CN103754124B - 一种电电混合纯电动城市客车控制系统 - Google Patents

一种电电混合纯电动城市客车控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN103754124B
CN103754124B CN201410036171.XA CN201410036171A CN103754124B CN 103754124 B CN103754124 B CN 103754124B CN 201410036171 A CN201410036171 A CN 201410036171A CN 103754124 B CN103754124 B CN 103754124B
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrokinetic cell
power supply
gauze
electricity
car load
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201410036171.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN103754124A (zh
Inventor
刘国庆
崔红雨
薛云鸿
亓永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China National Heavy Duty Truck Group Jinan Power Co Ltd
Original Assignee
China National Heavy Duty Truck Group Jinan Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China National Heavy Duty Truck Group Jinan Power Co Ltd filed Critical China National Heavy Duty Truck Group Jinan Power Co Ltd
Priority to CN201410036171.XA priority Critical patent/CN103754124B/zh
Publication of CN103754124A publication Critical patent/CN103754124A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103754124B publication Critical patent/CN103754124B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

本发明公开了一种电电混合纯电动城市客车控制系统，包括通过隔离变压线圈相连的高压线网回路及整车高压回路，所述高压线网回路包括高压线网，高压线网与DCDC隔离电源相连，DCDC隔离电源与动力电池相并联，动力电池与电机控制器相并联，电机控制器与电机相连，电机控制器还与制动电阻相连，该控制系统在运行时有两种工作模式：在线模式和脱线模式，在整车制动时，进行制动能量回收。整车制动产生的制动能量一部分动力电池吸收，一部分被制动电阻消耗，机械制动器的使用频率降低，从而提高机械制动器使用寿命。

Description

一种电电混合纯电动城市客车控制系统
技术领域
本发明涉及一种电电混合纯电动城市客车，尤其涉及一种电电混合纯电动城市客车控制系统。
背景技术
电电混合纯电动城市客车是城市公共交通运营体系的重要组成部分，是一种被普遍采用的“绿色”交通工具，具有诸多优点：①真正做到零排放；②噪声低；③运营成本低（虽然前期投入比公共汽车线路高，但远远低于轻轨、地铁，是实现城市公共交通电气化投入最少的一种，后期能源消耗小，所耗电费通常不超过汽车燃油费用的2/3，机修维护费用少）；④车辆采用电传动功率大，爬坡能力强等等。
基于以上优势，电电混合纯电动城市客车目前在国内很多城市都有较好的应用，但是这些电电混合纯电动城市客车基本都是传统型的。而传统的电电混合纯电动城市客车具有如下问题：
1.其供电系统是一体式的直流系统，在实际运营中就会存在线网系统可靠性、维护性和安全性低等问题；
2.传统的电电混合纯电动城市客车尽管采用了双源供电模式，但不具有制动能量回收功能，整车制动产生的能量，都通过制动电阻以热能的形式消耗掉，造成能量损失；
3.在脱线运行时，由于动力电池的电压等级较低，会造成整车动力性不足的问题。
发明内容
为解决现有技术存在的不足，本发明公开了一种电电混合纯电动城市客车控制系统，该控制系统不仅可以提高供电系统的可靠性与维护性，还可以对制动能量进行回收，更加安全节能。
为实现上述目的，本发明的具体方案如下：
一种电电混合纯电动城市客车控制系统，包括通过隔离变压线圈相连的高压线网回路及整车高压回路，所述高压线网回路包括高压线网，高压线网与DCDC隔离电源相连，形成独立的回路，DCDC隔离电源与动力电池相并联，动力电池与电机控制器相并联，电机控制器与电机相连，电机控制器还与制动电阻相连，该控制系统在运行时有两种工作模式：在线模式和脱线模式，在整车制动时，进行制动能量回收。制动能量回收的技术方案属于现有技术，此处不再具体描述，具体参见专利号：：200910192034.4，专利名称：一种电动汽车制动能量回收系统及其控制方法。
所述DCDC隔离电源采用DC-AC-DC的变换方式，DCDC隔离电源首先将波动的线网电压逆变成可控的交流电，再经过隔离变压线圈到达桥式整流电路实现交流到稳定直流的转换。
所述动力电池和DCDC隔离电源具有相同的电压等级。
所述电机控制器包括逆变电路及与逆变电路相并联的电阻和电容。电机控制器内部的电容起到稳压、滤波等作用。
所述在线模式：在有高压线网区，从线网通过DCDC隔离电源取得直流电，驱动车辆，在动力电池SOC低时，线网通过DCDC隔离电源直接对动力电池进行充电，在整车需要大功率需求时，线网和动力电池一起为电机供电。
所述脱线模式：在无高压线网区，动力电池为整车提供能源和进行制动能量回收，其回收方式和在线网模式下工作方式相同。
所述制动能量回收的方式为：在整车制动时，电机及电机控制器将机械能转化为电能，该反馈的制动能量首先给动力电池进行充电，当动力电池的SOC过高，吸收能力受限制时，剩余能量消耗到制动电阻上。
所述线网与K5开关相连，K5开关是DCDC隔离电源内部的一个控制开关，整车DCDC隔离电源通过集电杆连接到高压线网。
本系统的工作原理：
在线模式，整车连接到高压线网，即有高压线网区，集电器从线网取得直流电，不过在实际运营中该直流电波动范围比较大，对动力电池回收制动能量的要求太高，所以本发明通过DCDC隔离电源对线网进行稳压。
DCDC隔离电源通过自身的DC-AC变换电路首先将不稳定的高压线网直流电转变为交流电，再通过DCDC隔离电源的隔离变压线圈和桥式整流电路转换为稳定的直流电；而DCDC隔离电源的隔离变压线圈就将高压回路分成了高压线网回路和整车高压回路，这就将整车高压线路提高了一个安全等级。
如果电池SOC过低，DCDC隔离电源就会对动力电池进行充电，直到动力电池SOC达到一定值，这是设定的一个值，不需要具体到哪一个数值，主要是为了保证脱线状态下的续驶里程，同时为电机控制器和整车附件提供电源，电机驱动车辆运行。
如果电池SOC已经达到一定值，DCDC隔离电源只为电机控制器和整车附件提供电源，电机驱动车辆运行。
如果整车需要大功率需求，线网通过DCDC隔离电源和动力电池一起为电机控制器和整车附件提供电源，电机驱动车辆运行。
当整车制动时，电机及电机控制器将机械能转化为电能，该反馈的制动能量首先给动力电池进行充电，这个充电的过程就是制动能量回收，当动力电池的SOC过高，吸收能力受限制时，剩余能量消耗到制动电阻上。这样即可以实现制动能量的回收，又减少了机械制动器的磨损。
脱线模式，整车无法连接到高压线网，即无高压线网区，本发明转变成标准的纯电动城市客车，由动力电池为整车提供能源和进行制动能量回收，其回收方式和在线网模式下工作方式相同；又由于动力电池和DCDC隔离电源具有相同的电压等级，能满足整车的动力性需要。
脱线后，DCDC隔离电源便不再起作用，只有动力电池为电机控制器和整车附件提供电源，电机驱动车辆运行。
当整车制动时，电机及电机控制器将机械能转化为电能，该反馈的制动能量对动力电池进行充电，这个充电的过程就是制动能量回收。
本发明可从线网和动力电池分别取电，驱动车辆。本发明中的DCDC隔离电源采用了DC-AC-DC的变换方式。具体电路中，DCDC隔离电源首先将波动的线网电压逆变成可控的交流电，再经过隔离变压线圈到达桥式整流电路实现交流到稳定直流的转换。
本发明中的动力电池直接与DCDC隔离电源后的母线相连，不仅起到二次稳压的作用，在动力电池SOC较低时，线网可通过DCDC隔离电源直接对动力电池进行充电，在整车需要大功率需求时，还可以和DCDC隔离电源一起为电机供电。
本发明的有益效果：
1、安全：传统的电电混合纯电动城市客车线网供电部分是一体式的，可靠性及安全性差，而本发明在DCDC隔离电源中采用了隔离变压线圈，该隔离变压线圈使整车高压供电系统与线网隔离，形成独立的回路，提高了系统的绝缘和抗干扰能力，安全性好。
2、节能：相比于传统的电电混合纯电动城市客车，本发明不仅在有线网的情况下进行制动能量回收，在无线网的情况也可以进行能量回收，大大提高了能源利用率，特别在启停频繁的公交路况下，节能效果显著。
3、环保：本发明采用的两种能源皆为电能，零排放，无污染。又可进行制动能量回收，减少能源的消耗，从而降低对环境的影响。
4、动力性好：在车辆运行的高峰期，线网电压会急剧下降，从而造成传统电电混合纯电动城市客车的动力性不足，而本系统可通过制动能量回收，由动力电池提供部分能源，动力性好。
5.提高机械制动器使用寿命：整车制动产生的制动能量一部分动力电池吸收，一部分被制动电阻消耗，机械制动器的使用频率降低，从而提高机械制动器使用寿命。
附图说明
图1本发明的整体结构电路示意图；
图2本发明的整体结构拓扑示意图；
图3本发明的在线制动能量回收时的原理框图；
图4脱线运行时的原理框图；
1高压线网，2DCDC隔离电源，3动力电池，4电机控制器，5电机，6制动电阻。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明进行详细说明：
如图1-2所示，一种电电混合纯电动城市客车控制系统，其控制电路包括高压线网1、DCDC隔离电源2、动力电池3、电机控制器4、电机5、制动电阻6等。其特征是高压线网1与DCDC隔离电源2相连，DCDC隔离电源2与动力电池3和电机控制器4分别相连，电机控制器4外连制动电阻6，最后与电机5相连。
一种电电混合纯电动城市客车控制系统，包括通过隔离变压线圈相连的高压线网回路及整车高压回路，所述高压线网回路包括高压线网，高压线网与DCDC隔离电源相连，DCDC隔离电源与动力电池相并联，动力电池与电机控制器相并联，电机控制器与电机相连，电机控制器还与制动电阻相连，该控制系统在运行时有两种工作模式：在线模式和脱线模式，在整车制动时，进行制动能量回收。
所述DCDC隔离电源采用DC-AC-DC的变换方式，DCDC隔离电源首先将波动的线网电压逆变成可控的交流电，再经过隔离变压线圈到达桥式整流电路实现交流到稳定直流的转换。
所述动力电池和DCDC隔离电源具有相同的电压等级。
所述在线模式：在有高压线网区，从线网通过DCDC隔离电源取得直流电，驱动车辆，在动力电池SOC低时，线网通过DCDC隔离电源直接对动力电池进行充电，在整车需要大功率需求时，线网和动力电池一起为电机供电。
所述脱线模式：在无高压线网区，动力电池为整车提供能源和进行制动能量回收，其回收方式和在线网模式下工作方式相同。
所述制动能量回收的方式为：在整车制动时，电机及电机控制器将机械能转化为电能，该反馈的制动能量首先给动力电池进行充电，当动力电池的SOC过高，吸收能力受限制时，剩余能量消耗到制动电阻上。
本发明中的DCDC隔离电源采用了DC-AC-DC的变换方式。具体电路中，DCDC隔离电源首先将波动的线网电压逆变成可控的交流电，再经过隔离变压线圈到达桥式整流电路实现交流到稳定直流的转换。
本发明中的动力电池直接与DCDC隔离电源后的母线相连，不仅起到二次稳压的作用，在动力电池SOC较低时，线网可通过DCDC隔离电源直接对动力电池进行充电，在整车需要大功率需求时，还可以和DCDC隔离电源一起为电机供电。
如附图3所示，本发明在线网模式下，整车制动时，电机及电机控制器将机械能转化为电能，该反馈的制动能量首先给动力电池充电，当动力电池的SOC过高，吸收能力受限制时，剩余能量才消耗到制动电阻上，这样即可以实现制动能量的回收，又减少了机械制动器的磨损。
如附图4所示，在脱线模式时，即无高压线网区，本发明转变成标准的纯电动城市客车。

Claims (5)

1.一种电电混合纯电动城市客车控制系统，其特征是，包括通过隔离变压线圈相连的高压线网回路及整车高压回路，所述高压线网回路包括高压线网，高压线网与DCDC隔离电源相连，形成独立的回路，DCDC隔离电源与动力电池相并联，动力电池与电机控制器相并联，电机控制器与电机相连，电机控制器还与制动电阻相连，该控制系统在运行时有两种工作模式：在线模式和脱线模式，在整车制动时，进行制动能量回收；
所述在线模式：在有高压线网区，从线网通过DCDC隔离电源取得直流电，驱动车辆，在动力电池SOC低时，线网通过DCDC隔离电源直接对动力电池进行充电，在整车需要大功率需求时，线网和动力电池一起为电机供电；
所述脱线模式：在无高压线网区，动力电池为整车提供能源和进行制动能量回收，其回收方式和在线网模式下工作方式相同。
2.如权利要求1所述的一种电电混合纯电动城市客车控制系统，其特征是，所述DCDC隔离电源采用DC-AC-DC的变换方式，DCDC隔离电源首先将波动的线网电压逆变成可控的交流电，再经过隔离变压线圈到达桥式整流电路实现交流到稳定直流的转换。
3.如权利要求1所述的一种电电混合纯电动城市客车控制系统，其特征是，所述动力电池和DCDC隔离电源具有相同的电压等级。
4.如权利要求1所述的一种电电混合纯电动城市客车控制系统，其特征是，所述电机控制器包括逆变电路及与逆变电路相并联的电阻和电容。
5.如权利要求1所述的一种电电混合纯电动城市客车控制系统，其特征是，所述制动能量回收的方式为：在整车制动时，电机及电机控制器将机械能转化为电能，该反馈的制动能量首先给动力电池进行充电，当动力电池的SOC过高，吸收能力受限制时，剩余能量消耗到制动电阻上。
CN201410036171.XA 2014-01-24 2014-01-24 一种电电混合纯电动城市客车控制系统 Expired - Fee Related CN103754124B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410036171.XA CN103754124B (zh) 2014-01-24 2014-01-24 一种电电混合纯电动城市客车控制系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410036171.XA CN103754124B (zh) 2014-01-24 2014-01-24 一种电电混合纯电动城市客车控制系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103754124A CN103754124A (zh) 2014-04-30
CN103754124B true CN103754124B (zh) 2016-03-30

Family

ID=50521504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410036171.XA Expired - Fee Related CN103754124B (zh) 2014-01-24 2014-01-24 一种电电混合纯电动城市客车控制系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103754124B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104097524A (zh) * 2014-06-13 2014-10-15 郑州宇通客车股份有限公司 一种无轨电车及其动力系统
CN105196881B (zh) * 2015-10-15 2017-10-27 上海振华重工(集团)股份有限公司 集装箱跨运车的电能切换系统和方法
CN108263220A (zh) * 2016-12-30 2018-07-10 比亚迪股份有限公司 纯电动车辆的移动电站和纯电动车辆
CN107813706B (zh) * 2017-10-25 2023-09-05 中通客车股份有限公司 一种新能源客车用高效辅助制动系统及方法
CN112622646A (zh) * 2021-01-04 2021-04-09 中车青岛四方车辆研究所有限公司 适用于弓网受流系统的整车控制方法、弓网受流系统
CN113386588A (zh) * 2021-07-21 2021-09-14 吉林大学 一种用于双源无轨卡车的电-电混合动力系统
CN114103666B (zh) * 2021-12-13 2023-01-20 博雷顿科技股份公司 一种双源纯电动装载机高压系统及控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11275766A (ja) * 1998-03-23 1999-10-08 Fuji Electric Co Ltd 絶縁形直流−直流電力変換装置及び電気自動車用電気システム
CN102412604A (zh) * 2010-09-22 2012-04-11 株式会社丰田自动织机 电源设备
CN202923412U (zh) * 2012-11-30 2013-05-08 唐山轨道客车有限责任公司 城市交通车辆供电系统
CN103296735A (zh) * 2012-03-02 2013-09-11 中通客车控股股份有限公司 一种网-电混合纯电动客车机电耦合装置
CN203697981U (zh) * 2014-01-24 2014-07-09 中国重汽集团济南动力有限公司 一种电电混合纯电动城市客车控制系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11275766A (ja) * 1998-03-23 1999-10-08 Fuji Electric Co Ltd 絶縁形直流−直流電力変換装置及び電気自動車用電気システム
CN102412604A (zh) * 2010-09-22 2012-04-11 株式会社丰田自动织机 电源设备
CN103296735A (zh) * 2012-03-02 2013-09-11 中通客车控股股份有限公司 一种网-电混合纯电动客车机电耦合装置
CN202923412U (zh) * 2012-11-30 2013-05-08 唐山轨道客车有限责任公司 城市交通车辆供电系统
CN203697981U (zh) * 2014-01-24 2014-07-09 中国重汽集团济南动力有限公司 一种电电混合纯电动城市客车控制系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN103754124A (zh) 2014-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103754124B (zh) 一种电电混合纯电动城市客车控制系统
CN106276445B (zh) 一种电梯驱动控制、节能一体化系统及方法
WO2015135330A1 (zh) 有轨电车动力系统及控制方法
CN107042762A (zh) 一种轨道车辆的车载混合储能系统及其应用
CN109080464B (zh) 轨道车辆主电路拓扑结构及供电方法
CN104097526B (zh) 一种双源无轨电车及其动力系统
CN105150864B (zh) 一种双源无轨电车动力系统及控制方法
CN105644377A (zh) 一种双能源电动车
CN104097527B (zh) 一种新型双源无轨电车及其动力系统
CN104135062A (zh) 超级电容和蓄电池相结合的电动汽车快速充电方法及装置
CN105235546B (zh) 一种1000kW功率等级纯电动交流传动调车机车电气主传动系统
CN103587426B (zh) 轻轨车辆牵引系统
CN103625299B (zh) 一种双源无轨电车控制系统
CN106787086B (zh) 一种双pwm永磁电力驱动系统及其控制方法
CN105425071A (zh) 一种超级电容储能装置试验平台及试验方法
CN205113038U (zh) 一种复合电源增程式电动车的控制装置
CN104960428A (zh) 双源无轨电车及其隔离式供电系统
CN204993077U (zh) 一种内燃机车辅助变流装置
CN110071517A (zh) 一种基于单片机的电梯能量回馈电路及装置
CN206834784U (zh) 一种用于离网有轨电车的制动能量回收再利用系统
CN109353367A (zh) 基于飞轮储能和电阻制动的再生能量回收系统及控制方法
CN203697981U (zh) 一种电电混合纯电动城市客车控制系统
CN103754125B (zh) 一种即充式纯电动客车控制系统
CN205311365U (zh) 一种列车过分相能量再利用装置
CN104467508B (zh) 制动能量可回收再利用的牵引变流器及变流方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160330

Termination date: 20220124

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee