CN112172763B - 一种混合动力有轨电车电制动功率分配方法、装置和介质 - Google Patents

一种混合动力有轨电车电制动功率分配方法、装置和介质 Download PDF

Info

Publication number
CN112172763B
CN112172763B CN201910604442.XA CN201910604442A CN112172763B CN 112172763 B CN112172763 B CN 112172763B CN 201910604442 A CN201910604442 A CN 201910604442A CN 112172763 B CN112172763 B CN 112172763B
Authority
CN
China
Prior art keywords
power
brake
braking
value
energy storage
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.)
Active
Application number
CN201910604442.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN112172763A (zh
Inventor
张路军
袁文烨
陈新溅
刘勇
刘翔
胡玲军
乔显华
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.)
Zhuzhou CRRC Times Electric Co Ltd
Original Assignee
Zhuzhou CRRC Times Electric 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 Zhuzhou CRRC Times Electric Co Ltd filed Critical Zhuzhou CRRC Times Electric Co Ltd
Priority to CN201910604442.XA priority Critical patent/CN112172763B/zh
Priority to PCT/CN2019/112184 priority patent/WO2021003881A1/zh
Priority to EP19937172.5A priority patent/EP3971014A4/en
Publication of CN112172763A publication Critical patent/CN112172763A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112172763B publication Critical patent/CN112172763B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/1701Braking or traction control means specially adapted for particular types of vehicles
    • B60T8/1705Braking or traction control means specially adapted for particular types of vehicles for rail vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/003Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to auxiliary motors, e.g. for pumps, compressors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/02Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10Dynamic electric regenerative braking
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/22Dynamic electric resistor braking, combined with dynamic electric regenerative braking
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B60W10/26Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means for electrical energy, e.g. batteries or capacitors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/30Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of auxiliary equipment, e.g. air-conditioning compressors or oil pumps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18Propelling the vehicle
    • B60W30/18009Propelling the vehicle related to particular drive situations
    • B60W30/18109Braking
    • B60W30/18127Regenerative braking
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/26Rail vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/80Time limits
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2270/00Further aspects of brake control systems not otherwise provided for
    • B60T2270/60Regenerative braking
    • B60T2270/604Merging friction therewith; Adjusting their repartition
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/24Energy storage means
    • B60W2510/242Energy storage means for electrical energy
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/30Auxiliary equipments
    • B60W2510/305Power absorbed by auxiliaries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明实施例公开了一种混合动力有轨电车电制动功率分配方法、装置和介质,当牵引电机制动时,采集牵引逆变系统的制动电压值和制动电流值;获取耗能系统的耗能功率、单向供电系统的输出功率以及储能系统的最大充电功率;依据耗能功率、输出功率、最大充电功率、牵引逆变器个数以及制动电压值,计算单个牵引逆变器反馈至母线上的最大限流值;根据制动电流值和最大限流值,动态控制制动电阻系统的通断,在制动功率超出储能系统的承载能力时,将超出的功率消耗在制动电阻系统上,保证了储能系统不会出现过流;当制动功率在储能系统的承载能力之内时,将制动功率全部反馈给储能系统,实现了制动能量的合理分配,提高了制动能量的利用率。

Description

一种混合动力有轨电车电制动功率分配方法、装置和介质
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域,特别是涉及一种混合动力有轨电车电制动功率分配方法、装置和计算机可读存储介质。
背景技术
有轨电车是采用电力驱动并在轨道上行驶的轻型轨道交通车辆。以有轨电车为代表的新型城市轨道交通系统,为了不过多的影响城市景观,通常采用无接触网供电的方式。无接触网供电的方式多种多样,包括车载储能装置供电、氢燃料电池供电、地面非接触供电、内燃机系统等。
受车辆安装空间、车辆轴重、工程造价成本、功率等级、功率密度等限制,采用无接触网供电的方式往往无法做到完全满足整车用电功率需求,因此,现有技术中有轨电车往往采用混合供电方式,即供电方式既包括氢燃料电池或非接触式感应供电或内燃机发电等单向供电方式,又包括可进行充放电的储能系统供电。
在有轨电车电制动时,会将牵引电机的动能或势能转化为制动能量。由于氢燃料电池或非接触式感应供电或内燃机发电系统属于单向供电系统,该供电系统无法吸收制动能量,因此在有轨电车电制动时只有储能系统可以吸收产生的制动能量。但是车载储能系统充电电流小,无法完全吸收制动功率。当制动功率超过车载储能系统的承载能力时,会对储能系统造成损坏;制动功率全部通过制动电阻消耗,又会造成制动能量的浪费。
可见,合理分配混合供电有轨电车电制动能量,提高制动能量的利用率,是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种混合动力有轨电车电制动功率分配方法、装置和计算机可读存储介质,可以合理分配混合供电有轨电车电制动能量,提高制动能量的利用率。
为解决上述技术问题,本发明实施例提供一种混合动力有轨电车电制动功率分配方法,包括:
当牵引电机制动时,采集牵引逆变系统的制动电压值和制动电流值;
获取耗能系统的耗能功率、单向供电系统的输出功率以及储能系统的最大充电功率;
依据所述耗能功率、所述输出功率、所述最大充电功率、牵引逆变器个数以及所述制动电压值,计算出单个牵引逆变器反馈至母线上的最大限流值;
根据所述制动电流值和所述最大限流值,动态控制制动电阻系统的通断。
可选的,所述耗能功率包括辅助系统的功率P辅助和直流空调系统的功率P空调
相应的,所述依据所述耗能功率、所述输出功率、所述最大充电功率、牵引逆变器个数以及所述电压值,计算出单个牵引逆变器反馈至母线上的最大限流值:
根据公式P反馈=P储能充+P辅助+P空调-Pdc,计算直流母线上反馈的最大功率P反馈
其中,Pdc表示单向供电系统的输出功率;P储能充表示储能系统的最大充电功率;
根据如下公式,计算单个牵引逆变器反馈至母线上的最大限流值I反馈
Figure BDA0002120346130000021
其中,N表示牵引逆变器个数;UVH2表示牵引逆变系统的制动电压值。
可选的,所述根据所述制动电流值和所述最大限流值,动态控制制动电阻系统的通断包括:
当满足ILH1>k1×I反馈时,控制制动电阻系统所在的回路开通;
当满足ILH1<k2×I反馈时,控制制动电阻系统所在的回路关断;
其中,ILH1表示制动电流值,k1和k2均表示回差系数。
可选的,在所述控制制动电阻系统所在的回路开通之后还包括:
记录所述制动电阻系统所在回路的累计导通时间;
判断所述累计导通时间是否超过预设时间值;
若是,则停止电制动。
可选的,在停止电制动之后还包括:
展示电制动不可用的提示信息。
本发明实施例还提供了一种混合动力有轨电车电制动功率分配装置,包括采集单元、获取单元、计算单元和控制单元;
所述采集单元,用于当牵引电机制动时,采集牵引逆变系统的制动电压值和制动电流值;
所述获取单元,用于获取耗能系统的耗能功率、单向供电系统的输出功率以及储能系统的最大充电功率;
所述计算单元,用于依据所述耗能功率、所述输出功率、所述最大充电功率、牵引逆变器个数以及所述制动电压值,计算出单个牵引逆变器反馈至母线上的最大限流值;
所述控制单元,用于根据所述制动电流值和所述最大限流值,动态控制制动电阻系统的通断。
可选的,所述耗能功率包括辅助系统的功率P辅助和直流空调系统的功率P空调
相应的,所述计算单元包括功率计算子单元和电流计算子单元;
所述功率计算子单元,用于根据公式P反馈=P储能充+P辅助+P空调-Pdc,计算直流母线上反馈的最大功率P反馈
其中,Pdc表示单向供电系统的输出功率;P储能充表示储能系统的最大充电功率;
所述电流计算子单元,用于根据如下公式,计算单个牵引逆变器反馈至母线上的最大限流值I反馈
Figure BDA0002120346130000041
其中,N表示牵引逆变器个数;UVH2表示牵引逆变系统的制动电压值。
可选的,所述控制单元包括开通子单元和关断子单元;
所述开通子单元,用于当满足ILH1>k1×I反馈时,控制制动电阻系统所在的回路开通;
所述关断子单元,用于当满足ILH1<k2×I反馈时,控制制动电阻系统所在的回路关断;
其中,ILH1表示制动电流值,k1和k2均表示回差系数。
可选的,还包括记录单元、时间判断单元和停止单元;
所述记录单元,用于在所述控制制动电阻系统所在的回路开通之后,记录所述制动电阻系统所在回路的累计导通时间;
所述时间判断单元,用于判断所述累计导通时间是否超过预设时间值;若是,则触发所述停止单元;
所述停止单元,用于停止电制动。
可选的,还包括展示单元;
所述展示单元,用于在停止电制动之后,展示电制动不可用的提示信息。
本发明实施例还提供了一种混合动力有轨电车电制动功率分配装置,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于执行所述计算机程序以实现如上述混合动力有轨电车电制动功率分配方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述混合动力有轨电车电制动功率分配方法的步骤。
由上述技术方案可以看出,当牵引电机制动时,采集牵引逆变系统的制动电压值和制动电流值;获取耗能系统的耗能功率、单向供电系统的输出功率以及储能系统的最大充电功率;有轨电车中各系统之间处于并联关系,制动电压值反映了直流母线上的电压值,因此依据耗能功率、输出功率、最大充电功率、牵引逆变器个数以及制动电压值,可以计算出单个牵引逆变器反馈至母线上的最大限流值;根据制动电流值和反馈的最大限流值,动态控制制动电阻系统的通断,可以在制动功率超出储能系统的承载能力时,将超出储能系统承载能力的制动功率消耗在制动电阻系统上,保证了储能系统不会出现过流;当制动功率在储能系统的承载能力之内时,将制动功率全部反馈给储能系统,实现了制动能量的合理分配,提高了制动能量的利用率,并有效增加了列车续航里程。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例,下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术提供的一种混合动力有轨电车的系统主电路原理框图;
图2为本发明实施例提供的一种混合动力有轨电车电制动功率分配方法的流程图;
图3为本发明实施例提供的一种制动功率分配调节的示意图;
图4为本发明实施例提供的一种混合动力有轨电车电制动功率分配装置的结构示意图;
图5为本发明实施例提供的一种混合动力有轨电车电制动功率分配装置的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下,所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护范围。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
现有技术中有轨电车常采用混合动力供电的方式。图1所示为现有技术中常见的一种混合动力有轨电车的系统主电路原理框图,图1中供电系统包括储能系统以及由氢燃料电池系统和单向DC/DC构成的单向供电系统。有轨电车中包括有连接在高压直流母线下的直流空调系统、由辅助变流器或充电机及其连接的负载构成的辅助系统。图1中左起第二个虚线框代表牵引逆变系统,包括输入电压传感器、预充电及输入电路、直流电流传感器、中间电压传感器、斩波控制模块、DC/AC逆变器模块等;其中DC/AC逆变器模块包含多路输出,带多路电机负载。制动电阻系统包含有多个相互串并联的制动电阻。
有轨电车运行时,可以由氢燃料或非接触感应供电或者内燃机发电系统等单向供电系统和储能系统同时供电;当有轨电车电制动时,会产生制动功率,由于氢燃料或非接触感应供电等供电系统的单向性,此时只有储能系统可以接收制动功率。但是储能系统的充电电流较小,往往无法完全吸收制动功率,如果将制动功率全部传输给储能系统,会造成储能系统的过流,严重时会造成储能系统的烧毁。因此,本发明实施例提供了一种混合动力有轨电车电制动功率分配方法、装置和计算机可读存储介质,根据有轨电车中各系统的功率值以及制动电压值,可以计算单个牵引逆变器反馈至母线上的最大限流值,根据制动电流值和反馈的最大限流值,动态控制制动电阻系统的通断。既可以防止储能系统出现过流,又可以将制动功率最大程度的反馈给储能系统,实现了制动能量的合理分配,提高了制动能量的利用率。由于制动能量可以最大程度的反馈给储能系统,有效的增加了列车续航里程。
接下来,详细介绍本发明实施例所提供的一种混合动力有轨电车电制动功率分配方法。图2为本发明实施例提供的一种混合动力有轨电车电制动功率分配方法的流程图,该方法包括:
S201:当牵引电机制动时,采集牵引逆变系统的制动电压值和制动电流值。
在本发明实施例中,可以根据设置在牵引逆变系统上的电压传感器和电流传感器,采集牵引逆变系统的制动电压值和制动电流值。
考虑到有轨电车电制动过程中所转化的制动功率为变量,因此,在具体实现中,可以实时采集或者间隔较短的时间周期性采集牵引逆变系统的制动电压值和制动电流值。结合图1所示的原理图,电压和电流均包含有两个依次为UVH1、UVH2、ILH1和ILH2,在本发明实施例中,将采集的ILH1作为制动电流值,将UVH2作为制动电压值。
S202:获取耗能系统的耗能功率、单向供电系统的输出功率以及储能系统的最大充电功率。
功率反映了系统的瞬时能量,在本发明实施中,以有轨电车中各系统的当前功率为依据,确定反馈至直流母线上的最大电制动功率。
结合图1所示的原理图,耗能功率可以包括辅助系统的功率P辅助和直流空调系统的功率P空调
有轨电车中设置有对耗能系统、单向供电系统以及储能系统进行管理的网络控制系统。辅助系统可以将辅助变流器或充电机的实时功率P辅助传递给网络控制系统。直流空调控制系统可以将直流空调实时功率P空调传递给网络控制系统;供电系统可以将储能系统的最大充电功率P储能充、单向供电系统的输出功率Pdc传递给网络控制系统。
S203:依据耗能功率、输出功率、最大充电功率、牵引逆变器个数以及制动电压值,计算出单个牵引逆变器反馈至母线上的最大限流值。
考虑到有轨电车电制动时,部分单向供电系统的输出功率并不能直接降为零,因此,在本发明实施例中在计算直流母线上反馈的最大功率时会考虑单向供电系统的输出功率。
具体的,可以根据公式P反馈=P储能充+P辅助+P空调-Pdc,计算直流母线上反馈的最大功率P反馈
其中,Pdc表示单向供电系统的输出功率。
有轨电车中各系统之间处于并联关系,制动电压值反映了直流母线上的电压值,在计算出直流母线上反馈的最大功率后,可以根据如下公式,计算单个牵引逆变器反馈至母线上的最大限流值I反馈;最大限流值表示允许单个牵引逆变器反馈至母线上的最大电流值。
Figure BDA0002120346130000081
其中,N表示牵引逆变器个数;UVH2表示牵引逆变系统的制动电压值。
S204:根据制动电流值和最大限流值,动态控制制动电阻系统的通断。
考虑到在有轨电车电制动过程中,制动电流值和单个牵引逆变器反馈到直流母线的最大限流值均为变量,以实时采集为例,在本发明实施例中,有轨电车的中央处理器可以实时检测制动电流值和计算单个牵引逆变器反馈到直流母线的最大限流值。
当满足ILH1>k1×I反馈时,说明制动功率超出了储能系统的承载能力,此时可以控制制动电阻系统所在的回路开通。制动电阻系统所在的回路开通之后,制动电阻可以吸收一部分制动功率,实现分流的功能,从而有效的降低了储能系统过流的情况发生。
当满足ILH1<k2×I反馈时,说明制动功率在储能系统的承载能力之内,此时可以控制制动电阻系统所在的回路关断,将制动功率全部反馈到储能系统中。
其中,ILH1表示制动电流值,k1和k2均表示回差系数。k1和k2的取值可以相同也可以不同,根据试验情况确定,在此不做限定。
图3为与本发明实施例提供的混合动力有轨电车电制动功率分配方法相对应的电制动功率分配调节控制示意图,其中,储能系统、辅助系统和直流空调系统均为可吸收制动功率的系统,因此P储能充、P辅助和P空调均为正值,氢燃料电池、内燃机系统等单向供电系统在有轨电车电制动时短时间内仍会产生功率,因此Pdc为负值。制动电阻消耗制动功率,相应的,P电阻为负值。
由上述技术方案可以看出,当牵引电机制动时,采集牵引逆变系统的制动电压值和制动电流值;获取耗能系统的耗能功率、单向供电系统的输出功率以及储能系统的最大充电功率;有轨电车中各系统之间处于并联关系,制动电压值反映了直流母线上的电压值,因此依据耗能功率、输出功率、最大充电功率、牵引逆变器个数以及制动电压值,可以计算出单个牵引逆变器反馈到直流母线的最大限流值;根据制动电流值和单个牵引逆变器反馈到直流母线的最大限流值,动态控制制动电阻系统的通断,可以在制动功率超出储能系统的承载能力时,将超出储能系统承载能力的制动功率消耗在制动电阻系统上,保证了储能系统不会出现过流;当制动功率在储能系统的承载能力之内时,将制动功率全部反馈给储能系统,实现了制动能量的合理分配,提高了制动能量的利用率,并有效增加了列车续航里程。
在本发明实施例中,为了有效的保护制动电阻系统,可以对制动电阻系统的累计工作时长进行限定,例如,可以设置一个预设时间值,该预设时间值表示制动电阻系统的累计工作时长,其取值根据制动电阻设定,在此不做限定。
在具体实现中,可以记录制动电阻系统所在回路的累计导通时间;判断累计导通时间是否超过预设时间值。
当累计导通时间超过预设时间值时,若制动电阻系统再继续导通工作,会存在被烧坏的风险,此时可以停止电制动。
系统的制动操作可以包括电制动和机械制动,在停止电制动之后,可以展示电制动不可用的提示信息,以便于工作人员可以根据实际需求及时进行相关制动措施。
图4为本发明实施例提供的一种混合动力有轨电车电制动功率分配装置的结构示意图,包括采集单元41、获取单元42、计算单元43和控制单元44;
采集单元41,用于当牵引电机制动时,采集牵引逆变系统的制动电压值和制动电流值;
获取单元42,用于获取耗能系统的耗能功率、单向供电系统的输出功率以及储能系统的最大充电功率;
计算单元43,用于依据耗能功率、输出功率、最大充电功率、牵引逆变器个数以及制动电压值,计算出单个牵引逆变器反馈到直流母线的最大限流值;
控制单元44,用于根据制动电流值和单个牵引逆变器反馈到直流母线的最大限流值,动态控制制动电阻系统的通断。
可选的,耗能功率包括辅助系统的功率P辅助和直流空调系统的功率P空调
相应的,计算单元包括功率计算子单元和电流计算子单元;
功率计算子单元,用于根据公式P反馈=P储能充+P辅助+P空调-Pdc,计算直流母线上反馈的最大功率P反馈
其中,Pdc表示单向供电系统的输出功率;P储能充表示储能系统的最大充电功率;
电流计算子单元,用于根据如下公式,计算单个牵引逆变器反馈到直流母线的最大限流值I反馈
Figure BDA0002120346130000101
其中,N表示牵引逆变器个数;UVH2表示牵引逆变系统的制动电压值。
可选的,控制单元包括开通子单元和关断子单元;
开通子单元,用于当满足ILH1>k1×I反馈时,控制制动电阻系统所在的回路开通;
关断子单元,用于当满足ILH1<k2×I反馈时,控制制动电阻系统所在的回路关断;
其中,ILH1表示制动电流值,k1和k2均表示回差系数。
可选的,还包括记录单元、时间判断单元和停止单元;
记录单元,用于在控制制动电阻系统所在的回路开通之后,记录制动电阻系统所在回路的累计导通时间;
时间判断单元,用于判断累计导通时间是否超过预设时间值;若是,则触发停止单元;
停止单元,用于停止电制动。
可选的,还包括展示单元;
展示单元,用于在停止电制动之后,展示电制动不可用的提示信息。
图4所对应实施例中特征的说明可以参见图2所对应实施例的相关说明,这里不再一一赘述。
由上述技术方案可以看出,当牵引电机制动时,采集牵引逆变系统的制动电压值和制动电流值;获取耗能系统的耗能功率、单向供电系统的输出功率以及储能系统的最大充电功率;有轨电车中各系统之间处于并联关系,制动电压值反映了直流母线上的电压值,因此依据耗能功率、输出功率、最大充电功率、牵引逆变器个数以及制动电压值,可以计算出单个牵引逆变器反馈到直流母线的最大限流值;根据制动电流值和最大限流值,动态控制制动电阻系统的通断,可以在制动功率超出储能系统的承载能力时,将超出储能系统承载能力的制动功率消耗在制动电阻系统上,保证了储能系统不会出现过流;当制动功率在储能系统的承载能力之内时,将制动功率全部反馈给储能系统,实现了制动能量的合理分配,提高了制动能量的利用率,并有效增加了列车续航里程。
图5为本发明实施例提供的一种混合动力有轨电车电制动功率分配装置50的硬件结构示意图,包括:
存储器51,用于存储计算机程序;
处理器52,用于执行计算机程序以实现如上述混合动力有轨电车电制动功率分配方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现如上述混合动力有轨电车电制动功率分配方法的步骤。
以上对本发明实施例所提供的一种混合动力有轨电车电制动功率分配方法、装置和计算机可读存储介质进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
专业人员还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块,或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

Claims (6)

1.一种混合动力有轨电车电制动功率分配方法,其特征在于,包括:
当牵引电机制动时,采集牵引逆变系统的制动电压值和制动电流值;
获取耗能系统的耗能功率、单向供电系统的输出功率以及储能系统的最大充电功率;
依据所述耗能功率、所述输出功率、所述最大充电功率、牵引逆变器个数以及所述制动电压值,计算出单个牵引逆变器反馈至母线上的最大限流值;
根据所述制动电流值和所述最大限流值,动态控制制动电阻系统的通断;
所述耗能功率包括辅助系统的功率P辅助和直流空调系统的功率P空调
相应的,所述依据所述耗能功率、所述输出功率、所述最大充电功率、牵引逆变器个数以及所述制动电压值,计算出单个牵引逆变器反馈至母线上的最大限流值包括:
根据公式P反馈=P储能充+P辅助+P空调-Pdc,计算直流母线上反馈的最大功率P反馈
其中,Pdc表示单向供电系统的输出功率;P储能充表示储能系统的最大充电功率;
根据如下公式,计算单个牵引逆变器反馈至母线上的最大限流值I反馈
Figure FDA0003189245210000011
其中,N表示牵引逆变器个数;UVH2表示牵引逆变系统的制动电压值;
所述根据所述制动电流值和所述最大限流值,动态控制制动电阻系统的通断包括:
当满足ILH1>k1×I反馈时,控制制动电阻系统所在的回路开通;
当满足ILH1<k2×I反馈时,控制制动电阻系统所在的回路关断;
其中,ILH1表示制动电流值,k1和k2均表示回差系数。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述控制制动电阻系统所在的回路开通之后还包括:
记录所述制动电阻系统所在回路的累计导通时间;
判断所述累计导通时间是否超过预设时间值;
若是,则停止电制动。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在停止电制动之后还包括:
展示电制动不可用的提示信息。
4.一种混合动力有轨电车电制动功率分配装置,其特征在于,包括采集单元、获取单元、计算单元和控制单元;
所述采集单元,用于当牵引电机制动时,采集牵引逆变系统的制动电压值和制动电流值;
所述获取单元,用于获取耗能系统的耗能功率、单向供电系统的输出功率以及储能系统的最大充电功率;
所述计算单元,用于依据所述耗能功率、所述输出功率、所述最大充电功率、牵引逆变器个数以及所述制动电压值,计算出单个牵引逆变器反馈至母线上的最大限流值;
所述控制单元,用于根据所述制动电流值和所述反馈的最大限流值,动态控制制动电阻系统的通断;
所述耗能功率包括辅助系统的功率P辅助和直流空调系统的功率P空调
相应的,所述计算单元包括功率计算子单元和电流计算子单元;
所述功率计算子单元,用于根据公式P反馈=P储能充+P辅助+P空调-Pdc,计算直流母线上反馈的最大功率P反馈
其中,Pdc表示单向供电系统的输出功率;P储能充表示储能系统的最大充电功率;
所述电流计算子单元,用于根据如下公式,计算单个牵引逆变器反馈至母线上的最大限流值I反馈
Figure FDA0003189245210000021
其中,N表示牵引逆变器个数;UVH2表示牵引逆变系统的制动电压值;
所述控制单元包括开通子单元和关断子单元;
所述开通子单元,用于当满足ILH1>k1×I反馈时,控制制动电阻系统所在的回路开通;
所述关断子单元,用于当满足ILH1<k2×I反馈时,控制制动电阻系统所在的回路关断;
其中,ILH1表示制动电流值,k1和k2均表示回差系数。
5.一种混合动力有轨电车电制动功率分配装置,其特征在于,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于执行所述计算机程序以实现如权利要求1至3任意一项所述混合动力有轨电车电制动功率分配方法的步骤。
6.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项所述混合动力有轨电车电制动功率分配方法的步骤。
CN201910604442.XA 2019-07-05 2019-07-05 一种混合动力有轨电车电制动功率分配方法、装置和介质 Active CN112172763B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910604442.XA CN112172763B (zh) 2019-07-05 2019-07-05 一种混合动力有轨电车电制动功率分配方法、装置和介质
PCT/CN2019/112184 WO2021003881A1 (zh) 2019-07-05 2019-10-21 一种混合动力有轨电车电制动功率分配方法、装置和介质
EP19937172.5A EP3971014A4 (en) 2019-07-05 2019-10-21 METHOD AND DEVICE FOR DISTRIBUTING ELECTRICAL BRAKE POWER OF A HYBRID ELECTRIC TRAMWAY AND MEDIUM

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910604442.XA CN112172763B (zh) 2019-07-05 2019-07-05 一种混合动力有轨电车电制动功率分配方法、装置和介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112172763A CN112172763A (zh) 2021-01-05
CN112172763B true CN112172763B (zh) 2021-09-10

Family

ID=73915766

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910604442.XA Active CN112172763B (zh) 2019-07-05 2019-07-05 一种混合动力有轨电车电制动功率分配方法、装置和介质

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3971014A4 (zh)
CN (1) CN112172763B (zh)
WO (1) WO2021003881A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT524823B1 (de) * 2021-02-26 2023-08-15 Tgw Mechanics Gmbh Verfahren und Regallagersystem mit erhöhter Sicherheit beim Anhalten eines Regalbediengeräts
CN114454720A (zh) * 2022-02-21 2022-05-10 中国铁道科学研究院集团有限公司 列车供电控制装置、系统以及方法
CN115782698A (zh) * 2022-11-24 2023-03-14 中车南京浦镇车辆有限公司 一种基于数轨车辆混合动力系统的控制方法和控制电路

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101707462A (zh) * 2009-11-16 2010-05-12 肖海乐 一种制动单元及其igbt模块保护方法
CN201571006U (zh) * 2009-11-16 2010-09-01 肖海乐 一种制动单元
CN203472853U (zh) * 2013-09-30 2014-03-12 长沙瑞纬电气有限公司 一种8g机车电阻制动系统测试装置
CN106394261A (zh) * 2016-09-30 2017-02-15 株洲中车时代电气股份有限公司 一种储能式城轨列车充电功率分配方法及系统
CN108189674A (zh) * 2018-03-15 2018-06-22 西南交通大学 一种混合动力有轨电车制动能量回收方法及系统

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100837939B1 (ko) * 2006-10-11 2008-06-13 현대자동차주식회사 하이브리드 연료전지 버스의 파워 시스템 및 그 제어 방법
EP2394837B8 (en) * 2009-02-09 2016-12-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power supply system and electric vehicle using the same
JP2012205318A (ja) * 2011-03-23 2012-10-22 Toyota Central R&D Labs Inc 制動装置
GB2510186B (en) * 2013-01-29 2015-07-15 Protean Electric Ltd An energy system for an electric vehicle
JP6177445B2 (ja) * 2014-08-25 2017-08-09 三菱電機株式会社 電気車制御装置
KR101703590B1 (ko) * 2015-03-30 2017-02-07 현대자동차 주식회사 연료전지 차량의 비상운전 제어 시스템 및 그 방법
CN106443241B (zh) * 2016-08-31 2019-08-16 株洲中车时代电气股份有限公司 一种车载制动电阻的监测方法、装置和保护方法、装置
CN108859775B (zh) * 2017-05-09 2020-09-01 郑州宇通客车股份有限公司 一种制动能量回馈控制电路及功率分配方法
CN109823187B (zh) * 2017-11-23 2020-12-29 株洲中车时代电气股份有限公司 一种电制动能量回馈系统
CN108790840A (zh) * 2018-07-12 2018-11-13 西南交通大学 一种混合动力有轨电车再生制动能量回收优化方法和系统
CN109204012A (zh) * 2018-09-03 2019-01-15 中车大连机车车辆有限公司 用于轨道车辆的动力制动控制系统及轨道车辆

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101707462A (zh) * 2009-11-16 2010-05-12 肖海乐 一种制动单元及其igbt模块保护方法
CN201571006U (zh) * 2009-11-16 2010-09-01 肖海乐 一种制动单元
CN203472853U (zh) * 2013-09-30 2014-03-12 长沙瑞纬电气有限公司 一种8g机车电阻制动系统测试装置
CN106394261A (zh) * 2016-09-30 2017-02-15 株洲中车时代电气股份有限公司 一种储能式城轨列车充电功率分配方法及系统
CN108189674A (zh) * 2018-03-15 2018-06-22 西南交通大学 一种混合动力有轨电车制动能量回收方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN112172763A (zh) 2021-01-05
EP3971014A4 (en) 2023-09-06
EP3971014A1 (en) 2022-03-23
WO2021003881A1 (zh) 2021-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Optimization for a fuel cell/battery/capacity tram with equivalent consumption minimization strategy
CN112172763B (zh) 一种混合动力有轨电车电制动功率分配方法、装置和介质
KR101560995B1 (ko) 철도 차량 시스템
CN108110877B (zh) 一种地铁用混合储能系统
US8499909B2 (en) Peak demand reduction in mining haul trucks utilizing an on-board energy storage system
Ogasa Application of energy storage technologies for electric railway vehicles—examples with hybrid electric railway vehicles
JP2019512993A (ja) 車両用複合エネルギー供給システム及び方法、複合エネルギー自動車
US10093196B2 (en) Electric storage device, equipment, and control method
CN107933326B (zh) 一种双源无轨电车电电耦合控制方法及动力装置
Torreglosa et al. Application of cascade and fuzzy logic based control in a model of a fuel-cell hybrid tramway
EP4063173A1 (en) Feedback current control device and aerial platform truck
CN104442412B (zh) 装置,移动运输设备,电动拖拉机,电动叉车以及相关方法
Shen et al. Configure methodology of onboard supercapacitor array for recycling regenerative braking energy of URT vehicles
DE102013200133A1 (de) Elektrisches Fahrzeug
CN110752654B (zh) 一种有轨电车混合储能系统能量调度方法
JP5566977B2 (ja) 鉄道車両の駆動システム
CN106740197A (zh) 电动汽车的能量管理系统
Cai et al. Energy management and design optimization for a series-parallel PHEV city bus
Rade Design and development of hybrid energy storage system for electric vehicle
CN111799826A (zh) 牵引供电系统综合节能装置的能量控制方法及装置
Masamichi Onboard storage in Japanese electrified lines
JP2007098965A (ja) ハイブリッド列車のエネルギー制御方法及び装置
CN115946547A (zh) 一种基于碳基电容电池的混合动力系统及控制方法
Ogasa et al. Development of contact-wire/battery hybrid LRV
CN107148367A (zh) 用于从第一供电路径向第二供电路径切换的方法和系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant