車載超級電容控制裝置的制作方法

本發(fā)明涉及城軌交通節(jié)能領(lǐng)域，尤其是涉及一種車載超級電容控制裝置。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有的車載儲能系統(tǒng)控制策略中，儲能系統(tǒng)僅工作在車輛啟動和制動兩個(gè)工況階段，當(dāng)車輛啟動時(shí)開始釋放能量，能量釋放完畢后進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，等待車輛制動時(shí)，儲能系統(tǒng)開始吸收不能被相鄰車輛利用的再生制動能量。因此，該控制策略僅服務(wù)于單車節(jié)能，沒有充分地利用車載儲能系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種最大化節(jié)能的車載超級電容控制裝置。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種車載超級電容控制裝置，其特征在于，該裝置用于運(yùn)行以下控制步驟：1)車輛控制單元將檢測到的車輛運(yùn)行狀態(tài)信息發(fā)送給儲能系統(tǒng)控制器；2)儲能系統(tǒng)控制器根據(jù)車輛運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行判斷，如果接收到車輛牽引狀態(tài)信號則控制儲能系統(tǒng)進(jìn)入牽引模式，如果接收到車輛惰行狀態(tài)信號則控制儲能系統(tǒng)進(jìn)入惰行模式，如果接收到車輛制動狀態(tài)信號則控制儲能系統(tǒng)進(jìn)入制動模式，如果接收到車輛停車狀態(tài)信號則控制儲能系統(tǒng)進(jìn)入站內(nèi)停車模式。

所述的牽引模式為儲能系統(tǒng)控制器實(shí)時(shí)接收受電弓處直流網(wǎng)壓信號和速度信號，并進(jìn)行判斷：如果網(wǎng)壓值U低于電壓最小值U_min，表示電網(wǎng)發(fā)生了故障，此時(shí)儲能系統(tǒng)控制器給儲能系統(tǒng)發(fā)出脫機(jī)控制選擇信號，使儲能系統(tǒng)與車輛電氣脫離并關(guān)機(jī)；如果網(wǎng)壓值U高于電壓最小值U_min并低于牽引電壓門限值U₁，說明網(wǎng)壓偏低，此時(shí)儲能系統(tǒng)控制器給儲能系統(tǒng)發(fā)出功率控制釋放能量信號，保證儲能系統(tǒng)釋放的能量不超過本身車輛所需的能量，當(dāng)超級電容的荷電狀態(tài)值SOC低于最低荷電狀態(tài)值SOC_min時(shí)，儲能系統(tǒng)控制器發(fā)出待機(jī)信號，使儲能系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；如果網(wǎng)壓值U高于電壓上限值U_up，說明有相鄰車輛正進(jìn)行再生制動，再生制動能量不能被其他車輛全部吸收，此時(shí)儲能系統(tǒng)控制器給儲能系統(tǒng)發(fā)出電壓控制吸收能量信號，儲能系統(tǒng)開始從直流電網(wǎng)吸收能量，當(dāng)超級電容的荷電狀態(tài)值SOC高于最高荷電狀態(tài)值SOC_max時(shí)，儲能系統(tǒng)控制器發(fā)出待機(jī)信號，使儲能系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；如果網(wǎng)壓值U高于牽引電壓門限值U₁并低于電壓上限值U_up，則判斷車輛速度信號，當(dāng)車輛速度值V低于恒功率拐點(diǎn)對應(yīng)的速度值V₁時(shí)，儲能系統(tǒng)控制器給儲能系統(tǒng)發(fā)出待機(jī)信號，當(dāng)車輛速度值V超過恒功率拐點(diǎn)對應(yīng)的速度值V₁時(shí)，儲能系統(tǒng)控制器給儲能系統(tǒng)發(fā)出功率控制釋放能量信號，待能量釋放完畢，儲能系統(tǒng)控制器給儲能系統(tǒng)發(fā)出待機(jī)信號，使儲能系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明不僅注重車輛本身的節(jié)能，還從軌道交通系統(tǒng)全局節(jié)能的角度出發(fā)，使車載儲能系統(tǒng)工作在車輛全部的工況下，從而提高車載儲能系統(tǒng)的利用率，實(shí)現(xiàn)軌道交通系統(tǒng)的最大化節(jié)能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的控制示意圖；

圖2為本發(fā)明的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

如圖1所示，給出了車載儲能系統(tǒng)、列車、牽引供電網(wǎng)三者之間的能量交互傳遞過程，同時(shí)給出了儲能系統(tǒng)控制策略的組成。實(shí)時(shí)檢測受電弓處網(wǎng)壓信號、車輛控制單元(VCU)信號、儲能系統(tǒng)SOC信號，經(jīng)過控制流程圖進(jìn)行判斷處理后，選擇采取電壓控制、功率控制、待機(jī)控制、脫機(jī)控制使儲能系統(tǒng)釋放能量、吸收能量、保持待機(jī)或電氣脫離車輛，從而完成車、網(wǎng)、儲能系統(tǒng)之間的能量傳遞，需要指出的是儲能系統(tǒng)和網(wǎng)之間的能量傳遞是單向的，即能量只能從網(wǎng)流向儲能系統(tǒng)。

如圖2所示，本發(fā)明包括以下步驟：

步驟1)車輛控制單元將檢測到的車輛運(yùn)行狀態(tài)信息發(fā)送給儲能系統(tǒng)控制器；

步驟2)儲能系統(tǒng)控制器根據(jù)車輛運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行判斷：

如果接收到車輛牽引狀態(tài)信號則控制儲能系統(tǒng)進(jìn)入牽引模式。牽引模式為儲能系統(tǒng)控制器實(shí)時(shí)接收受電弓處直流網(wǎng)壓信號和速度信號，并進(jìn)行判斷：如果網(wǎng)壓值U低于電壓最小值U_min(U＜U_min)，表示電網(wǎng)發(fā)生了故障，此時(shí)儲能系統(tǒng)控制器給儲能系統(tǒng)發(fā)出脫機(jī)控制選擇信號，使儲能系統(tǒng)與車輛電氣脫離并關(guān)機(jī)；如果網(wǎng)壓值U高于電壓最小值U_min并低于牽引電壓門限值U₁(U_min＜U＜U₁)，說明網(wǎng)壓偏低，此時(shí)儲能系統(tǒng)控制器給儲能系統(tǒng)發(fā)出功率控制釋放能量信號，保證儲能系統(tǒng)釋放的能量不超過本身車輛所需的能量，當(dāng)超級電容的荷電狀態(tài)值SOC低于最低荷電狀態(tài)值SOC_min時(shí)，儲能系統(tǒng)控制器發(fā)出待機(jī)信號，使儲能系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；如果網(wǎng)壓值U高于電壓上限值U_up(U＞U_up)，說明有相鄰車輛正進(jìn)行再生制動，再生制動能量不能被其他車輛全部吸收，此時(shí)儲能系統(tǒng)控制器給儲能系統(tǒng)發(fā)出電壓控制吸收能量信號，儲能系統(tǒng)開始從直流電網(wǎng)吸收能量，當(dāng)超級電容的荷電狀態(tài)值SOC高于最高荷電狀態(tài)值SOC_max時(shí)，儲能系統(tǒng)控制器發(fā)出待機(jī)信號，使儲能系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；如果網(wǎng)壓值U高于牽引電壓門限值U₁并低于電壓上限值U_up(U₁＜U＜U_up)，則判斷車輛速度信號，當(dāng)車輛速度值V低于恒功率拐點(diǎn)對應(yīng)的速度值V₁時(shí)，儲能系統(tǒng)控制器給儲能系統(tǒng)發(fā)出待機(jī)信號，當(dāng)車輛速度值V超過恒功率拐點(diǎn)對應(yīng)的速度值V₁時(shí)，儲能系統(tǒng)控制器給儲能系統(tǒng)發(fā)出功率控制釋放能量信號，待能量釋放完畢，儲能系統(tǒng)控制器給儲能系統(tǒng)發(fā)出待機(jī)信號，使儲能系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。