comenzó la operación .

Cuando se accione el motor 17b usando el dispositivo de almacenamiento de energía 15, es decir, cuando se haga que la unidad de conversión de energía 8 opere como una inversión, la unidad de control 1 controla los interruptores 4 y 16 el interruptor de carga 18 de acuerdo con el mismo procedimiento que el procedimiento de la primera modalidad. La unidad de control 1 cambia la unidad de conmutación 11b al lado de entrada de la unidad de conversión de energía 8 (véase la figura 13) . La unidad de control 1 controla la unidad de conversión de energía 8 para operar como un inversor.

Como se explicó anteriormente, en esta modalidad, el motor 17b en el cual se adoptó la conexión de tres fases es la conexión de estrella. Cuando se hace que la unidad de conversión de energía opere como un convertidor de CD/CD, es facilitar una salida de la unidad de conversión de energía usando la bobina de motor 17b. En consecuencia, es posible omitir un reactor dedicado para facilitar una salida del convertidor de CD/CD (equivalente al reactor de la batería 10 mostrado en la figura 1) .

Séptima Modalidad

En el ejemplo explicado en la primera a sexta modalidades, en el dispositivo de control de propulsión que recibe el suministro de energía eléctrica del alambre aéreo 2, la unidad de conversión de energía es usada como el convertidor de CD/CD y el inversor usado como el convertidor y el inversor. Por otro lado, en la siguiente explicación de la séptima modalidad, en un vagón configurado para efectuar la generación de energía en el vagón y accionar un motor con la energía eléctrica obtenida, es usada una unidad de conversión de energía para dos propósitos (un convertidor y un inversor) .

En las figuras 14 y 15 son diagramas para explicar ejemplos de configuración y operación del dispositivo de control de propulsión de acuerdo con la séptima modalidad. En estas figuras, los mismos componentes que los componentes del dispositivo de control de propulsión explicado en las modalidades anteriores son denotados por los mismos números y signos de referencia. En la figura 14 se muestra una operación para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía 15. En la figura 15 se muestra una operación para accionar el motor 17.

En las figuras 14 y 15 el dispositivo de recolección de energía 3, el transformador 31, y el reactor 32 (un bloque para recibir energía de control alterna del alambre aéreo) del dispositivo de control de propulsión (véanse las figuras 10 y 11) de acuerdo con la quinta modalidad son reemplazados por un generador 41 y un motor de diesel 42. El generador 41 es accionado por una salida de energía de diesel 42 para efectuar la generación de energía y generar energía de corriente alterna de tres fases. La energía de corriente alterna de tres fases es alimentada a un lado terminal de corriente alterna de la unidad de conversión de energía 8 si el interruptor de energía 33 es cerrado. La unidad de control le efectúa la misma operación que la operación de la unidad de control la explicada en la quinta modalidad. Sin embargo, para distinguir ambas unidades de control, la misma referida como la unidad de control le.

En la carga el dispositivo de almacenamiento de energía 15 en el dispositivo de control de propulsión de acuerdo con esta modalidad, como se muestra en la figura 14, la unidad de control le controla el interruptor 33 y abre el interruptor 16. En el accionamiento del motor 17, como se muestra en la figura 15, la unidad de control le abre el interruptor 33 y cierra el interruptor 16. En otras palabras, la unidad de control le conmuta un destino de conexión de la terminal de corriente alterna de la unidad de conversión de energía 8 de acuerdo a si el dispositivo de almacenamiento de energía 15 es cargado o el motor 17 es accionado. El dispositivo de control de propulsión de acuerdo con la séptima modalidad es el mismo que el dispositivo de control de propulsión de acuerdo con la quinta modalidad excepto por esta operación de control.

Cuando es operada una formación en la cual una pluralidad de vagones que incluyen en los dispositivos de control de propulsión de acuerdo en esta modalidad son acoplados, como en la segunda modalidad, también es posible hacer que al menos uno de los dispositivos de control de propulsión incluidos en una formación opere como un convertidor y hacer que al menos uno de los dispositivos de control de propulsión opere como un inversor.

Como se explicó anteriormente, el vagón que incluye el generador, es posible que la unidad de conversión de energía opere como el convertidor y el inversor .

En la explicación anterior, el dispositivo de control de propulsión del vagón de ferrocarril es explicado como un ejemplo. Sin embargo, en modalidades como la primera modalidad en la cual el vagón no necesita cooperar con otros vagones, el dispositivo de control de propulsión debe ser conectado a otro suministro de energía de corriente directa para hacer aplicado a los campos de cuerpos móviles híbridos (es un automóvil, una motocicleta, etc.), máquinas de construcción híbridas (un camión de volteo, un tractor de cuchilla frontal, una escaladora, etc.), y buques montados con dispositivos de almacenamiento de energía (una batería de litio, una batería híbrida de níquel-metal, un capacitor eléctrico de doble capa, un capacitor de ión litio, un volante, etc.).

Octava Modalidad

La figura 16 es un diagrama de ejemplo de configuración de un dispositivo de control de propulsión de acuerdo con una octava modalidad. Como se muestra en esta figura, al igual que el dispositivo de control de propulsión de acuerdo con la cuarta modalidaid mostrada en la figura 6, el dispositivo de control de propulsión de acuerdo con esta modalidad obtiene, de ambos extremos del capacitor del filtro 7, la energía eléctrica suministrada a la máquina auxiliar 21. Por otro lado, la configuración de conexión del dispositivo de almacenamiento de energía 15 cambió. En la figura 6, la unidad de conmutación 11 es usada para la conexión de un primer lado terminal (del lado de entrada en la explicación anterior, específicamente, un canal de corriente directa entre los interruptores 4 y 5) y un segundo lado terminal (el lado de salida en la explicación anterior, específicamente, el reactor de la batería 10) en la unidad de conversión de la energía 8. Sin embargo, en la figura 16, el dispositivo de almacenamiento de energía 15 está conectado directamente al reactor de la batería 10 y es conectado al canal de corriente directa entre los interruptores 4 y 5 vía con un interruptor 22. En la figura 16, los mismos componentes o equivalentes a los componentes del dispositivo de control de propulsión mostradas en la figura 6 son denotados por los mismos números y signos de referencia y la explicación redundante de los componentes es omitida.

Adoptando la configuración explicada anteriormente, es posible un método de operación mostrado en las figuras 17 a 27 para un vehículo eléctrico que incluye el dispositivo de control de propulsión de acuerdo con esta modalidad. En las figuras 17 a 27, únicamente las unidades principales del dispositivo de control de propulsión mostradas en la figura 16 son mostradas. Como en la explicación anterior, un flujo de energía eléctrica es indicado por una línea larga y cortas alternadas.

La figura 17 es un diagrama para explicar una operación para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía 15. Como se muestra en la figura 15, cuando el dispositivo de almacenamiento de energía 15 es cargado, el interruptor 4 es puesto en ENCENDIDO (un estado cerrado) , el interruptor 16 es puesto en APAGADO (un estado abierto) , el interruptor 9 es colocado en ENCENDIDO (en estado cerrado) , el interruptor 16 es colocado en APAGADO (en estado abierto) , el interruptor 9 es colocado en ENCENDIDO (en estado cerrado) , el interruptor 22 es colocado APAGADO (en estado abierto) . Aunque no se muestra en esta figura, el interruptor 5 es colocado en ENCENDIDO (en la siguiente explicación, se asume que el interruptor 5 está colocado en ENCENDIDO a menos que se especifique otra cosa) .

En ese estado, el SIV 20 convierte un voltaje de corriente directo suministrado desde el alambre aéreo 2 en un voltaje de corriente alterno de tres fases para accionar la máquina auxiliar 21 y suministrar el voltaje de corriente alterna de 3 fases a la máquina auxiliar 21. La unidad de conversión de energía 8 opera como un interruptor descendente para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía 15. Como en el dispositivo de control de propulsión explicada en la primera modalidad, la operación mostrada en la figura 17 (la operación de carga para el dispositivo de almacenamiento de energía 15) es llevada a cabo en un estado en el cual un vehículo eléctrico permanece estático en una estación de clasificación ferroviaria o en una estación, o en un estado en el cual el vehículo eléctrico está efectuando una operación de funcionamiento por inercia en una sección electrificada.

Una secuencia de conmutación para cambiar la fuente de suministro de energía de alambre aéreo 2 al dispositivo de almacenamiento de energía 15 y una secuencia de conmutación para cambiar la fuente de suministro de energía del dispositivo de almacenamiento de energía 15 al alambre aéreo 2 se explica con referencia a los dibujos de las figuras 18 a 28.

Primero, es explicada la secuencia de conmutación para cambiar la fuente de suministro de energía de alambre aéreo 2 al dispositivo de almacenamiento de energía 15. Las figuras 18 a 22 son figuras para explicar la secuencia de conmutación para cambiar la fuente de suministro de energía del alambre aéreo 2 al dispositivo de almacenamiento de energía 15. En la figura 18, cuando la fuente de suministro de energía cambia del alambre aéreo 2 al dispositivo de almacenamiento 15, a la vez a de ser mantenido los interruptores en el estado mostrado en la figura 17, la unidad de conversión de energía 8 se hace operar como un interruptor pulsatorio ascendente para ascender a un voltaje de salida del dispositivo de almacenamiento de energía 15 como un voltaje de entrada del SIV 20 (= un voltaje de entrada en la unidad de conversión de energía 8) es sustancialmente igual a un voltaje del alambre aéreo.

Como se muestra en la figura 19, el interruptor 4 es controlado para cambiar de ENCENDIDO a APAGADO el pantógrafo 3 es bajado. Además, con la relación de configuración (un voltaje sobre el primer lado de la terminal/un voltaje del dispositivo de almacenamiento 15) de la unidad de conversión de energía 8 se reduce hasta caer al voltaje sobre el lado de la primera terminal en la unidad de conversión de energía 8 (= el voltaje de entrada de SIV 20) acerca del voltaje de salida del dispositivo de almacenamiento de energía 15. Cuando el voltaje en el primer lado de la terminal cae cerca del voltaje de salida del dispositivo de almacenamiento de energía 15, como se muestra en la figura 20, el interruptor 22 es controlado para cambiar de APAGADO a ENCENDIDO y un elemento superior no mostrado (un elemento del brazo superior) en la unidad de conversión de energía 8 es controlado para ser ENCENDIDO o para hacer cortocircuito (conducir) el primer lado de la terminal y el segundo lado de la terminal de la unidad de conversión de energía 8. Un estado mostrado en la figura 20 es un estado mostrado en la cual el primer lado terminal y el segundo lado terminal de conversión de energía 8 son conectados eléctricamente por dos partes, es decir, una trayectoria que se extiende vía al interruptor 22 y una trayectoria que se extiende vía el interruptor 9 y el elemento del brazo superior de la unidad de conversión de energía 8. Por lo tanto, aún sí una de las trayectorias es desconectada, la conexión eléctrica entre en el SIV 20 y el dispositivo de almacenamiento de energía 15 se mantiene. Por lo tanto, de este estado, como se muestra en la figura 21, el interruptor 9 es controlado para cambiar de ENCENDIDO a APAGADO y todos los elementos superiores e inferiores son colocados en APAGADO como control de interruptor para la unidad de conversión de energía 8.

En los estados mostrados en la figuras 18 y 19, una salida del dispositivo de almacenamiento de energía 15 es suministrada al SIV 20 vía la unidad de conversión de energía 8. Sin embargo, en un estado mostrado en la figura 21, una salida del dispositivo de almacenamiento de energía 15 es suministrada directamente al SIV 20 no vía la unidad de conversión de energía 8. En consecuencia, cuando la fuente de suministro de energía al SIV 20 cambia del alambre aéreo 2 al dispositivo de almacenamiento de energía 15, el voltaje de alimentación del SIV 20 no es interrumpido. Por lo tanto, es posible evitar una interrupción por corto en la conmutación de fuente del suministro de energía y continuar el suministro de energía hacia la máquina auxiliar 21.

Como en las modalidades explicadas anteriormente, la carga del dispositivo de almacenamiento de energía 15 es ejecutada cuando el vehículo eléctrico está en el estado de funcionamiento por inercia o en reposo. Cuando el vehículo eléctrico transita de un estado de funcionamiento por inercia o en reposo ál de marcha, como se muestra en la Figura 22, el interrúptor 16 se ajusta a ENCENDIDO para hacer que la unidad de conversión de energía 8 opere como un inversor. En este caso, la energía eléctrica del dispositivo de almacenamiento de energía 15 es usada como energía de operación por la máquina auxiliar 21 de la energía eléctrica para accionar el motor.

Las Figuras 23 a 27 son figuras para explicar la secuencia para la conmutación de la fuente de suministro de energía del dispositivo de almacenamiento de energía 15 al alambre aéreo 2. La secuencia es opuesta a la secuencia mostrada en las Figuras 17 a 22.

Cuando la fuente de suministro de energía es conmutada del dispositivo de almacenamiento de energía 15 al alambre aéreo 2, como se muestra en la Figura 23, el interruptor 16 es controlado para ser APAGADO. Posteriormente, como se muestra en la Figura 24, el interruptor 9 es controlado para ser ENCENDIDO, y el elemento superior no mostrado es controlado para ser ENCENDIDO para hacer cortocircuito (conducir) en el primer lado terminal y el segundo lado terminal de la unidad de conversión de energía 8. Además, como se muestra en la Figura 25, el interruptor 22 es controlado para ser APAGADO. De acuerdo con este control, aunque una vía para el suministro directo de energía del dispositivo de almacenamiento de energía 15 al SIV 20 sea desconectada, una vía del suministro de energía a través del interior de la unidad de conversión de energía 8 se mantiene. En este estado, el pantógrafo es conectado para levantar un voltaje de alambre aéreo. Cuando es detectado el voltaje del alambre aéreo, la unidad de conversión de energía 8 es obligada a operar como un interruptor pulsatorio ascendente controlada de modo que el voltaje de entrada del SIV 20 sea sustancialmente igual al voltaje del alambre aéreo. Cuando el voltaje de entrada de SIV 20 sea sustancialmente igual al voltaje del alambre aéreo, como se muestra en la Figura 26, el interruptor 4 es ajustado a ENCENDIDO para aplicar el voltaje del alambre aéreo. Posteriormente, el interruptor 9 es controlado para ser APAGADO .

En consecuencia, cuando la fuente del suministro de energía hacia el SIV 20 es conmutada del dispositivo de almacenamiento de energía 15 al alambre aéreo 12, el voltaje de entrada del SIV 20 no es interrumpido. Por lo tanto, es posible presentar una breve interrupción en la conmutación de la fuente de suministro de energía y continuar el suministro de energía hacia la máquina auxiliar 21.

Como en las modalidades explicadas anteriormente, es efectuada la conmutación del suministro de energía del dispositivo de almacenamiento de energía 15 al alambre aéreo 2, por ejemplo, cuando el vehículo entra a una sección electrificada desde una sección no electrificada o cuando falla una capacidad de descarga del dispositivo de almacenamiento de energía 15. En esos casos, como se muestra en la Figura 27, es posible usar la energía eléctrica del alambre aéreo como energía eléctrica para accionar el motor ajustando el interruptor 16 en ENCENDIDO y haciendo que la unidad de conversión de energía 8 opere como el inversor.

La Figura 28 es un diagrama en el cual se muestra una serie de secuencias mostrada en las Figuras 17 a 27 como un diagrama de tiempo. Desde arriba, se muestran un voltaje de alambre aéreo, un voltaje de entrada de la unidad de conversión de energía, un voltaje almacenado, el cual es un voltaje de salida del dispositivo de almacenamiento de energía 15, un estado de operación de la unidad de conversión de energía, y los estados de los interruptores 4, 9, 22 y 16. El diagrama de tiempo mostrado en la Figura 28 es suplementado en varios puntos como se explica más adelante.

El control del interruptor 4 de ENCENDIDO a APAGADO es explicado con referencia a la Figura 19. Sin embargo, aún si el interruptor 4 es controlado para ser APAGADO, el voltaje de entrada de la unidad de conversión de energía no cae a cero. Un voltaje del capacitor del filtro 7 aparece como un voltaje de entrada de la unidad de conversión de energía. Debido a que el SIV 20 usa el voltaje del capacitor del filtro 7, el voltaje de entrada de la unidad de conversión de energía cae gradualmente. Sin embargo, el voltaje de la unidad de conversión de energía cae, debido a que la unidad de conversión de energía 8 opera como el interruptor pulsatorio, la caída del voltaje de entrada de la unidad de conversión de energía se detiene en el voltaje almacenado.

La operación durante la marcha en la cual la energía eléctrica del dispositivo de almacenamiento de energía 15 es usada y es explicada con referencia a la Figura 22. Sin embargo, cuando es usado un freno regenerativo, la unidad de conversión de energía 8 efectúa una operación regenerativa para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía 15.

Como se explicó anteriormente, cuando el suministro de energía hacia el SIV es conmutado de la fuente de suministro de corriente directa al dispositivo de almacenamiento de energía y cuando el suministro de energía hacia el SIV es conmutado o cambiado del dispositivo de almacenamiento de energía a la fuente de suministro de energía de corriente directa, el dispositivo de control de propulsión de acuerdo con esta modalidad controla la relación de configuración de la unidad de conversión de energía para efectuar la conmutación de la fuente de suministro de energía asegurando a la vez la conducción sobre el interior y el exterior de la unidad de conversión de energía entre a terminal del lado de entrada (la primera terminal) de la unidad de conversión de energía y la terminal del lado de salida (la segunda terminal) de la unidad de conversión de energía. Por lo tanto, el suministro de energía hacia el SIV no es interrumpido. Es posible evitar una breve interrupción en la conmutación de la fuente de suministro de energía y continuar el suministro de energía hacia la máquina auxiliar.

Novena Modalidad

En la primera hasta octava modalidades anteriores, es explicado el dispositivo de control de propulsión que incluye, como la fuente de suministro de energía uno diferente al dispositivo de almacenamiento de energía 15, cualquiera del alambre aéreo de corriente directa, el alambre aéreo de corriente alterna, el dispositivo generador de energía en el vagón (alambre aéreo de corriente directa (primera a cuarta, sexta y octava modalidades) , el alambre aéreo de corriente alterna (quina modalidad) , y el dispositivo generador de energía en el vagón (séptima modalidad) ) . Por otro lado, en una novena modalidad, es explicado un dispositivo de control de propulsión que incluye además un dispositivo generador de energía fuera de un vagón además de esas fuentes de suministro de energía y obtiene una fuerza motriz usando la energía eléctrica de todas esas fuentes de suministro de energía. El dispositivo de control de propulsión no necesita incluir todos del alambre aéreo de corriente directa, el alambre aéreo de corriente alterna, el dispositivo generador de energía en el vagón y el dispositivo generador de energía fuera del vagón. Una configuración que incluye al menos dos de las fuentes de suministro de energía también se incluye en la esencia de la presente invención. Una configuración que incluye, como las fuentes de suministro de energía, el alambre aéreo de corriente directa y el dispositivo generador de energía que genera energía de corriente directa entre las diferentes fuentes de suministro de energía también se incluye en la esencia de la presente invención. Además, una batería de combustible explicada más adelante es un ejemplo del dispositivo generador de energía que genera energía de corriente directa y puede ser otros dispositivos generadores de energía (por ejemplo, una batería solar) .

La Figura 29 es un diagrama de un ejemplo de configuración del dispositivo de control de propulsión de acuerdo con la novena modalidad. En la Figura 29, como en las Figuras 7 a 9 y las Figuras 17 a 28, únicamente se muestra la configuración de las unidades principales. Sin embargo, no es necesario decir que el dispositivo de control de propulsión incluye una unidad de control. Las unidades que tienen las mismas funciones o equivalentes a las unidades del dispositivo de control de propulsiones mostradas en la Figura 1, Figura 4, Figura 5 o Figuras 10 a 16 incluyen los mismos componentes o equivalentes de los componentes de las unidades.

Es explicada la configuración del dispositivo de control de propulsión de acuerdo con la novena modalidad. El dispositivo de control de propulsión de acuerdo con esta modalidad incluye, como se muestra en la figura 29, un dispositivo de almacenamiento de energía 56, un alambre aéreo de corriente directa 51 y una célula de combustible

59 que funciona como una fuente de suministro de energía de corriente directa que excluye el dispositivo de almacenamiento de energía 56, un alambre aéreo de corriente alterna 58 y un generador de corriente alterna 61 que funciona como una fuente de suministro de energía de corriente alterna, un dispositivo recolector de energía 52 configurado para recolectar energía eléctrica del alambre aéreo de corriente directa 51, un dispositivo recolector de energía 59 configurado para recolectar energía eléctrica del alambre aéreo de corriente alterna 58, un transformador

60 configurado para transformar un voltaje de corriente alterna recibido del dispositivo recolector de energía 59, un motor 62, el cual es una fuente de energía del generador de corriente alterna 61, una unidad de conversión de energía 54 que tiene una función de conversión de energía para establecer el control de flujo de energía bidireccional y configurado para operar como cualquiera de un interruptor pulsatorio de instalación, un interruptor pulsatorio de desinstalación, un inversor, y un convertidor de acuerdo con una forma de conexión, un motor de corriente alterna 63 accionado por una unidad de conversión de energía 54 y configurado para hacer girar una rueda 64, los interruptores 71, 72, 75, 79 y 80 para abrir y cerrar un circuito que forma una vía de suministro de energía, un dispositivo de suministro de energía auxiliar (SIV 57) configurado para convertir un voltaje de corriente directa suministrado desde el dispositivo de almacenamiento de energía 56, el alambre aéreo de corriente directa 51, o la batería de combustible 53 en un voltaje de corriente alterna de tres fases, una máquina auxiliar 65 configurada para recibir el suministro de energía del SIV 20 y operar, y los dispositivos de conmutación 73, 74, 76, 77, 78, 81 y 82 configurados para conmutar un destino de conexión para conectar al menos uno del dispositivo de almacenamiento de energía 56, el alambre aéreo de corriente directa 51, la batería de combustible 53, el alambre aéreo de corriente alterna 58, y el generador de corriente alterna 61 hacia un primer lado terminal de la unidad de conversión de energía 54 y conectar al menos uno del dispositivo de almacenamiento de energía 56, el alambre aéreo de corriente directa 51, y el SIV 57 a un segundo lado terminal de la unidad de conversión de energía 54, y un reactor 55 requerido cuando la unidad de conversión de energía 54 se opere como un interruptor pulsatorio de instalación o el interruptor pulsatorio de desinstalación y se inserte en el circuito por medio de los dispositivos de conmutación 74, 76 y 78. Como es evidente cuando se hace referencia a, por ejemplo, la Figura 16 en la octava modalidad, la configuración en la octava modalidad corresponde a una configuración en la cual el dispositivo de conmutación 82 está sobre un lado A. En otras palabras, la configuración de la octava modalidad forma parte de la configuración de la novena modalidad.

Debido a que se adoptó la configuración explicada anteriormente, es posible un método de operación mostrado en las Figuras 30 a 43 para un vehículo eléctrico que incluya el dispositivo de control de propulsión de acuerdo con esta modalidad. En las Figuras 30 a 43, como en la explicación anterior, el flujo de energía eléctrica es indicado por una línea punteada larga o corta alternada.

Carga del dispositivo de almacenamiento de energía: primera operación de carga.

La figura 30 es un diagrama para explicar una operación (una primera operación de carga) para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía 56. La primera operación de carga es una operación ejecutada cuando un voltaje nominal del alambre de corriente directa 51 es mayor que el voltaje de carga completa del dispositivo de almacenamiento de energía 56. Como se muestra en esta figura, cuando el dispositivo de almacenamiento de energía 56 es cargado, el interruptor 71 se coloca en ENCENDIDO (un estado cerrado) , cuando el interruptor 72 es ajustado a APAGADO (un estado abierto) el dispositivo de conmutación 73 es colocado en el lado A, el dispositivo de conmutación

74 es llevado al lado A, el interruptor 75 es colocado en encendido (en estado cerrado) el dispositivo de conmutación

76 es colocado en el lado B, el dispositivo de conmutación

77 es colocado en el lado A, dispositivo de conmutación 78 es colocado en el lado B, el interruptor 79 es ajustado a APAGADO (el estado abierto) , el interruptor 80 es colocado en APAGADO (el estado abierto) , dispositivo de conmutación 81 es ajustado arbitrariamente (lo cual significa que el dispositivo de conmutación 81 puede ser colocado en cualquiera del lado A o el lado B, lo mismo se aplica en la siguiente explicación) , y el dispositivo de conmutación 82 es colocado en el lado A.

En ese estado de ajuste, el SIV 57 convierte el voltaje de corriente directa suministrado desde el alambre aéreo de corriente directa 51 en un voltaje de corriente alterna de tres fases y suministra el voltaje de corriente alterna de tres fases a la máquina auxiliar 65. La unidad de conversión de energía 54 opera como el interruptor pulsatorio de desinstalación para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía 56 usando la energía eléctrica es suministrada desde el alambre aéreo de corriente directa 51. Como en los dispositivos de control de propulsión explicados en la primera modalidad y similares, la operación (la operación de carga para el dispositivo de almacenamiento de energía 56 mostrada en la Figura 30 es ejecutada en un estado en el cual el vehículo eléctrico está en reposo en una estación de clasificación ferroviaria o una estación o un estado en el cual el vehículo eléctrico está efectuando una operación de funcionamiento por inercia en una sección electrificada.

Carga del dispositivo de almacenamiento de energía: segunda operación de carga.

La figura 31 es un diagrama para explicar una segunda operación de carga para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía 56. La segunda operación de carga es una operación ejecutada cuando un voltaje nominal del alambre aéreo de corriente directa 51 es menor que el voltaje del dispositivo de almacenamiento de energía 56. Como se muestra en esta figura, cuando el dispositivo de almacenamiento de energía 56 es cargado, el interruptor 71 se ajusta en ENCENDIDO, el interruptor 72 es ajustado a APAGADO, el dispositivo de conmutación 73 es colocado en el lado A, el dispositivo de conmutación 74 se coloca en el lado B, el interruptor 75 es colocado en encendido, el dispositivo de conmutación 76 es colocado en el lado A, el dispositivo de conmutación 77 es colocado en el lado A, dispositivo de conmutación 78 es colocado en el lado B, el interruptor 79 se coloca en APAGADO, el interruptor 80 es colocado en APAGADO, el dispositivo de conmutación 81 es ajustado arbitrariamente, y el dispositivo de conmutación 82 es colocado en el lado A.

En ese estado de ajuste, el SIV 57 convierte el voltaje de corriente directa suministrado desde el alambre aéreo de corriente directa 51 en un voltaje de corriente alterna de tres fases y suministra el voltaje de corriente alterna de tres fases a la máquina auxiliar 65. La unidad de conversión de energía 54 opera como el interruptor pulsatorio ascendente para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía 56 usando la energía eléctrica es suministrada desde el alambre aéreo de corriente directa 51. Como en el dispositivo de control de propulsión explicado anteriormente, la operación (la operación de carga para el dispositivo de almacenamiento de energía 56) mostrada en la Figura 31 es ejecutada en un estado en el cual el vehículo eléctrico está en reposo en una estación de clasificación ferroviaria o una estación o un estado en el cual el vehículo eléctrico está efectuando una operación de funcionamiento por inercia en una sección electrificada.

Carga del dispositivo de almacenamiento de energía: tercera operación de carga.

La Figura 32 es un diagrama para explicar una tercera operación de carga para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía 56. La tercera operación de carga es una operación ejecutada usando la energía eléctrica de la batería del combustible 53 y ejecutada cuando un voltaje de salida de la batería del combustible 53 es mayor que el voltaje de carga completa del dispositivo de almacenamiento de energía 56. Como se muestra en esta figura, cuando el dispositivo de almacenamiento de energía 56 es cargado, el interruptor 71 es colocado o ajustado en APAGADO, el interruptor 72 es colocado en ENCENDIDO, el dispositivo de conmutación 73 es ajustado en el lado B, el dispositivo de conmutación 74 es colocado en el lado A, el interruptor 75 es colocado en encendido, el dispositivo de conmutación 76 es colocado en el lado B, el dispositivo de conmutación 77 es colocado en el lado A, el dispositivo de conmutación 78 es colocado en el lado B, el interruptor 79 es ajustado a APAGADO, el interruptor 80 es colocado en APAGADO, el dispositivo de conmutación 81 es ajustado arbitrariamente, y el dispositivo de conmutación 82 es colocado en el lado A.

En ese estado de ajuste, el SIV 57 convierte un voltaje de corriente directa suministrado desde la batería de combustible 53 a un voltaje de corriente alterna de tres fases y suministra el voltaje de corriente alterna de tres fases a la máquina auxiliar 65. La unidad de conversión de energía 54 opera como el interruptor pulsativo descendente para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía 56. Como en los dispositivos de control de propulsión explicados anteriormente, la operación (la operación de carga para el dispositivo de almacenamiento de energía 56) mostrada en la Figura 32 es ejecutada en el estado en el cual el vehículo eléctrico está en reposo en una estación de clasificación ferroviaria o una estación o un estado en el cual el vehículo eléctrico está efectuando una operación de funcionamiento por inercia en una sección electrificada.

Carga del dispositivo de almacenamiento de energía: cuarta operación de carga.

La figura 33 es un diagrama para explicar una cuarta operación de carga para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía 56. La cuarta operación de carga es una operación ejecutada cuando un voltaje nominal de la batería de combustible 53 es menor que el voltaje que el dispositivo de almacenamiento de carga 56. Como se muestra en esta figura, cuando el dispositivo de almacenamiento de energía 56 es cargado, el interruptor 71 es colocado o ajustado en APAGADO, el interruptor 72 es colocado o ajustado en ENCENDIDO, el dispositivo de conmutación 73 es colocado o ajustado en el lado B, el dispositivo de conmutación 74 se coloca en el lado B, el interruptor 75 es colocado en ENCENDIDO, el dispositivo de conmutación 76 es colocado en el lado A, el dispositivo de conmutación 77 es colocado en el lado A, dispositivo de conmutación 78 es colocado en el lado B, el interruptor 79 se coloca en APAGADO, el interruptor 80 es colocado en APAGADO, el dispositivo de conmutación 81 es ajustado arbitrariamente, y el dispositivo de conmutación 82 es colocado en el lado A.

En ese estado de ajuste, el SIV 57 convierte el voltaje de corriente directa suministrado desde la batería de combustible 53 en un voltaje de corriente alterna de tres fases y suministra el voltaje de corriente alterna de tres fases a la máquina auxiliar 65. La unidad de conversión de energía 54 opera como el interruptor pulsatorio ascendente para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía 56. Como en los dispositivos de control de propulsión explicados anteriormente, la operación (la operación de carga para el dispositivo de almacenamiento de energía 56) mostrada en la Figura 33 es ejecutada en el estado en el cual el vehículo eléctrico está en estático en una estación de clasificación ferroviaria o una estación en la cual el vehículo eléctrico está efectuando una operación de funcionamiento por inercia en una sección electrificada.

Accionamiento del motor usando energía eléctrica del dispositivo de almacenamiento de energía.

La Figura 34 es un diagrama para explicar una operación para accionar un motor de corriente alterna 63 usando energía eléctrica del dispositivo de almacenamiento de energía 56. Como se muestra en esta figura, cuando el motor de corriente alterna 63 es accionado usando la energía eléctrica del dispositivo de almacenamiento de energía 56, el interruptor 71 es colocado en APAGADO, el interruptor 72 es colocado en APAGADO, los dispositivos de conmutación 73 y 74 son ajustados arbitrariamente, el interruptor 75 es colocado en ENCENDIDO, el dispositivo de conmutación 76 es colocado en el lado A, el dispositivo de conmutación 77 es colocado en el lado B, dispositivo de conmutación 78 es colocado en el lado B, el interruptor 79 es colocado en APAGADO, el interruptor 80 es colocado en

ENCENDIDO, el dispositivo de conmutación 81 es ajustado arbitrariamente , y el dispositivo de conmutación 82 es colocado o ajustado en el lado B.

En ese estado de ajuste, el SIV 57 convierte el voltaje de corriente directa suministrado desde el dispositivo de almacenamiento de energía 56 en un voltaje de corriente alterna de tres fases y suministra el voltaje de corriente alterna de tres fases a la máquina auxiliar 65. La unidad de conversión de energía 54 opera como el inversor para convertir el voltaje de corriente directa suministrada desde el dispositivo de almacenamiento de energía 56 en un voltaje de corriente alterna de tres fases y acciona el motor de corriente alterna 63. Como en los dispositivos de control de propulsión explicados anteriormente, la operación (la operación para el motor de corriente alterna 63) mostrada en la Figura 34 es ejecutada durante la marcha, durante el control de frenado, y similares .

Accionamiento del motor usando energía eléctrica del alambre aéreo de corriente directa.

La Figura 35 es un diagrama para explicar una operación para accionar el motor de corriente alterna 63 usando energía eléctrica del alambre aéreo de corriente directa 51. Como se muestra en esta figura, cuando el motor de corriente alterna 63 es accionado usando la energía eléctrica del alambre aéreo de corriente directa 51, el interruptor 71 es colocado o ajustado en ENCENDIDO, el interruptor 72 es colocado o ajustado en APAGADO, el dispositivo de conmutación 73 es ajustado al lado A, el dispositivo de conmutación 74 es ajustado al lado A, el interruptor 75 es ajustado en APAGADO, el dispositivo de conmutación 76 es ajustado arbitrariamente, el dispositivo de conmutación 77 es colocado en el lado B, el dispositivo de conmutación 78 es colocado en el lado B, el interruptor 79 es colocado o ajustad en APAGADO, el interruptor 80 es colocado o ajustado en ENCENDIDO, el dispositivo de conmutación 81 es ajustado arbitrariamente, y el dispositivo de conmutación 82 es colocado en el lado A.

En ese estado de ajuste, el SIV 57 convierte el voltaje de corriente directa suministrado desde el alambre aéreo de corriente directa 51 en un voltaje de corriente alterna de tres fases y suministra el voltaje de corriente alterna de tres fases a la máquina auxiliar 65. La unidad de conversión de energía 54 opera como el inversor para convertir el voltaje de corriente directa suministrado desde el alambre aéreo de corriente alterna 51 en un voltaje de corriente alterna de tres fases y acciona el motor de corriente alterna 63. Como en los dispositivos de control de propulsión explicados anteriormente, la operación (la operación de accionamiento para el motor de corriente alterna 63) mostrada en la Figura 35 es ejecutada durante la marcha, durante el control de frenado, y similares .

Accionamiento del motor usando energía eléctrica de la batería de combustible.

La Figura 36 es un diagrama para explicar una operación para accionar el motor de corriente alterna 63 usando la energía eléctrica de la batería de combustible 53. Como se muestra en esta figura, cuando el motor de corriente alterna 63 es accionado usando la energía eléctrica de la batería de combustible 53, el interruptor 71 es colocado en APAGADO, el interruptor 72 es colocado en ENCENDIDO, el dispositivo de conmutación 73 es ajustado al lado B, el dispositivo de conmutación 74 es ajustado al lado A, el interruptor 75 es ajustado en ENCENDIDO, el dispositivo de conmutación 76 es ajustado arbitrariamente, el dispositivo de conmutación 77 es ajustado al lado B, el dispositivo de conmutación 78 ajustado al lado B, el interruptor 79 es ajustado en APAGADO, el interruptor 80 es ajustado a ENCENDIDO, el dispositivo de conmutación 81 es ajustado arbitrariamente, y el dispositivo de conmutación 82 es ajustado al lado A.

En ese estado de ajuste, el SIV 57 convierte el voltaje de corriente directa suministrado desde la batería de combustible 53 en un voltaje de corriente alterna de tres fases y suministra el voltaje de corriente alterna de tres fases a la máquina auxiliar 65. La unidad de conversión de energía 54 opera como el inversor para convertir el voltaje de corriente directa suministrado desde la batería de combustible 53 en un voltaje de corriente alterna de tres fases y acciona el motor de corriente alterna 63. Como en el dispositivo de control de propulsión explicado anteriormente, la operación (la operación de accionamiento para el motor de corriente alterna 63) mostrada en la Figura 36 es ejecutada durante la marcha, durante el control de frenado, y similares.

Suministro de energía al alambre aéreo de corriente alterna por el alambre aéreo de corriente directa .

La Figura 37 es un diagrama para explicar una operación para suministrar la energía eléctrica del alambre aéreo de corriente directa 51 al alambre aéreo de corriente alterna 58. Como se muestra en esta figura, cuando la energía eléctrica del alambre aéreo de corriente directa 51 es suministrada el alambre aéreo de corriente alterna 58, el interruptor 71 se ajusta a ENCENDIDO, el interruptor 72 se ajusta al APAGADO, el dispositivo de conmutación 73 es ajustado al lado A, el dispositivo de conmutación 74 es ajustado al lado A, el interruptor 75 es ajustado en APAGADO, el dispositivo de conmutación 76 es ajustado al lado B, el dispositivo de conmutación 77 es ajustado al lado B, el dispositivo de conmutación 78 se ajusta al lado A, el interruptor 79 es ajustado a ENCENDIDO, el interruptor 80 es ajustado a APAGADO, el dispositivo de conmutación 81 es ajustado al lado A, y el dispositivo de conmutación 82 es ajustado al lado A.

En ese estado de ajuste, el SIV 57 convierte el voltaje de corriente directa suministrado desde el alambre aéreo de corriente directa 51 en un voltaje de corriente alterna de tres fases y suministra el voltaje de corriente alterna de tres fases a la máquina auxiliar 65. La unidad de conversión de energía 54 opera como el inversor para convertir el voltaje de corriente directa suministrado desde el alambre aéreo de corriente directa 51 en un voltaje de corriente alterna de una sola fase y aplica el voltaje de corriente alterna de una sola fase al transformador 60. El transformador 60 convierte el voltaje de corriente alterna de una sola fase en un voltaje de corriente alterna requerida en el alambre aéreo de corriente alterna 58 y aplica el voltaje de corriente alterna al alambre aéreo de corriente alterna 58 vía el dispositivo recolector de energía 59. De acuerdo con este control, es posible efectuar el suministro de energía al alambre aéreo de corriente alterna 58, el cual no está conectado al suministro de energía de corriente alterna, por el alambre aéreo de corriente directa 51, y suministrar energía al alambre aéreo de corriente alterna 58, el voltaje del cual cae, por medio del alambre aéreo de corriente directa 51.

Conversión de energía entre el alambre aéreo de corriente alterna y el dispositivo de almacenamiento de energía .

La Figura 38 es un diagrama para explicar una operación para efectuar la conversión de energía entre el alambre aéreo de corriente alterna 58 y el dispositivo de almacenamiento de energía 56. Como se muestra en esta figura, cuando la conversión es efectuada entre el alambre aéreo de corriente alterna 58 y el dispositivo de almacenamiento de energía 56, el interruptor 71 se ajusta a APAGADO, el interruptor 72 se ajusta a APAGADO, los dispositivos de conmutación 73 y 74 son ajustados arbitrariamente, el interruptor 75 es ajustado en ENCENDIDO, el dispositivo de conmutación 76 es ajustado al lado A, el dispositivo de conmutación 77 es colocado en el lado B, el dispositivo de conmutación 78 es colocado en el lado A, el interruptor 79 es ajustado a ENCENDIDO, el interruptor 80 es ajustado a APAGADO, el dispositivo de conmutación 81 es colocado en el lado A, y el dispositivo de conmutación 82 es colocado en el lado B.

En ese estado de ajuste, el SIV 57 convierte el voltaje de corriente directa suministrado desde el dispositivo de almacenamiento de energía 56 en un voltaje de corriente alterna de tres fases y suministra el voltaje de corriente alterna de tres fases a la máquina auxiliar 65. La unidad de conversión de energía 54 opera como el convertidor para convertir el voltaje de corriente directa del dispositivo de almacenamiento de energía 56 en un voltaje de corriente alterna de una sola fase y aplica el voltaje de corriente alterna de una sola fase al transformador 60. El transformador 60 convierte el voltaje de corriente alterna de una sola fase de un voltaje de corriente alterna deseada requerida en el alambre aéreo de corriente alterna 58 y aplica el voltaje de corriente alterna al alambre aéreo de corriente alterna 58 vía el dispositivo recolector de energía 59. La unidad de conversión de energía 54 opera como el convertidor para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía 56 usando energía eléctrica suministrada desde el alambre aéreo de corriente alterna 58. De acuerdo con este control, es posible efectuar el suministro de energía al alambre aéreo de corriente alterna 58, el cual no está conectado al suministro de energía de corriente alterna, por medio del dispositivo de almacenamiento de energía 56 y suministrar energía al alambre aéreo de corriente alterna 56, el voltaje del cual cae. Contrario a este control, es posible efectuar el control de carga por medio del alambre aéreo de corriente alterna 58 al dispositivo de almacenamiento de energía 56, el voltaje almacenado del cual cae.

Carga del dispositivo de almacenamiento de energía: quinta operación de carga.

La figura 39 es un diagrama para explicar una operación de carga (una quinta operación de carga) para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía 56. La quinta operación de carga es una operación ejecutada cuando el dispositivo de almacenamiento de energía 56 es cargado usando electricidad generada por el generador de corriente alterna 61. Como se muestra en esta figura, cuando el dispositivo de almacenamiento de energía 56 es cargado, el interruptor 71 es colocado en APAGADO, el interruptor 72 es colocado en APAGADO, los dispositivos de conmutación 73 y 74 son ajustados arbitrariamente, el interruptor 75 es colocado en ENCENDIDO, el dispositivo de conmutación 76 es colocado en el lado A, el dispositivo de conmutación 77 es colocado en el lado B, dispositivo de conmutación 78 es colocado en el lado A, el interruptor 79 se coloca en ENCENDIDO, el interruptor 80 es colocado en APAGADO, el dispositivo de conmutación 81 es colocado en el lado B, y el dispositivo de conmutación 82 es colocado en el lado B.

En ese estado de ajuste, la unidad de conversión de energía 54 opera como el convertidor para cargar el dispositivo de almacenamiento de energía 56 usando la energía eléctrica suministrada desde el generador de corriente alterna 61. El SIV 57 convierte el voltaje de corriente directa convertido por la sección de conversión de energía 54 en un voltaje de corriente alterna de tres fases y suministra el voltaje de corriente alterna de tres fases a la máquina auxiliar 65. La operación (la operación de carga para el dispositivo de almacenamiento de energía 56) mostrada en la Figura 39, es adecuada, por ejemplo, cuando la energía eléctrica de la batería de combustible 53 o el alambre aéreo de corriente alterna 58 no es obtenida y cuando el voltaje almacenado del dispositivo de almacenamiento de energía 56 cae. Aún cuando sea obtenida la energía eléctrica de al menos una de esas fuentes de energía, el dispositivo de almacenamiento de energía 56 puede ser cargado usando la energía eléctrica del generador de corriente alterna 61.

Arranque del motor desde el dispositivo de almacenamiento de energía.

La figura 40 es un diagrama para explicar una operación para efectuar el arranque del motor usando la energía eléctrica del dispositivo de almacenamiento de energía 56. Como se muestra en esta figura, cuando el arranque del motor es efectuando usando la energía eléctrica del dispositivo de almacenamiento de energía 56, el interruptor 71 es colocado en APAGADO, el interruptor

72 es colocado en APAGADO, los dispositivos de conmutación

73 y 74 son ajustados arbitrariamente, el interruptor 75 es colocado en ENCENDIDO, el dispositivo de conmutación 76 es colocado en el lado A, el dispositivo de conmutación 77 es colocado en el lado B, el dispositivo de conmutación 78 es colocado en el lado A, el interruptor 79 se coloca en ENCENDIDO, el interruptor 80 es colocado en APAGADO, el dispositivo de conmutación 81 es colocado en el lado B, y el dispositivo de conmutación 82 es colocado en el lado B.

En ese estado de ajuste, el SIV 57 convierte el voltaje de corriente directa suministrado desde el dispositivo de almacenamiento de energía 56 en un voltaje de corriente alterna de tres fases y suministra el voltaje de corriente alterna de tres fases a la máquina auxiliar 65. La unidad de conversión de energía 54 opera como el inversor para convertir el voltaje de corriente directa suministrado desde el dispositivo de almacenamiento de energía 56 en un voltaje de corriente alterna de tres fases, acciona el generador de corriente alterna 63 como un motor, y hace arrancar el motor 62 conectado al generador de corriente alterna 61.

Frenado del motor desde el dispositivo de almacenamiento de energía.

La figura 40 también sirve como una configuración de conexión para aplicar un freno de motor usando la energía eléctrica del dispositivo de almacenamiento de energía 56. Cuando el vehículo eléctrico aplica un freno, por ejemplo, en un estado en el cual el dispositivo de almacenamiento de energía 56 está cargado completamente, no puede ser efectuada la regeneración de energía. Por lo tanto, el vehículo eléctrico necesita detener el vehículo eléctrico usando un freno de aire. Como resultado, las almohadillas de frenado se desgastan rápidamente. Por otro lado, en el caso de la configuración mostrada en la Figura 40, por ejemplo, cuando el vehículo eléctrico está en reposo durante un funcionamiento por inercia, es posible consumir la energía eléctrica del dispositivo de almacenamiento de energía 56 accionando el generador de corriente alterna 61 como un motor usando la energía eléctrica del dispositivo de almacenamiento de energía 56 y haciendo que el motor 62 opere como un freno de motor. De acuerdo con este control, el voltaje del dispositivo de almacenamiento de energía 56 cae. Por lo tanto, es posible recibir, en el dispositivo de almacenamiento de energía 56, la energía regenerativa generada cuando el vehículo eléctrico usa el freno regenerativo suprimir el desgaste de las almohadillas de frenado o balatas mientras se realiza el uso efectivo de la energía eléctrica.

Arranque del motor desde la batería de combustible.

La figura 41 es un diagrama para explicar una operación para efectuar el arranque del motor usando la energía eléctrica de la batería de combustible 53. Como se muestra en esta figura, cuando el arranque del motor es efectuando usando la energía eléctrica de la batería de combustible 53, el interruptor 71 es colocado en APAGADO, el interruptor 72 es colocado en ENCENDIDO, el dispositivo de conmutación 73 es colocado en el lado B, el dispositivo de conmutación 74 es colocado en el lado A, el interruptor 75 es colocado en APAGADO, el dispositivo de conmutación 76 es colocado en el lado B, el dispositivo de conmutación 77 es colocado en el lado B, dispositivo de conmutación 78 es colocado en el lado A, el interruptor 79 se coloca en ENCENDIDO, el interruptor 80 es colocado en APAGADO, el dispositivo de conmutación 81 es colocado en el lado B, y el dispositivo de conmutación 82 es colocado en el lado A.

En ese estado de ajuste, el SIV 57 convierte el voltaje de corriente directa suministrado desde la batería de combustible 53 en un voltaje de corriente alterna de tres fases y suministra el voltaje de corriente alterna de tres fases a la máquina auxiliar 65. La unidad de conversión de energía 54 opera como el inversor para convertir el voltaje de corriente directa suministrado desde la batería de combustible 53 en un voltaje de corriente alterna de tres fases, acciona el generador de corriente alterna 61 como un motor, y hace arrancar el motor 62 conectado al generador de corriente alterna 61.

Frenado del motor desde la batería de combustible .

La figura 41 también sirve como una configuración de conexión para aplicar un freno de motor usando la energía eléctrica de la batería de combustible 53. Por ejemplo, cuando el dispositivo de almacenamiento de energía 56 está en un estado de carga completa y la máquina auxiliar 65 está en un estado sin carga, la energía generada en la batería de combustible 53 no puede ser utilizada lo suficiente. Por otro lado, en el caso de la configuración mostrada en la Figura 41, es posible consumir la energía eléctrica de la batería de combustible 53 accionando el generador de corriente alterna 61 como un motor usando la energía eléctrica de la batería de combustible 53 y haciendo que el motor 62 opere como un freno de motor. De acuerdo con este control, es posible consumir energía eléctrica aún cuando la batería de combustible 53 tenga que ser operada a una energía mínima. Por lo tanto, es posible operar de manera segura y estable la batería de combustible 53.

Arranque del motor desde el alambre aéreo de corriente directa.

La figura 42 es un diagrama para explicar una operación para efectuar el arranque del motor usando la energía eléctrica del alambre aéreo de corriente directa 51. Como se muestra en esta figura, cuando el arranque del motor es efectuando usando la energía eléctrica del alambre aéreo de corriente directa 51, el interruptor 71 es colocado en ENCENDIDO, el interruptor 72 es colocado en APAGADO, el dispositivo de conmutación 73 es colocado en el lado A, el dispositivo de conmutación 74 es colocado en el lado A, el interruptor 75 es colocado en APAGADO, el dispositivo de conmutación 76 es colocado en el lado B, el dispositivo de conmutación 77 es colocado en el lado B, el dispositivo de conmutación 78 es colocado en el lado A, el interruptor 79 se coloca en ENCENDIDO, el interruptor 80 es colocado en APAGADO, el dispositivo de conmutación 81 es colocado en el lado B, y el dispositivo de conmutación 82 es colocado en el lado A.

En ese estado de ajuste, el SIV 57 convierte el voltaje de corriente directa suministrado desde el alambre aéreo de corriente directa 51 en un voltaje de corriente alterna de tres fases y suministra el voltaje de corriente alterna de tres fases a la máquina auxiliar 65. La unidad de conversión de energía 54 opera como el inversor para convertir el voltaje de corriente directa suministrado desde el alambre aéreo de corriente directa 51 a un voltaje de corriente alterna de tres fases, acciona el generador de corriente alterna 61 como un motor, y hace arrancar el motor 62 conectado al generador de corriente alterna 61.

Frenado del motor desde el alambre aéreo de corriente directa.

La figura 42 también sirve como una configuración de conexión para aplicar un frenado de motor usando la energía eléctrica del alambre aéreo de corriente directa 51, de manera más específica, aplicar el freno de motor usando energía regenerativa de otro vehículo eléctrico bajo el alambre aéreo de corriente directa 51. Por ejemplo, cuando el otro vehículo eléctrico aplique un freno, en un estado el cual el dispositivo de almacenamiento de energía 56 se esté completamente cargado, el dispositivo de almacenamiento de energía 56 no puede ser cargado usando la energía regenerativa del otro vehículo eléctrico. Por otro lado, en el caso de la configuración mostrada en la figura 42, por ejemplo, cuando el vehículo eléctrico esté en reposo en una estación o durante el funcionamiento por inercia, es posible consumir la energía regenerativa del otro vehículo eléctrico accionando el generador de corriente alterna 61, un motor usando la energía regenerativa del otro vehículo eléctrico y siendo que el motor 62 opere como un freno de motor. De acuerdo con este control, el otro vehículo eléctrico puede efectuar de manera estable la regeneración de energía bajo el alambre aéreo de corriente directa 51. Por lo tanto, es posible suprimir el desgaste de las almohadillas de frenado o balatas del otro vehículo eléctrico.

El suministro de energía al alambre aéreo de corriente alterna por la batería de combustible.

La figura 43 es un diagrama para explicar una operación para suministrar la energía eléctrica de la batería de combustible 53 al alambre aéreo de corriente alterna 58. Como se muestra en esta figura, cuando la energía eléctrica de la batería de combustible 53 sea suministrada al alambre aéreo de corriente alterna 58, el interruptor 71 es colocado en APAGADO, el interruptor 72 es colocado en ENCENDIDO, el dispositivo de conmutación 73 es colocado en el lado B, el dispositivo de conmutación 74 es colocado en el lado A, el interruptor 75 es colocado en APAGADO, el dispositivo de conmutación 76 es colocado en el lado B, el dispositivo de conmutación 77 es colocado en el lado B, el dispositivo de conmutación 78 es colocado en el lado A, el interruptor 79 es colocado en ENCENDIDO, el interruptor 80 es colocado en APAGADO, el dispositivo de conmutación 81 es colocado en el lado A, el dispositivo de conmutación 82 es colocado en el lado A.

En ese estado de ajuste, el SIV 57 convierte el voltaje de corriente directa suministrado desde la batería de combustible 53 en un voltaje de corriente alterna de tres fases y suministra . el voltaje de corriente alterna de tres fases a la máquina auxiliar 65. La unidad de conversión de energía 54 opera como el inversor para convertir el voltaje de corriente directa suministrado desde la batería de combustible 53 en voltaje de corriente alterna de una sola fase y aplica el voltaje de corriente alterna en una sola fase al transformador 60. El transformador 60 convierte un voltaje de corriente alterna en una sola fase en un voltaje de corriente alterno deseado requerido en el alambre aéreo de corriente alterna 58 y aplica el voltaje de corriente alterna al alambre aéreo de corriente alterna 58 vía el dispositivo de recolección de energía 59. De acuerdo con este control, es posible efectuar el suministro de energía al alambre aéreo de corriente alterna 58, el cual no se conecta al suministro de energía de corriente alterna, por medio de la batería de combustible 53 y el suministro de energía al alambre aéreo de corriente alterna 58, el voltaje del cual cae, por medio de la batería de combustible 53.

La figura 44 es un diagrama en el cual se muestran las operaciones mostradas en las figuras 30 a 43 como una lista en un formato de tabla. Por ejemplo, se muestra una relación de correspondencia entre los estados de operación en la unidad de conversión de energía 54, los estados de ajuste de los interruptores 71, 72, 75, 79 y 80 y los dispositivos de conmutación 73, 74, 76, 77, 78, 81 y 82, y las figuras referidas anteriormente. El contenido mostrado en esta figura es explicado más arriba. La explicación detallada del contenido es omitida. "Batería" en la columna de observaciones significa "dispositivo de almacenamiento de energía 56".

Como se explicó anteriormente, cuando la energía de corriente directa del dispositivo de almacenamiento de energía es alimentada desde el primer lado terminal, el dispositivo de control de propulsión de acuerdo con esta modalidad hace que la unidad de conversión de energía actúe como el inversor para convertir la energía de corriente directa en la energía de corriente alterna deseada y envía la energía de corriente alterna desde un segundo lado terminal. Cuando la energía de corriente directa de la fuente de suministro de energía de corriente directa, excluyendo el dispositivo de almacenamiento de energía, es alimentada desde el primer lado terminal, el dispositivo de control de propulsión hace que la unidad de conversión de energía opere como el inversor para convertir la energía de corriente directa en la energía de corriente directa o energía de corriente alterna deseada y envía la energía de corriente directa o la corriente de energía alterna desde el segundo lado terminal. Cuando la energía de corriente directa de la fuente de suministro de energía de corriente directa, excluyendo el dispositivo de almacenamiento de energía, es alimentada desde el primer lado terminal, el dispositivo de control de propulsión hace que la unidad de conversión opere como el interruptor pulsatorio descendente para convertir la energía de corriente directa en la energía de corriente directa deseada y enviar la energía de corriente directa desde el segundo lado terminal. Cuando la energía corriente directa de la fuente de suministro de energía de corriente directa, excluyendo el dispositivo de almacenamiento de energía, sea alimentada desde un segundo lado terminal, el dispositivo de control de propulsión hace que la unidad de conversión de energía opere como el interruptor pulsatorio ascendente para convertir la energía de corriente directa a la energía de corriente directa deseada y envía la energía de corriente directa desde el primer lado terminal. Por lo tanto, es posible controlar de manera libre y eficiente, con una unidad de conversión de energía, las fuentes de suministro de energía como el dispositivo de almacenamiento de energía, una pluralidad de fuentes de suministro de energía de corriente directa (el alambre aéreo de corriente directa, como la batería de combustible, como la batería solar, etc.), y una pluralidad de suministro de energía de corriente alterna (el alambre aéreo de corriente alterna y el generador de corriente alterna) . Además, es posible reducir el tamaño del dispositivo y bajar los costos del dispositivo.

En las figuras 29 a 43, es descrita la configuración en la cual, cuando la unidad de conversión de energía 54 efectúa las operaciones en el interruptor pulsatorio descendente, el interruptor pulsatorio ascendente, el inversor, y el convertidor, es usado un reactor 55 para todas las operaciones. Sin embargo, pueden ser proporcionados reactores separados para las operaciones respectivas. Proporcionando los reactores separados, es posible efectuar una operación para seleccionar los reactores adecuados para las operaciones del interruptor pulsatorio descendente, el interruptor pulsatorio descendente, el inversor, y el convertidor.

Aplicabilidad Industrial

Como se explicó anteriormente, la presente invención es útil como un dispositivo de control de propulsión de vehículo eléctrico que incluye un dispositivo de almacenamiento de energía.

Lista de Signos de Referencia

1, la, le unidades de control

2 alambre aéreo

3 dispositivo de recolección de energía

4, 4A, 4V, 5, 9, 13, 14, 16, 16A, 16B, 18, 19, 22, 33, 71, 72, 75, 79, 80 interruptores

6 reactor de filtro

7 capacitor del filtro

8, 8A, 8B unidades de conversión de energía

10 reactor de la batería

11, 11A, 11B, 11b unidades de conmutación

12 capacitor del filtro de la batería

15, 15A, 15B, 101 dispositivos de almacenamientos de energía

17, 17A, 17B, 17b motores

20, 57 dispositivos de suministro de energía auxiliares (SIVs)

31 transformador

32, 55 reactores

41 generador

42 motor diesel

51 alambre aéreo de corriente directa

52, 59 dispositivos de recolección de energía 53 batería de combustible

54 unidad de conversión de energía

56 dispositivo de almacenamiento de energía

58 alambre aéreo de corriente alterna

60 transformador

61 generador de corriente alterna

62 motor

63 motor de corriente alterna

64 rueda

65 máquina auxiliar

73, 74, 76, 77, 78, 81, 82 dispositivos conmutación

100 interfaz (Unidad de conexión)

Rl, R2 resistencias de carga

R3 resistencias de descarga

CTU, CTV, CT , CTB detectores de corriente