本發(fā)明涉及軌道交通技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種列車的制動回收系統(tǒng)、一種具有該系統(tǒng)的列車和一種列車的制動回收方法。

背景技術(shù)：

隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，交通日益擁堵，軌道列車，例如輕軌、地鐵等已成為目前很多城市的主要交通方式。列車在制動的過程中會產(chǎn)生大量的制動電能，隨著綠色環(huán)保的理念不斷加深，對列車制動電能進(jìn)行回收并再利用的問題已非常迫切。目前已有相關(guān)技術(shù)公開，在列車之中設(shè)置電池對制動電能進(jìn)行回收，并為列車供電。然而列車制動時產(chǎn)生的制動電能非常大，如果要通過車載電池進(jìn)行吸收，則需要在列車上安裝大量的電池，不僅嚴(yán)重增加列車的重量，影響列車運(yùn)行的能耗，并且還會增加不必要的成本。

因此，相關(guān)技術(shù)需要進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種列車的制動回收系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)制動電能的回收和再利用。

本發(fā)明的另一個目的在于提出一種列車。本發(fā)明的又一個目的在于提出一種列車的制動回收方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一方面實施例提出的一種列車的制動回收系統(tǒng)，包括：牽引網(wǎng)；列車，所述列車包括：電制動器；電池；配電器，所述配電器和所述電制動器相連，所述配電器和所述電制動器之間具有節(jié)點；雙向DC/DC變換器，所述雙向DC/DC變換器的一端與所述電池相連，所述雙向DC/DC變換器的另一端與所述節(jié)點相連；第一控制器，所述第一控制器與所述配電器和所述雙向DC/DC變換器相連，所述第一控制器用于在所述列車制動時控制所述配電器和所述雙向DC/DC變換器將制動電能回饋至所述牽引網(wǎng)，并根據(jù)所述牽引網(wǎng)的電壓控制所述雙向DC/DC變換器通過所述電池對所述列車的制動電能進(jìn)行吸收，以及在無法從所述牽引網(wǎng)獲取電能時，控制所述配電器斷開并控制所述雙向DC/DC變換器以使所述電池為所述列車供電。

根據(jù)本發(fā)明實施例提出的列車的制動回收系統(tǒng)，第一控制器在列車制動時控制配電器和雙向DC/DC變換器將制動電能反饋至牽引網(wǎng)，并根據(jù)牽引網(wǎng)的電壓控制雙向DC/DC變換器通過電池對列車的制動電能進(jìn)行吸收。此外，當(dāng)列車無法從牽引網(wǎng)獲取電能時，第一控制器控制配電器斷開并控制雙向DC/DC變換器進(jìn)入放電模式以使電池為列車供電。在本發(fā)明實施例中，在列車進(jìn)行制動時先將制動電能反饋至牽引網(wǎng)，此時如果牽引網(wǎng)上的列車比較多，則會將反饋的制動電能均勻到其他列車，因此牽引網(wǎng)的電壓不會升高很多。反之如果此時牽引網(wǎng)上的列車較少，或者此時制動的列車較多，則牽引網(wǎng)的電壓就會升高，在本發(fā)明實施例中，優(yōu)先使用車載電池進(jìn)行吸收。由于車載電池就安裝在列車之上，因此優(yōu)先采用電池進(jìn)行吸收，避免出現(xiàn)制動電能過大，無法被快速吸收或消耗，從而導(dǎo)致牽引網(wǎng)的電器被燒毀的問題。本發(fā)明實施例通過列車上的電池對制動電能進(jìn)行吸收，并通過電池對列車進(jìn)行應(yīng)急驅(qū)動，從而實現(xiàn)了制動電能的回收和再利用，減少了能源浪費(fèi)，降低牽引網(wǎng)的負(fù)載。并且，本發(fā)明實施例還可以避免列車半路拋錨引起的調(diào)度困難的問題，避免故障列車占用運(yùn)行線路。并且，本發(fā)明實施例還可以有效監(jiān)控牽引網(wǎng)的電壓，保護(hù)了系統(tǒng)的零部件，提高了系統(tǒng)安全性。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述列車的制動回收系統(tǒng)還包括：儲能電站，其中,所述儲能電站與所述牽引網(wǎng)相連，所述儲能電站包括第二控制器，所述第二控制器用于根據(jù)所述牽引網(wǎng)的電壓控制所述儲能電站進(jìn)行充電或放電。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述第一控制器用于在所述牽引網(wǎng)的電壓大于第一預(yù)設(shè)閾值時，控制所述雙向DC/DC變換器進(jìn)入充電模式以使所述電池吸收所述制動電能。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述第一控制器用于在所述牽引網(wǎng)的電壓小于第二預(yù)設(shè)閾值時，控制所述雙向DC/DC變換器關(guān)閉以使所述電池停止吸收所述制動電能，其中，所述第二預(yù)設(shè)閾值小于第一預(yù)設(shè)閾值。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述列車還包括：電量檢測器，所述電量檢測器與所述第一控制器相連，所述電量檢測器用于檢測所述電池的電量，其中，當(dāng)所述電池吸收所述制動電能時，所述第一控制器還用于在所述電池的電量大于第一電量閾值時，控制所述雙向DC/DC變換器關(guān)閉以使所述電池停止吸收所述制動電能。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述列車還包括：機(jī)械制動器，用于對列車進(jìn)行機(jī)械制動。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在所述電池吸收所述制動電能之后，所述第一控制器還用于在所述牽引網(wǎng)的電壓大于第三預(yù)設(shè)閾值時，控制所述機(jī)械制動器啟動配合所述電制動器對所述列車進(jìn)行制動，其中，所述第三預(yù)設(shè)閾值大于所述第一預(yù)設(shè)閾值。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述第二控制器還用于在所述牽引網(wǎng)的電壓大于第四預(yù)設(shè)閾值時，控制所述儲能電站進(jìn)行充電。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述第二控制器還用于在所述牽引網(wǎng)的電壓小于第五預(yù)設(shè)閾值時，控制所述儲能電站進(jìn)行放電，其中，所述第五預(yù)設(shè)閾值小于所述第四預(yù)設(shè)閾值。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在所述儲能電站向所述牽引網(wǎng)放電之后，所述第二控制器還用于在所述牽引網(wǎng)的電壓大于第六預(yù)設(shè)閾值時，控制所述儲能電站停止放電，其中，所述第六預(yù)設(shè)閾值大于所述第五預(yù)設(shè)閾值。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當(dāng)所述牽引網(wǎng)的電壓小于第七預(yù)設(shè)閾值時，所述第二控制器控制所述儲能電站向所述牽引網(wǎng)進(jìn)行放電，同時，所述第一控制器控制控制所述雙向DC/DC變換器進(jìn)入放電模式以使所述列車的電池向所述牽引網(wǎng)進(jìn)行放電，其中，所述第七預(yù)設(shè)閾值小于所述第五預(yù)設(shè)閾值。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當(dāng)所述電池向所述牽引網(wǎng)進(jìn)行放電時，所述第一控制器還用于在所述電池的電量小于第二電量閾值時，控制所述雙向DC/DC變換器關(guān)閉以使所述電池停止放電。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述列車還包括：接觸器檢測器，所述接觸器檢測器與所述第一控制器相連，所述接觸器檢測器用于檢測所述列車的接觸器是否斷開，其中，所述第一控制器還用于在所述接觸器斷開之后，控制所述配電器關(guān)閉，并控制所述雙向DC/DC變換器進(jìn)行放電模式以使所述電池為所述列車供電，并控制所述列車限功率運(yùn)行。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述儲能電站可為多個，所述多個儲能電站按照預(yù)設(shè)距離間隔設(shè)置。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，可每3-6公里內(nèi)設(shè)置兩個所述儲能電站，所述儲能電站的功率可為0.5-2MW。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在所述電池為所述列車供電時，所述第一控制器控制所述列車限功率運(yùn)行。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明另一方面實施例提出的一種列車，包括：電制動器；電池；配電器，所述配電器和所述電制動器相連，所述配電器和所述電制動器之間具有節(jié)點；雙向DC/DC變換器，所述雙向DC/DC變換器的一端與所述電池相連，所述雙向DC/DC變換器的另一端與所述節(jié)點相連；第一控制器，所述第一控制器與所述配電器和所述雙向DC/DC變換器相連，所述第一控制器用于在所述列車制動時控制所述配電器和所述雙向DC/DC變換器將制動電能回饋至所述牽引網(wǎng)，以及根據(jù)所述牽引網(wǎng)的電壓控制所述雙向DC/DC變換器通過所述電池對所述列車的制動電能進(jìn)行吸收，以及在無法從所述牽引網(wǎng)獲取電能時，控制所述配電器斷開并控制所述雙向DC/DC變換器以使所述電池為所述列車供電。

根據(jù)本發(fā)明實施例提出的列車，第一控制器在列車制動時控制配電器和雙向DC/DC變換器將制動電能反饋至牽引網(wǎng)，并根據(jù)牽引網(wǎng)的電壓控制雙向DC/DC變換器通過電池對列車的制動電能進(jìn)行吸收。此外，當(dāng)列車無法從牽引網(wǎng)獲取電能時，第一控制器控制配電器斷開并控制雙向DC/DC變換器進(jìn)入放電模式以使電池為列車供電。本發(fā)明實施例中，優(yōu)先使用車載電池進(jìn)行吸收。由于車載電池就安裝在列車之上，因此優(yōu)先采用電池進(jìn)行吸收，避免出現(xiàn)制動電能過大，無法被快速吸收或消耗，從而導(dǎo)致牽引網(wǎng)的電器被燒毀的問題。本發(fā)明實施例通過列車上的電池對制動電能進(jìn)行吸收，并通過電池對列車進(jìn)行應(yīng)急驅(qū)動，從而實現(xiàn)了制動電能的回收和再利用，減少了能源浪費(fèi)，降低牽引網(wǎng)的負(fù)載。并且，本發(fā)明實施例還可以避免列車半路拋錨引起的調(diào)度困難的問題，避免故障列車占用運(yùn)行線路。并且，本發(fā)明實施例還可以有效監(jiān)控牽引網(wǎng)的電壓，保護(hù)了系統(tǒng)的零部件，提高了系統(tǒng)安全性。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述第一控制器用于在所述牽引網(wǎng)的電壓大于第一預(yù)設(shè)閾值時，控制所述雙向DC/DC變換器進(jìn)入充電模式以使所述電池吸收所述制動電能。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述第一控制器用于在所述牽引網(wǎng)的電壓小于第二預(yù)設(shè)閾值時，控制所述雙向DC/DC變換器關(guān)閉以使所述電池停止吸收所述制動電能，其中，所述第二預(yù)設(shè)閾值小于第一預(yù)設(shè)閾值。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述列車還包括：電量檢測器，所述電量檢測器與所述第一控制器相連，所述電量檢測器用于檢測所述電池的電量，其中，當(dāng)所述電池吸收所述制動電能時，所述第一控制器還用于在所述電池的電量大于第一電量閾值時，控制所述雙向DC/DC變換器關(guān)閉以使所述電池停止吸收所述制動電能。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述列車還包括：機(jī)械制動器，用于對列車進(jìn)行機(jī)械制動。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在所述電池吸收所述制動電能之后，所述第一控制器還用于在所述牽引網(wǎng)的電壓大于第三預(yù)設(shè)閾值時，控制所述機(jī)械制動器啟動配合所述電制動器對所述列車進(jìn)行制動，其中，所述第三預(yù)設(shè)閾值大于所述第一預(yù)設(shè)閾值。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當(dāng)所述電池向所述牽引網(wǎng)進(jìn)行放電時，所述第一控制器還用于在所述電池的電量小于第二電量閾值時，控制所述雙向DC/DC變換器關(guān)閉以使所述電池停止放電。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述列車還包括：觸器檢測器，所述接觸器檢測器與所述第一控制器相連，所述接觸器檢測器用于檢測所述列車的接觸器是否斷開，其中，所述第一控制器還用于在檢測到所述接觸器斷開之后，控制所述配電器關(guān)閉，并控制所述雙向DC/DC變換器進(jìn)行放電模式以使所述電池為所述列車供電，并控制所述列車限功率運(yùn)行。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在所述電池為所述列車供電時，所述第一控制器控制所述列車限功率運(yùn)行。

根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，所述列車可為跨座式單軌列車。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述列車還包括：轉(zhuǎn)向架，所述轉(zhuǎn)向架適于跨座在軌道梁上；車體，所述車體與所述轉(zhuǎn)向架相連且由所述轉(zhuǎn)向架牽引沿所述軌道梁行駛。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述轉(zhuǎn)向架包括：轉(zhuǎn)向架構(gòu)架，所述轉(zhuǎn)向架構(gòu)架適于跨座在所述軌道梁上且與所述車體相連；走行輪，所述走行輪可樞轉(zhuǎn)地安裝在所述轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上且配合在所述軌道梁的上表面上；動力裝置，所述動力裝置安裝在所述轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上且與所述走行輪傳動連接；水平輪，所述水平輪可樞轉(zhuǎn)地安裝在所述轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上且配合在所述軌道梁的側(cè)表面上。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述轉(zhuǎn)向架還包括：牽引裝置，所述牽引裝置安裝在所述轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上且與所述車體相連；支撐懸掛裝置，所述支撐懸掛裝置安裝在所述轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上且與所述車體相連。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明又一方面實施例提出的一種列車的制動回收方法，包括以下步驟：對所述列車進(jìn)行制動，并根據(jù)制動力生成制動電能，并將所述制動電能反饋至牽引網(wǎng)；監(jiān)測所述牽引網(wǎng)的電壓；根據(jù)所述牽引網(wǎng)的電壓控制所述列車的雙向DC/DC變換器通過所述列車的電池對所述列車的制動電能進(jìn)行吸收；判斷所述列車是否可以從牽引網(wǎng)獲取電能；如果所述列車無法從牽引網(wǎng)獲取電能，則控制所述電池為所述列車供電。

根據(jù)本發(fā)明實施例提出的列車的制動回收方法，先對列車進(jìn)行制動，并根據(jù)制動力生成制動電能，并將制動電能反饋至牽引網(wǎng)，然后監(jiān)測牽引網(wǎng)的電壓，并根據(jù)牽引網(wǎng)的電壓控制電池對列車的制動電能進(jìn)行吸收。此外，還可以監(jiān)測列車是否可以從牽引網(wǎng)獲取電能，如果列車無法從牽引網(wǎng)獲取電能，則控制電池為列車供電，以通過電池對列車進(jìn)行應(yīng)急驅(qū)動，避免列車半路拋錨導(dǎo)致調(diào)度困難在本發(fā)明實施例中，對列車進(jìn)行制動后首先將制動電能反饋至牽引網(wǎng)，并判斷牽引網(wǎng)上的列車數(shù)量，此時如果牽引網(wǎng)上的列車比較多，則將反饋的制動電能均勻到其他列車，牽引網(wǎng)的電壓不會升高很多。反之，如果牽引網(wǎng)上的列車較少，或者此時制動的列車較多，則牽引網(wǎng)的電壓會快速升高，在本發(fā)明的實施例中，優(yōu)先控制車載電池吸收制動電能，如果車載電能吸收制動電能之后牽引網(wǎng)的電壓繼續(xù)升高，則控制儲能電站吸收制動電能。由于車載電池安裝在列車之上，因此優(yōu)先控制電池吸收制動電能，避免出現(xiàn)制動電能過大，無法被快速吸收或消耗，從而導(dǎo)致牽引網(wǎng)的電器被燒毀的問題。本發(fā)明實施例通過控制列車上的電池吸收制動電能，并通過電池對列車進(jìn)行應(yīng)急驅(qū)動，從而實現(xiàn)了制動電能的回收和再利用，減少了能源浪費(fèi)，降低牽引網(wǎng)的負(fù)載。并且，本發(fā)明實施例還可以避免列車半路拋錨引起的調(diào)度困難的問題，避免故障列車占用運(yùn)行線路。并且，本發(fā)明實施例還可以有效監(jiān)控牽引網(wǎng)的電壓，保護(hù)系統(tǒng)零部件，提高了系統(tǒng)安全性。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述列車的制動回收方法還包括：根據(jù)所述牽引網(wǎng)的電壓控制儲能電站進(jìn)行充電或放電。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述列車的制動回收方法還包括：判斷所述牽引網(wǎng)的電壓是否大于第一預(yù)設(shè)閾值；如果所述牽引網(wǎng)的電壓大于所述第一預(yù)設(shè)閾值，則控制所述電池吸收所述制動電能。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述列車的制動回收方法還包括：判斷所述牽引網(wǎng)的電壓是否小于第二預(yù)設(shè)閾值；如果所述牽引網(wǎng)的電壓小于所述第二預(yù)設(shè)閾值，則控制所述電池停止吸收所述制動電能，其中，所述第二預(yù)設(shè)閾值小于第一預(yù)設(shè)閾值。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述列車的制動回收方法還包括：檢測所述電池的電量，并判斷所述電池的電量是否大于第一電量閾值；如果所述電池的電量大于所述第一電量閾值，則控制所述電池停止吸收所述制動電能。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述列車的制動回收方法還包括：判斷所述牽引網(wǎng)的電壓是否大于第三預(yù)設(shè)閾值；如果所述牽引網(wǎng)的電壓大于所述第三預(yù)設(shè)閾值，則控制列車進(jìn)行機(jī)械制動配合實施電制動對所述列車進(jìn)行制動，其中，所述第三預(yù)設(shè)閾值大于所述第一預(yù)設(shè)閾值。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述列車的制動回收方法還包括：判斷所述牽引網(wǎng)的電壓是否大于第四預(yù)設(shè)閾值；如果所述牽引網(wǎng)的電壓大于所述第四預(yù)設(shè)閾值，則控制所述儲能電站進(jìn)行充電。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述列車的制動回收方法還包括：判斷所述牽引網(wǎng)的電壓是否小于第五預(yù)設(shè)閾值；如果所述牽引網(wǎng)的電壓小于第五預(yù)設(shè)閾值，則控制所述儲能電站進(jìn)行放電，其中，所述第五預(yù)設(shè)閾值小于所述第四預(yù)設(shè)閾值。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述列車的制動回收方法還包括：判斷所述牽引網(wǎng)的電壓是否大于第六預(yù)設(shè)閾值；如果所述牽引網(wǎng)的電壓大于第六預(yù)設(shè)閾值，則控制所述儲能電站停止放電，其中，所述第六預(yù)設(shè)閾值大于所述第五預(yù)設(shè)閾值。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述列車的制動回收方法還包括：判斷所述牽引網(wǎng)的電壓是否小于第七預(yù)設(shè)閾值；如果所述牽引網(wǎng)的電壓小于第七預(yù)設(shè)閾值，則控制所述儲能電站向所述牽引網(wǎng)進(jìn)行放電，同時，控制所述電池向所述牽引網(wǎng)進(jìn)行放電，其中，所述第七預(yù)設(shè)閾值小于所述第五預(yù)設(shè)閾值。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述列車的制動回收方法還包括：檢測所述電池的電量，并判斷所述電池的電量是否小于第二電量閾值；如果所述電池的電量小于所述第二電量閾值，則控制所述電池停止放電。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述列車的制動回收方法還包括：檢測列車的接觸器是否斷開；如果檢測到所述接觸器斷開，則控制所述電池為所述列車供電，并控制所述列車限功率運(yùn)行。

附圖說明

圖1a為根據(jù)本發(fā)明實施例的列車的制動回收系統(tǒng)的方框示意圖；

圖1b為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的列車的制動回收系統(tǒng)的方框示意圖；

圖2a為根據(jù)本發(fā)明一個具體實施例的列車的制動回收系統(tǒng)的方框示意圖；

圖2b為根據(jù)本發(fā)明另一個具體實施例的列車的制動回收系統(tǒng)的方框示意圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的列車的制動回收系統(tǒng)的電路原理圖，其中，牽引網(wǎng)的電壓U大于第一預(yù)設(shè)閾值U1；

圖4為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的列車的制動回收系統(tǒng)的電路原理圖，其中，牽引網(wǎng)的電壓U小于第二預(yù)設(shè)閾值U2；

圖5為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的列車的制動回收系統(tǒng)的電路原理圖，其中，牽引網(wǎng)的電壓U大于第四預(yù)設(shè)閾值U4；

圖6為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的列車的制動回收系統(tǒng)的電路原理圖，其中，牽引網(wǎng)的電壓U小于第五預(yù)設(shè)閾值U5；

圖7為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的列車的制動回收系統(tǒng)的電路原理圖，其中，牽引網(wǎng)的電壓U小于第七預(yù)設(shè)閾值U7；

圖8為根據(jù)本發(fā)明一個具體實施例的列車的制動回收系統(tǒng)的方框示意圖；

圖9為根據(jù)本發(fā)明另一個具體實施例的列車的制動回收系統(tǒng)的方框示意圖；

圖10為根據(jù)本發(fā)明又一個具體實施例的列車的制動回收系統(tǒng)的方框示意圖；

圖11為根據(jù)本發(fā)明一個具體實施例的列車的制動回收系統(tǒng)的工作原理示意圖；

圖12為根據(jù)本發(fā)明實施例的列車的方框示意圖；

圖13為根據(jù)本發(fā)明一個具體實施例的列車的方框示意圖；

圖14為根據(jù)本發(fā)明另一個具體實施例的列車的方框示意圖；

圖15為根據(jù)本發(fā)明又一個具體實施例的列車的方框示意圖；

圖16為根據(jù)本發(fā)明一個具體實施例的列車的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖17為根據(jù)本發(fā)明實施例的列車的制動回收方法的流程圖；

圖18為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的列車的制動回收方法的流程圖；

圖19為根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的列車的制動回收方法的流程圖；

圖20為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的列車的電池的充放電功率限制方法的流程圖；

圖21為根據(jù)本發(fā)明一個具體實施例的列車的制動回收方法的流程圖；以及

圖22為根據(jù)本發(fā)明另一個具體實施例的列車的制動回收方法的流程圖。

附圖標(biāo)記：

牽引網(wǎng)1、列車2和儲能電站3；

電制動器201、電池202、配電器203、雙向DC/DC變換器204和第一控制器205；第二控制器301；

電量檢測器206、機(jī)械制動器207和接觸器檢測器208；

轉(zhuǎn)向架20和車體30；

轉(zhuǎn)向架構(gòu)架21、走行輪22、動力裝置23和水平輪24；

牽引裝置25和支撐懸掛裝置26。

具體實施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

下面參考附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明實施例提出的列車及其制動回收系統(tǒng)和方法。

如圖1a所示，為根據(jù)本發(fā)明實施例的列車的制動回收系統(tǒng)的方框示意圖。如圖1a所示，該列車的制動回收系統(tǒng)包括：牽引網(wǎng)1和連接在牽引網(wǎng)1上的多個列車2。其中，牽引網(wǎng)1向多個列車2提供直流電，列車2通過取電裝置從牽引網(wǎng)之中取電。在本發(fā)明的一個實施例中，列車2為跨座式單軌列車。在本發(fā)明的實施例中可以通過列車2的電池對列車2產(chǎn)生的制動電能進(jìn)行回收。對于列車2而言，不僅可以吸收自身產(chǎn)生的制動電能，也可以吸收其他列車2產(chǎn)生的制動電能。由于列車2在向牽引網(wǎng)1反饋制動電能時，牽引網(wǎng)1的電壓會升高，因此列車2可以對牽引網(wǎng)1的電壓進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)牽引網(wǎng)1的電壓升高時，可通過列車2的電池進(jìn)行吸收，從而防止?fàn)恳W(wǎng)1的電壓超過最大額定電壓，而出現(xiàn)故障。在本發(fā)明的一個實施例中，如圖1b所示，列車的制動回收系統(tǒng)還包括多個連接在牽引網(wǎng)1的儲能電站3，儲能電站3可以對牽引網(wǎng)1的電壓進(jìn)行監(jiān)測，以控制儲能電站3對制動電能進(jìn)行吸收。具體的吸收過程，將在以下的實施例中進(jìn)行詳細(xì)介紹。在本發(fā)明的實施例中，列車2的電池吸收的制動電能可以用于列車2的照明、空調(diào)、多媒體的用電。在本發(fā)明的實施例中，列車2的電池吸收的制動電能還可以用于列車2的應(yīng)急驅(qū)動，例如當(dāng)列車2無法從牽引網(wǎng)1獲取電能，如牽引網(wǎng)1出現(xiàn)故障，或者，沒有牽引網(wǎng)1時，列車2可以切換為電池驅(qū)動。

如圖2a所示，為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的列車的制動回收系統(tǒng)的方框示意圖。列車2包括：電制動器201、電池202、配電器203、雙向DC/DC變換器204和第一控制器205。

其中，如圖2所示，配電器203與牽引電網(wǎng)1和電制動器201相連，配電器203和電制動器201之間具有節(jié)點；雙向DC/DC變換器204的一端與電池202相連，雙向DC/DC變換器204的另一端與配電器203和電制動器201之間的節(jié)點相連。第一控制器205與配電器203和雙向DC/DC變換器204相連，第一控制器205用于在列車制動時控制配電器203和雙向DC/DC變換器204將制動電能回饋至牽引網(wǎng)1，例如將配電器203開啟，并將雙向DC/DC變換器204關(guān)閉，從而將制動電能直接回饋至牽引網(wǎng)1。以及，第一控制器205根據(jù)牽引網(wǎng)的電壓U控制雙向DC/DC變換器204開啟，并控制雙向DC/DC變換器204進(jìn)入充電模式，以使電池202對列車2的制動電能進(jìn)行吸收。在本發(fā)明的實施例中，第一控制器205還用于在列車2無法從牽引網(wǎng)1獲取電能時，控制配電器203斷開，并控制雙向DC/DC變換器204開啟，并控制雙向DC/DC變換器204進(jìn)入放電模式，以使列車2的電池202為列車2供電。并且，在本發(fā)明的一個實施例中，如圖2b所示，列車的制動回收系統(tǒng)還包括：多個連接在牽引網(wǎng)1上的儲能電站3。為了便于描述，在該實施例中僅示出了一個儲能電站。如圖2b所示，儲能電站3與牽引網(wǎng)1相連，儲能電站3包括第二控制器301，第二控制器301用于根據(jù)牽引網(wǎng)的電壓U控制儲能電站3進(jìn)行充電或放電。其中，儲能電站3可包括至少一個儲能電池及對應(yīng)的雙向DC/DC變換器。在本發(fā)明的實施例中，如圖2b所示，儲能電站3可包括多個160KW-80KWh模塊，多個160KW-80KWh模塊的正極相連，并通過正極柜與牽引網(wǎng)1的正極相連，多個160KW-80KWh模塊的負(fù)極相連，并通過負(fù)極柜與牽引網(wǎng)1的負(fù)極相連。

具體來說，在列車2進(jìn)行制動時，牽引電機(jī)從電動機(jī)工況轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)工況，電制動器201產(chǎn)生制動電能并將制動電能反饋至牽引網(wǎng)。當(dāng)牽引網(wǎng)1上的列車數(shù)量較少即牽引網(wǎng)1上的負(fù)載較小，或者牽引網(wǎng)1上制動的列車較多時，反饋到牽引網(wǎng)1上的制動電能會超過牽引網(wǎng)1上的列車運(yùn)行所需的電能，從而引起牽引網(wǎng)的電壓U的升高。此時，第一控制器205實時監(jiān)測牽引網(wǎng)1的電壓U，當(dāng)牽引網(wǎng)1的電壓U升高時，優(yōu)先通過第一控制器205控制列車2的電池202吸收制動電能。同時，儲能電站3的第二控制器301監(jiān)測牽引網(wǎng)的電壓U，如果在列車2的電池進(jìn)行吸收之后牽引網(wǎng)1的電壓U繼續(xù)升高，則第二控制器301控制儲能電站3從牽引網(wǎng)1吸收電能進(jìn)行充電。同樣地，當(dāng)牽引網(wǎng)1上的列車數(shù)量較多，即牽引網(wǎng)1上的負(fù)載較大時，牽引網(wǎng)1的電壓U會降低，此時儲能電站3的第二控制器301實時監(jiān)測牽引網(wǎng)1的電壓U，當(dāng)牽引網(wǎng)1的電壓U降低時，優(yōu)先通過第二控制器301控制儲能電站3進(jìn)行放電以提高牽引網(wǎng)1的電壓。如果牽引網(wǎng)1的電壓U繼續(xù)降低，則第一控制器205也可控制電池202進(jìn)行放電以提高牽引網(wǎng)1的電壓。此外，第一控制器205還用于實時監(jiān)測并判斷列車2是否可以從牽引網(wǎng)1獲取電能，如果列車2無法從牽引網(wǎng)1獲取電能，例如牽引網(wǎng)1出現(xiàn)故障，或者，沒有牽引網(wǎng)1時，列車2的第一控制器205控制配電器203斷開，并控制雙向DC/DC變換器204開啟，并控制雙向DC/DC變換器204進(jìn)入放電模式，以使列車2的電池202對列車2進(jìn)行應(yīng)急驅(qū)動。

需要說明的是，列車2的電池202可以為列車的照明、空調(diào)、多媒體進(jìn)行供電。儲能電站3可設(shè)置在車站之中，以將回收的制動電能用于為車站的照明、空調(diào)、多媒體等進(jìn)行供電。這樣，通過電池202和儲能電站3可以將制動電能進(jìn)行回收和再利用，同時可以降低變電站的負(fù)荷，節(jié)約了能源。

還需要說明的是，電池202設(shè)置在列車2上，可以快速吸收列車產(chǎn)生的制動電能，由于儲能電站3與列車2之間的距離較遠(yuǎn)，導(dǎo)致儲能電站3吸收制動電能滯后。因此，在本發(fā)明的實施例中優(yōu)先選擇電池202吸收制動電能，以實現(xiàn)制動電能的快速吸收，從而防止未被吸收或者消耗的制動電能引起牽引網(wǎng)的電壓U升高，保護(hù)了系統(tǒng)的零部件，避免牽引網(wǎng)1上的電器損壞，提高了系統(tǒng)的安全性。

根據(jù)本發(fā)明的另一個具體實施例，如果牽引網(wǎng)1上只有一列列車2運(yùn)行即牽引網(wǎng)1上沒有其他列車吸收制動電能，且列車2制動產(chǎn)生的制動電能較大，則制動電能主要由儲能電站3吸收，例如首先第一控制器205控制電池202吸收制動電能的30％，然后第二控制器301控制儲能電站3吸收制動電能的70％，以完成制動電能的回收。

根據(jù)本發(fā)明的再一個具體實施例，如果牽引網(wǎng)1上有多列列車2運(yùn)行，且在儲能電站3吸收制動電能之后，牽引網(wǎng)1的電壓U仍繼續(xù)升高，則可以通過牽引網(wǎng)1上的非制動列車向非制動列車的電池202進(jìn)行充電。假設(shè)牽引網(wǎng)1上未被吸收或消耗的制動電能為Q＇，牽引網(wǎng)1上有N列列車，則牽引網(wǎng)1上每個列車的電池202吸收的制動電能的平均值為Q＇/N。在本發(fā)明的實施例中，由于列車制動產(chǎn)生的制動電能非常大，例如表1所示，可以看出在AW2和AW3的工況下會產(chǎn)生大于220KW的制動電能。此時如果利用列車的車載電池吸收這些制動電能，則會導(dǎo)致列車的車載電池非常大。因此在本發(fā)明的實施例中，對于此類情況采用電池和儲能電站結(jié)合進(jìn)行吸收，從而避免列車上設(shè)置大量的電池。

表1

由此，本發(fā)明實施例通過控制列車上的電池和儲能電站吸收制動電能，實現(xiàn)了制動電能的回收和再利用，減少了能源浪費(fèi)，降低牽引網(wǎng)的負(fù)載。并且，本發(fā)明實施例還可以有效監(jiān)控牽引網(wǎng)的電壓，保護(hù)系統(tǒng)零部件，提高系統(tǒng)安全性。

下面參考圖3-7來分析本發(fā)明實施例的列車的制動回收系統(tǒng)的具體工作原理。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如圖3所示，第一控制器205監(jiān)測牽引網(wǎng)的電壓U，當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓U大于第一預(yù)設(shè)閾值U1，例如845V時，第一控制器205控制雙向DC/DC變換器204進(jìn)入充電模式以使電池202吸收制動電能。此時，電路中的電能按照圖3所示箭頭指示的方向流動，其中，列車2產(chǎn)生的制動電能反饋至牽引網(wǎng)1，并且列車2的電池202吸收制動電能。在本發(fā)明的實施例中，當(dāng)?shù)谝豢刂破?05控制雙向DC/DC變換器204開啟，并控制雙向DC/DC變換器204進(jìn)入充電模式時，第一控制器205控制雙向DC/DC變換器204將高壓側(cè)的直流電變換為與電池202的電壓匹配的直流電，以對電池202進(jìn)行充電即控制電池202吸收制動電能；當(dāng)?shù)谝豢刂破?05控制雙向DC/DC進(jìn)入放電模式時，雙向DC/DC變換器204用于將電池202提供的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榕c牽引網(wǎng)1的電壓匹配的直流電，以控制電池202進(jìn)行放電即將電池202中儲存的制動電能反饋至牽引網(wǎng)1。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如圖4所示，在電池202開始吸收制動電能之后，牽引網(wǎng)1的電壓會下降，第一控制器205監(jiān)測牽引網(wǎng)的電壓U，當(dāng)牽引網(wǎng)1的電壓U小于第二預(yù)設(shè)閾值U2，例如830V時，第一控制器205控制雙向DC/DC變換器204關(guān)閉以使電池202停止吸收制動電能，其中，第二預(yù)設(shè)閾值U2小于第一預(yù)設(shè)閾值U1。此時，電路中的電能按照圖5所示箭頭指示的方向流動，列車2產(chǎn)生的制動電能反饋至牽引網(wǎng)1，且列車2的電池202和儲能電站3均不吸收制動電能。

具體來說，如圖3和4所示，在列車2進(jìn)行制動時，制動電能反饋至牽引網(wǎng)1，第一控制器205實時監(jiān)測牽引網(wǎng)的電壓U，如果牽引網(wǎng)的電壓U大于第一預(yù)設(shè)閾值U1，例如845V，說明此時反饋到牽引網(wǎng)1上的制動電能過剩，則第一控制器205控制雙向DC/DC變換器204工作在充電模式以將制動電能為電池202充電。此時，列車2產(chǎn)生的制動電能通過配電器203反饋給牽引網(wǎng)1，同時通過雙向DC/DC變換器204對電池202進(jìn)行充電，即通過電池202吸收部分制動電能。之后如果牽引網(wǎng)的電壓U小于第二預(yù)設(shè)閾值U2例如830V，說明此時反饋到牽引網(wǎng)1上的制動電能與牽引網(wǎng)1上的負(fù)載要求基本達(dá)到了平衡，則第一控制器205控制雙向DC/DC變換器204關(guān)閉。此時，控制電池202停止吸收制動電能，列車2產(chǎn)生的制動電能通過配電器203反饋至牽引網(wǎng)1。

本發(fā)明實施例優(yōu)先選擇列車2的電池202吸收制動電能，以實現(xiàn)制動電能的快速吸收，從而，防止未消耗掉的制動電能引起牽引網(wǎng)的電壓U升高，避免牽引網(wǎng)1上的器件損壞。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如圖5所示，第二控制器301監(jiān)測牽引網(wǎng)的電壓U，當(dāng)牽引網(wǎng)1的電壓U大于第四預(yù)設(shè)閾值U4，例如855V時，第二控制器301控制儲能電站3進(jìn)行充電。此時，電路中的電能按照圖4所示箭頭指示的方向流動，列車2產(chǎn)生的制動電能反饋至牽引網(wǎng)1，并且列車2的電池202和儲能電站3均吸收制動電能。在本發(fā)明的實施例中，當(dāng)列車2的電池開始吸收制動電能時，此時由于牽引網(wǎng)1上的列車較少，或者此時制動的列車2較多，因此牽引網(wǎng)1的電壓還會持續(xù)增加。當(dāng)牽引網(wǎng)1的電壓U大于第四預(yù)設(shè)閾值U4時，控制儲能電站3從牽引網(wǎng)1吸收電能進(jìn)行充電，從而避免牽引網(wǎng)的電壓超過最大額定電壓。

同樣地，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如圖6所示，第二控制器301監(jiān)測牽引網(wǎng)的電壓U，當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓U小于第五預(yù)設(shè)閾值U5，例如810V時，第二控制器301控制儲能電站3進(jìn)行放電，其中，第五預(yù)設(shè)閾值U5小于第四預(yù)設(shè)閾值U4。電路中的電能按照圖6所示箭頭指示的方向流動，列車2產(chǎn)生的制動電能反饋至牽引網(wǎng)1，且儲能電站3對牽引網(wǎng)1進(jìn)行放電。在本發(fā)明的實施例中，如果牽引網(wǎng)1上的列車較多就會導(dǎo)致牽引網(wǎng)的電壓下降，此時為了避免牽引網(wǎng)的電壓低于最低額定電壓，需要控制儲能電站3向牽引網(wǎng)1進(jìn)行放電。在本發(fā)明的一個具體實施例中，牽引網(wǎng)1上存在多個儲能電站3，優(yōu)先選擇電量高的儲能電站3向牽引網(wǎng)放電，例如電量高的儲能電站3放電的功率大，電量低的儲能電站3放電的功率略小，從而達(dá)到儲能電站3之間的電量平衡。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在儲能電站3向牽引網(wǎng)1放電之后，第二控制器301繼續(xù)監(jiān)測牽引網(wǎng)的電壓U，當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓U大于第六預(yù)設(shè)閾值U6時，第二控制器301控制儲能電站3停止放電，其中，第六預(yù)設(shè)閾值U6大于第五預(yù)設(shè)閾值U5。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如圖7所示，第二控制器301監(jiān)測牽引網(wǎng)的電壓U，當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓U小于第七預(yù)設(shè)閾值U7時，第二控制器301控制儲能電站3向牽引網(wǎng)1進(jìn)行放電，同時，第一控制器205控制雙向DC/DC變換器204進(jìn)入放電模式以使列車2的電池202向牽引網(wǎng)1進(jìn)行放電，其中，第七預(yù)設(shè)閾值U7小于第五預(yù)設(shè)閾值U5。此時，電路中的電能按照圖7所示箭頭指示的方向流動，列車2產(chǎn)生的制動電能反饋至牽引網(wǎng)1，且儲能電站3和電池202均對牽引網(wǎng)1進(jìn)行放電。在本實施例中，如果牽引網(wǎng)1的電壓U太小，則控制儲能電站3和列車2的電池均進(jìn)行放電，從而將牽引網(wǎng)1的電壓快速提高。

具體來說，如圖5所示，如果牽引網(wǎng)1上的列車較少，或者此時制動的列車2較多，則在列車2的電池202開始吸收制動電能之后，牽引網(wǎng)1的電壓繼續(xù)增加，當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓U大于第四預(yù)設(shè)閾值U4，例如855V時，第二控制器301控制儲能電站3從牽引網(wǎng)1吸收制動電能進(jìn)行充電，以減輕電池202吸收制動電能的壓力，從而避免牽引網(wǎng)1的電壓U超過牽引網(wǎng)1的最大額定電壓Un。如圖6所示，如果牽引網(wǎng)1上的列車較多就會導(dǎo)致牽引網(wǎng)的電壓下降，當(dāng)牽引網(wǎng)1的電壓U小于第五預(yù)設(shè)閾值U5，例如810V時，第二控制器301控制儲能電站3向牽引網(wǎng)1進(jìn)行放電。

進(jìn)一步地，在儲能電站3向牽引網(wǎng)1放電之后，牽引網(wǎng)的電壓U回升，第二控制器301繼續(xù)監(jiān)測牽引網(wǎng)的電壓U，當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓U大于第六預(yù)設(shè)閾值U6，例如830V時，說明此時反饋到牽引網(wǎng)1上的制動電能與牽引網(wǎng)1上的負(fù)載基本達(dá)到了平衡，則第二控制器301控制儲能電站3停止放電。

更進(jìn)一步地，如圖7所示，如果牽引網(wǎng)1上的列車數(shù)量較多，在控制儲能電站3進(jìn)行放電之后，牽引網(wǎng)的電壓U會繼續(xù)降低，當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓U小于第七預(yù)設(shè)閾值U7時，第二控制器301控制儲能電站3向牽引網(wǎng)1進(jìn)行放電，同時，第一控制器205控制雙向DC/DC變換器204開啟，并控制雙向DC/DC變換器204進(jìn)入放電模式以使列車2的電池202向牽引網(wǎng)1進(jìn)行放電，從而將牽引網(wǎng)1的電壓快速提高。其中，電池202的放電功率為電池202的最大允許放電功率和雙向DC/DC變換器204的最大允許放電功率中的較小值。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，儲能電站3可為多個，多個儲能電站3按照預(yù)設(shè)距離間隔設(shè)置。在本發(fā)明的實施例中，儲能電站3可以設(shè)置在車站之中，以將吸收的制動電能為車站進(jìn)行供電，例如為車站的空調(diào)、多媒體、燈光等進(jìn)行供電。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，可每3-6公里內(nèi)設(shè)置兩個儲能電站3，儲能電站3的功率可為0.5-2MW。其中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)列車2的具體運(yùn)營環(huán)境，選擇合適的儲能電站3的數(shù)量及功率。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如圖8所示，列車2還包括：電量檢測器206，其中，電量檢測器206與第一控制器205相連，電量檢測器206用于檢測電池202的電量，其中，當(dāng)電池202吸收制動電能時，如果電池202的電量Q大于第一電量閾值Q1，例如80％，則第一控制器205控制雙向DC/DC變換器204關(guān)閉以使電池202停止吸收制動電能。在本發(fā)明的實施例中，電池202的充電功率和放電功率受到限制，電池202在吸收制動電能后電量會增加，如果電池202的電量過大，會影響電池202的使用壽命，因此，當(dāng)電量Q大于第一電量閾值Q1時，控制雙向DC/DC變換器204關(guān)閉，以控制電池202停止吸收制動電能。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當(dāng)電池202向牽引網(wǎng)1進(jìn)行放電時，如果電池202的電量Q小于第二電量閾值Q2，例如50％，則第一控制器205控制雙向DC/DC變換器204關(guān)閉以使電池202停止放電。在本發(fā)明的實施例中，電池202在放電之后電量會減小，當(dāng)電量Q小于第二電量閾值Q2時，控制雙向DC/DC變換器204關(guān)閉，以控制電池202停止放電。

具體來說，電池202的充電功率和放電功率受到限制，在第一控制器205控制電池202進(jìn)行充放電時，通過電量檢測器206實時檢測電池202的電量SOC(State of Charge，荷電狀態(tài))，并根據(jù)電池202的電量Q判斷是否允許電池202進(jìn)行充放電。

具體地，在電池202吸收制動電能時，第一控制器205判斷電池202的電量Q是否大于第一電量閾值Q1例如80％，如果電池202的電量Q大于80％，則將電池202的最大允許充電功率限制為0，此時控制雙向DC/DC變換器204關(guān)閉，以控制電池202停止吸收制動電能；如果電池202的電量小于等于80％，則雙向DC/DC變換器204保持開啟以控制電池202繼續(xù)吸收制動電能。

進(jìn)一步地，在電池202向牽引網(wǎng)1進(jìn)行放電時，第一控制器205判斷電池202的電量Q是否小于第二電量閾值Q2例如50％，如果電池202的電量Q低于50％，則將電池202的最大允許放電功率限制為0，此時，第一控制器205控制雙向DC/DC變換器204關(guān)閉以控制電池202停止放電。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如圖9所示，列車2還包括：機(jī)械制動器207，其中，機(jī)械制動器207用于對列車2進(jìn)行機(jī)械制動。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在電池202吸收制動電能之后，當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓U大于第三預(yù)設(shè)閾值U3時，第一控制器205控制機(jī)械制動器207啟動配合電制動器201對列車2進(jìn)行制動，其中，第三預(yù)設(shè)閾值U3大于第一預(yù)設(shè)閾值U1。在本發(fā)明的實施例中，如果牽引網(wǎng)1上的列車較少，或者此時制動的列車較多，則在電池202和儲能電站3吸收制動電能之后，牽引網(wǎng)1的電壓U會繼續(xù)增加，當(dāng)牽引網(wǎng)1的電壓大于第三預(yù)設(shè)閾值U3時，控制機(jī)械制動器207啟動，以對列車2進(jìn)行輔助制動。

具體來說，在電池202和儲能電站3吸收制動電能之后，牽引網(wǎng)的電壓U會繼續(xù)增加，第一控制器205實時監(jiān)測牽引網(wǎng)的電壓U，如果牽引網(wǎng)的電壓U大于第三預(yù)設(shè)閾值U3，則第一控制器205控制機(jī)械制動器207啟動，這樣，在對列車2進(jìn)行電制動的同時通過機(jī)械制動對列車2進(jìn)行輔助制動，以降低列車2產(chǎn)生的制動電能，從而避免牽引網(wǎng)的電壓U超過最大額定電壓，并且可以實現(xiàn)精準(zhǔn)快速停車。

需要說明的是，當(dāng)列車2的行駛速度低于5Km/h或者需要進(jìn)站停車時，同樣可以控制機(jī)械制動器207開啟以對列車2進(jìn)行制動。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如圖10所示，列車2還包括：接觸器檢測器208，其中，接觸器檢測器208與第一控制器205相連，接觸器檢測器208用于檢測列車的接觸器是否斷開，其中，當(dāng)檢測到接觸器斷開之后，第一控制器205控制雙向DC/DC變換器204開啟，并控制雙向DC/DC變換器204進(jìn)入放電模式以使電池202為列車2供電，并控制列車2限功率運(yùn)行。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在列車2的電池202為列車2供電時，第一控制器205控制列車2限功率運(yùn)行。其中，列車2進(jìn)行限功率運(yùn)行的預(yù)設(shè)功率閾值可為70KW。

具體來說，當(dāng)接觸器檢測器208檢測到接觸器斷開時，說明列車2處于供電異常狀態(tài)，第一控制器205判斷列車2進(jìn)入應(yīng)急驅(qū)動模式，并發(fā)出應(yīng)急牽引信號，以控制雙向DC/DC變換器204開啟，并控制雙向DC/DC變換器204進(jìn)入放電模式，此時，電池202為列車供電。同時，第一控制器205控制電池202的放電功率小于等于預(yù)設(shè)功率閾值例如70KW，以使列車2運(yùn)行在限功率狀態(tài)。

由此，通過電池202實現(xiàn)了列車的應(yīng)急驅(qū)動，避免了列車半路拋錨引起的調(diào)度困難的問題，同時避免故障列車占用運(yùn)行線路。

如上所述，如圖11所示，以牽引網(wǎng)的電壓等級為750VDC為例，本發(fā)明實施例的制動電能的回收和再利用的策略具體如下：

一)制動電能的回收

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在列車制動時，根據(jù)牽引網(wǎng)的電壓、車載電池202的電量和牽引網(wǎng)1上的列車2的數(shù)量來綜合進(jìn)行制動電能的分配，在制動電能反饋到牽引網(wǎng)1之后，先由列車上的其他車輛進(jìn)行消耗吸收，過剩的制動電能優(yōu)先由第一控制器205控制電池202進(jìn)行吸收，在車載電池202無法吸收或吸收能力有限時，由第二控制器301控制儲能電站3進(jìn)行吸收。

具體地，如圖11所示，對列車2進(jìn)行制動時，制動電能反饋至牽引網(wǎng)，首先判斷電池202的電量Q是否小于等于第一電量閾值Q1，如果電量Q小于等于第一電量閾值Q1，則電池202可以吸收制動電能，此時，第一控制器205實時監(jiān)測牽引網(wǎng)的電壓U，如果牽引網(wǎng)1上的列車數(shù)量較少即牽引網(wǎng)1上的負(fù)載較小，或者牽引網(wǎng)1上制動的列車較多，會引起牽引網(wǎng)的電壓的升高，當(dāng)牽引網(wǎng)1的電壓U大于第一預(yù)設(shè)閾值U1，例如845V時，控制列車2的電池202吸收制動電能；如果在列車2的電池進(jìn)行吸收之后牽引網(wǎng)1的電壓U繼續(xù)升高，當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓U大于第四預(yù)設(shè)閾值U4，例如855V時，第二控制器301控制儲能電站3吸收制動電能。在本發(fā)明的實施例中，在控制電池202和儲能電站3吸收制動電能之后，牽引網(wǎng)1的電壓U會降低，當(dāng)牽引網(wǎng)1的電壓U小于等于第二預(yù)設(shè)閾值U2，例如830V時，控制電池202和儲能電站3停止吸收制動能量。

也就是說，如圖11所示，當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓U達(dá)到第四預(yù)設(shè)閾值U4時，控制儲能電站3開始吸收制動電能；當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓U大于第一預(yù)設(shè)閾值U1小于第四預(yù)設(shè)閾值U4時，控制電池202吸收制動電能；當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓U低于第二預(yù)設(shè)閾值U2時，制動電能只反饋至牽引網(wǎng)1。

二)制動電能的再利用

在列車2起步或者牽引網(wǎng)1上運(yùn)行的列車較多時，牽引網(wǎng)1的電壓U會降低，此時將電池202和儲能電站3回收的制動電能釋放到牽引網(wǎng)1上可以補(bǔ)充牽引網(wǎng)1的電能損耗。具體地，首先判斷電池202的電量Q是否大于等于第二電量閾值Q2，如果電量Q大于等于第二電量閾值Q2，則電池202可以進(jìn)行放電，此時，第二控制器301實時監(jiān)測牽引網(wǎng)的電壓U，當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓U小于第五預(yù)設(shè)閾值U5，例如810V時，控制儲能電站3進(jìn)行放電。進(jìn)一步地，第一控制器205監(jiān)測牽引網(wǎng)的電壓U，并判斷牽引網(wǎng)的電壓U是否小于第七預(yù)設(shè)閾值U7，如果第一控制器205判斷牽引網(wǎng)的電壓U小于第七預(yù)設(shè)閾值U7，則第二控制器301控制儲能電站3進(jìn)行放電，同時，第一控制器205控制雙向DC/DC變換器204開啟，并控制雙向DC/DC變換器204進(jìn)入放電模式以使列車2的電池202向牽引網(wǎng)1進(jìn)行放電。

除此之外，在牽引網(wǎng)1發(fā)生供電故障時，可以控制電池202進(jìn)入放電模式，以實現(xiàn)列車2的應(yīng)急驅(qū)動。

這樣，可以將電池202和儲能電站301中吸收的制動電能消耗掉，以便于電池202和儲能電站301繼續(xù)進(jìn)行制動能量的回收，節(jié)省了運(yùn)營成本。

綜上，根據(jù)本發(fā)明實施例提出的列車的制動回收系統(tǒng)，第一控制器在列車制動時控制配電器和雙向DC/DC變換器將制動電能反饋至牽引網(wǎng)，并根據(jù)牽引網(wǎng)的電壓控制雙向DC/DC變換器通過電池對列車的制動電能進(jìn)行吸收。此外，當(dāng)列車無法從牽引網(wǎng)獲取電能時，第一控制器控制配電器斷開并控制雙向DC/DC變換器進(jìn)入放電模式以使電池為列車供電。在本發(fā)明實施例中，在列車進(jìn)行制動時先將制動電能反饋至牽引網(wǎng)，此時如果牽引網(wǎng)上的列車比較多，則會將反饋的制動電能均勻到其他列車，因此牽引網(wǎng)的電壓不會升高很多。反之如果此時牽引網(wǎng)上的列車較少，或者此時制動的列車較多，則牽引網(wǎng)的電壓就會升高，在本發(fā)明實施例中，優(yōu)先使用車載電池進(jìn)行吸收。由于車載電池就安裝在列車之上，因此優(yōu)先采用電池進(jìn)行吸收，避免出現(xiàn)制動電能過大，無法被快速吸收或消耗，從而導(dǎo)致牽引網(wǎng)的電器被燒毀的問題。本發(fā)明實施例通過列車上的電池對制動電能進(jìn)行吸收，并通過電池對列車進(jìn)行應(yīng)急驅(qū)動，從而實現(xiàn)了制動電能的回收和再利用，減少了能源浪費(fèi)，降低牽引網(wǎng)的負(fù)載。并且，本發(fā)明實施例還可以避免列車半路拋錨引起的調(diào)度困難的問題，避免故障列車占用運(yùn)行線路。并且，本發(fā)明實施例還可以有效監(jiān)控牽引網(wǎng)的電壓，保護(hù)了系統(tǒng)的零部件，提高了系統(tǒng)安全性。

如圖12所示，為根據(jù)本發(fā)明實施例的列車的方框示意圖。如圖12所示，該列車2包括：電制動器201、電池202、配電器203、雙向DC/DC變換器204和第一控制器205。

其中，配電器203與牽引電網(wǎng)1和電制動器201相連，配電器203和電制動器201之間具有節(jié)點；雙向DC/DC變換器204的一端與電池202相連，雙向DC/DC變換器204的另一端與配電器203和電制動器201之間的節(jié)點相連。第一控制器205與配電器203和雙向DC/DC變換器204相連，第一控制器205用于在列車2制動時控制配電器203和雙向DC/DC變換器204將制動電能回饋至牽引網(wǎng)1，例如將配電器203開啟，并將雙向DC/DC變換器204關(guān)閉，從而將制動電能直接回饋至牽引網(wǎng)1。以及，第一控制器205根據(jù)牽引網(wǎng)1的電壓控制雙向DC/DC變換器204開啟，并控制雙向DC/DC變換器204進(jìn)入充電模式，以使電池202對列車的制動電能進(jìn)行吸收。以及,在無法從牽引網(wǎng)獲取電能時，第一控制器205控制配電器203斷開并控制雙向DC/DC變換器204開啟，并控制雙向DC/DC變換器204進(jìn)入放電模式以使列車2的電池202為列車2供電。

具體來說，在列車2進(jìn)行制動時，牽引電機(jī)從電動機(jī)工況轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)工況，電制動器201產(chǎn)生制動電能并將制動電能反饋至牽引網(wǎng)。當(dāng)牽引網(wǎng)1上的列車數(shù)量較少即牽引網(wǎng)1上的負(fù)載較小，或者牽引網(wǎng)1上制動的列車較多時，反饋到牽引網(wǎng)1上的制動電能會超過牽引網(wǎng)1上的列車運(yùn)行所需的電能，從而引起牽引網(wǎng)的電壓U的升高。此時，第一控制器205實時監(jiān)測牽引網(wǎng)1的電壓U，當(dāng)牽引網(wǎng)1的電壓U升高時，優(yōu)先通過第一控制器205控制列車2的電池202吸收制動電能。同樣地，當(dāng)牽引網(wǎng)1上的列車數(shù)量較多，即牽引網(wǎng)1上的負(fù)載較大時，牽引網(wǎng)1的電壓U會降低，第一控制器205也可控制電池202進(jìn)行放電以提高牽引網(wǎng)1的電壓。此外，第一控制器205還用于實時監(jiān)測并判斷列車2是否可以從牽引網(wǎng)1獲取電能，如果列車2無法從牽引網(wǎng)1獲取電能，例如牽引網(wǎng)1出現(xiàn)故障，或者，沒有牽引網(wǎng)1時，列車2的第一控制器205控制配電器203斷開，并控制雙向DC/DC變換器204開啟，并控制雙向DC/DC變換器204進(jìn)入放電模式，以使列車2的電池202對列車2進(jìn)行應(yīng)急驅(qū)動。

需要說明的是，列車2的電池202可以為列車的照明、空調(diào)、多媒體進(jìn)行供電。這樣，通過電池202可以將制動電能進(jìn)行回收和再利用，同時可以降低變電站的負(fù)荷，節(jié)約了能源。

還需要說明的是，電池202設(shè)置在列車2上，可以快速吸收列車產(chǎn)生的制動電能。因此，在本發(fā)明的實施例中優(yōu)先選擇電池202吸收制動電能，以實現(xiàn)制動電能的快速吸收，從而防止未被吸收或者消耗的制動電能引起牽引網(wǎng)的電壓U升高，保護(hù)了系統(tǒng)的零部件，避免牽引網(wǎng)1上的電器損壞，提高了系統(tǒng)的安全性。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，第一控制器205用于在牽引網(wǎng)的電壓U大于第一預(yù)設(shè)閾值U1，例如845V時，控制雙向DC/DC變換器204進(jìn)入充電模式以使電池202吸收制動電能。此時，第一控制器205控制雙向DC/DC進(jìn)入充電模式，以將高壓側(cè)的直流電變換為與電池202的電壓匹配的直流電，以對電池202進(jìn)行充電即通過電池202吸收制動電能。

應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)?shù)谝豢刂破?05控制雙向DC/DC進(jìn)入放電模式時，雙向DC/DC變換器204用于將電池202提供的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榕c牽引網(wǎng)1的電壓匹配的直流電，以控制電池202進(jìn)行放電即將電池202中儲存的制動電能反饋至牽引網(wǎng)1。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在電池202開始吸收制動電能之后，牽引網(wǎng)1的電壓會下降，第一控制器205用于在牽引網(wǎng)1的電壓U小于第二預(yù)設(shè)閾值U2，例如830V時，控制雙向DC/DC變換器204關(guān)閉以使電池202停止吸收制動電能，其中，第二預(yù)設(shè)閾值U2小于第一預(yù)設(shè)閾值U1。

具體來說，在列車2進(jìn)行制動時，制動電能反饋至牽引網(wǎng)1，第一控制器205實時監(jiān)測牽引網(wǎng)的電壓U，如果牽引網(wǎng)的電壓U大于第一預(yù)設(shè)閾值U1，例如845V，說明此時反饋到牽引網(wǎng)1上的制動電能過剩，則第一控制器205控制雙向DC/DC變換器204工作在充電模式以將制動電能為電池202充電。此時，列車2產(chǎn)生的制動電能通過配電器203反饋給牽引網(wǎng)1，同時通過雙向DC/DC變換器204對電池202進(jìn)行充電即通過電池202吸收部分制動電能。之后如果牽引網(wǎng)的電壓U小于第二預(yù)設(shè)閾值U2例如830V，說明此時反饋到牽引網(wǎng)1上的制動電能與牽引網(wǎng)1上的負(fù)載要求基本達(dá)到了平衡，則第一控制器205控制雙向DC/DC變換器204關(guān)閉。此時，控制電池202停止吸收制動電能，列車2產(chǎn)生的制動電能通過配電器203反饋至牽引網(wǎng)1。

本發(fā)明實施例優(yōu)先選擇列車2的電池202吸收制動電能，以實現(xiàn)制動電能的快速吸收，從而，防止未消耗掉的制動電能引起牽引網(wǎng)的電壓U升高，避免牽引網(wǎng)1上的器件損壞。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如圖13所示，列車2還包括：電量檢測器206，其中，電量檢測器206與第一控制器205相連，電量檢測器206用于檢測電池202的電量，其中，當(dāng)電池202吸收制動電能時，如果電池202的電量Q大于第一電量閾值Q1，例如80％，則第一控制器205控制雙向DC/DC變換器204關(guān)閉以使電池停止吸收制動電能。在本發(fā)明的實施例中，電池202的充電功率和放電功率受到限制，電池202在吸收制動電能后電量會增加，如果電池202的電量過大，會影響電池202的使用壽命，因此，當(dāng)電量Q大于第一電量閾值Q1時，控制雙向DC/DC變換器204關(guān)閉，以控制電池202停止吸收制動電能。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當(dāng)電池202向牽引網(wǎng)1進(jìn)行放電時，如果電池202的電量Q小于第二電量閾值Q2，例如50％，則第一控制器205控制雙向DC/DC變換器204關(guān)閉以使電池202停止放電。

具體來說，電池202的充電功率和放電功率受到限制，在第一控制器205控制電池202進(jìn)行充放電時，通過電量檢測器206實時檢測電池202的電量SOC(State of Charge，荷電狀態(tài))，并根據(jù)電池202的電量Q判斷是否允許電池202進(jìn)行充放電。

具體地，在電池202吸收制動電能時，第一控制器205判斷電池202的電量Q是否大于第一電量閾值Q1例如80％，如果電池202的電量Q大于80％，則將電池202的充電功率限制為0，此時，第一控制器205控制雙向DC/DC變換器204關(guān)閉，以控制電池202停止吸收制動電能；如果電池202的電量小于等于80％，則雙向DC/DC變換器204保持開啟以控制電池202繼續(xù)吸收制動電能。

進(jìn)一步地，在電池202向牽引網(wǎng)1進(jìn)行放電時，第一控制器205判斷電池202的電量Q是否小于第二電量閾值Q2例如50％，如果電池202的電量Q低于50％，則將電池202的放電功率限制為0，此時，第一控制器205控制雙向DC/DC變換器204關(guān)閉以控制電池202停止放電。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如圖14所示，列車2還包括：機(jī)械制動器207，其中，機(jī)械制動器207用于對列車2進(jìn)行機(jī)械制動。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在電池202吸收制動電能之后，當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓U大于第三預(yù)設(shè)閾值U3時，第一控制器205控制機(jī)械制動器207啟動配合電制動器201對列車2進(jìn)行制動，其中，第三預(yù)設(shè)閾值U3大于第一預(yù)設(shè)閾值U1。在本發(fā)明的實施例中，如果牽引網(wǎng)1上的列車較少，或者此時制動的列車較多，則在電池202吸收制動電能之后，牽引網(wǎng)1的電壓U會繼續(xù)增加，當(dāng)牽引網(wǎng)1的電壓大于第三預(yù)設(shè)閾值U3時，控制機(jī)械制動器207啟動，以對列車2進(jìn)行輔助制動。

具體來說，在電池202吸收制動電能之后，第一控制器205實時監(jiān)測牽引網(wǎng)的電壓U，如果牽引網(wǎng)的電壓U大于第三預(yù)設(shè)閾值U3，則第一控制器205控制機(jī)械制動器207啟動，這樣，在對列車2進(jìn)行電制動時，同時通過機(jī)械制動對列車2進(jìn)行輔助制動，以降低列車2產(chǎn)生的制動電能，從而避免牽引網(wǎng)的電壓U超過最大額定電壓，并且可以實現(xiàn)精準(zhǔn)快速停車。

需要說明的是，當(dāng)列車2的行駛速度低于5Km/h或者需要進(jìn)站停車時，同樣可以控制機(jī)械制動器207開啟以對列車2進(jìn)行制動。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如圖15所示，列車2還包括：接觸器檢測器208，其中，接觸器檢測器208與第一控制器205相連，接觸器檢測器208用于檢測列車2的接觸器是否斷開，其中，第一控制器205還用于在接觸器斷開之后，控制雙向DC/DC變換器204進(jìn)入放電模式以使電池202為列車2供電，并控制列車2限功率運(yùn)行。

具體來說，當(dāng)接觸器檢測器208檢測到接觸器斷開時，說明列車2處于供電異常狀態(tài)例如牽引網(wǎng)1故障斷電，第一控制器205判斷列車2進(jìn)入應(yīng)急驅(qū)動模式，并發(fā)出應(yīng)急牽引信號，以控制雙向DC/DC變換器204開啟，并控制雙向DC/DC變換器204進(jìn)入放電模式，此時，電池202為列車2供電。同時，第一控制器205控制電池202的放電功率小于等于預(yù)設(shè)功率閾值例如70KW，以使列車2運(yùn)行在限功率狀態(tài)。

由此，通過電池202實現(xiàn)了列車的應(yīng)急驅(qū)動，避免了列車半路拋錨引起的調(diào)度困難的問題，同時避免故障列車占用運(yùn)行線路。

根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，列車2可為跨座式單軌列車。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如圖16所示，列車2還包括：轉(zhuǎn)向架20和車體30，其中，轉(zhuǎn)向架20適于跨座在軌道梁上；車體30與轉(zhuǎn)向架20相連且由轉(zhuǎn)向架20牽引沿軌道梁行駛。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如圖16所示，轉(zhuǎn)向架20包括：轉(zhuǎn)向架構(gòu)架21、走行輪22、動力裝置23和水平輪24，其中，轉(zhuǎn)向架構(gòu)架21適于跨座在軌道梁上且與車體30相連；走行輪22可樞轉(zhuǎn)地安裝在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架21上且配合在軌道梁的上表面上；動力裝置23安裝在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架21上且與走行輪22傳動連接；水平輪24可樞轉(zhuǎn)地安裝在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架21上且配合在軌道梁的側(cè)表面上。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如圖16所示，轉(zhuǎn)向架20還包括:牽引裝置25和支撐懸掛裝置26，其中，牽引裝置25安裝在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架21上且與車體30相連；支撐懸掛裝置26安裝在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架21上且與車體30相連。

綜上，根據(jù)本發(fā)明實施例提出的列車，第一控制器在列車制動時控制配電器和雙向DC/DC變換器將制動電能反饋至牽引網(wǎng)，并根據(jù)牽引網(wǎng)的電壓控制雙向DC/DC變換器通過電池對列車的制動電能進(jìn)行吸收。此外，當(dāng)列車無法從牽引網(wǎng)獲取電能時，第一控制器控制配電器斷開并控制雙向DC/DC變換器進(jìn)入放電模式以使電池為列車供電。本發(fā)明實施例中，優(yōu)先使用車載電池進(jìn)行吸收。由于車載電池就安裝在列車之上，因此優(yōu)先采用電池進(jìn)行吸收，避免出現(xiàn)制動電能過大，無法被快速吸收或消耗，從而導(dǎo)致牽引網(wǎng)的電器被燒毀的問題。本發(fā)明實施例通過列車上的電池對制動電能進(jìn)行吸收，并通過電池對列車進(jìn)行應(yīng)急驅(qū)動，從而實現(xiàn)了制動電能的回收和再利用，減少了能源浪費(fèi)，降低牽引網(wǎng)的負(fù)載。并且，本發(fā)明實施例還可以避免列車半路拋錨引起的調(diào)度困難的問題，避免故障列車占用運(yùn)行線路。并且，本發(fā)明實施例還可以有效監(jiān)控牽引網(wǎng)的電壓，保護(hù)了系統(tǒng)的零部件，提高了系統(tǒng)安全性。

如圖17所示，為根據(jù)本發(fā)明實施例的列車的制動回收方法的流程圖。如圖17所示，該方法包括以下步驟：

S10：對列車進(jìn)行制動，并根據(jù)制動力生成制動電能，并將制動電能反饋至牽引網(wǎng)。

S20：監(jiān)測牽引網(wǎng)的電壓。

S30：根據(jù)牽引網(wǎng)的電壓控制列車的雙向DC/DC變換器以使列車的電池對列車的制動電能進(jìn)行吸收。

S40：判斷列車是否可以從牽引網(wǎng)獲取電能。

S50：如果列車無法從牽引網(wǎng)獲取電能，則控制電池為列車供電。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,列車的制動回收方法還包括：根據(jù)牽引網(wǎng)的電壓控制儲能電站進(jìn)行充電或放電。

具體來說，在列車進(jìn)行制動時，先產(chǎn)生制動電能并將制動電能反饋至牽引網(wǎng)。當(dāng)牽引網(wǎng)上的列車數(shù)量較少即牽引網(wǎng)上的負(fù)載較小，或者牽引網(wǎng)上制動的列車較多時，反饋到牽引網(wǎng)上的制動電能會超過牽引網(wǎng)上的列車運(yùn)行所需的電能，從而引起牽引網(wǎng)的電壓U的升高。此時，實時監(jiān)測牽引網(wǎng)的電壓U，當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓U升高時，優(yōu)先控制列車的雙向DC/DC變換器開啟，并控制雙向DC/DC變換器進(jìn)入充電模式，以使列車通過電池吸收制動電能。同時，儲能電站監(jiān)測牽引網(wǎng)的電壓U，如果在列車的電池進(jìn)行吸收之后牽引網(wǎng)的電壓U繼續(xù)升高，則控制儲能電站從牽引網(wǎng)吸收電能進(jìn)行充電。同樣地，當(dāng)牽引網(wǎng)上的列車數(shù)量較多，即牽引網(wǎng)上的負(fù)載較大時，牽引網(wǎng)的電壓U會降低，此時儲能電站實時監(jiān)測牽引網(wǎng)的電壓U，當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓U降低時，優(yōu)先控制儲能電站進(jìn)行放電以提高牽引網(wǎng)的電壓。如果牽引網(wǎng)的電壓U繼續(xù)降低，則可控制電池進(jìn)行放電以提高牽引網(wǎng)的電壓。此外，實時監(jiān)測并判斷列車是否可以從牽引網(wǎng)獲取電能，如果列車無法從牽引網(wǎng)獲取電能，例如牽引網(wǎng)出現(xiàn)故障，或者，沒有牽引網(wǎng)時，控制列車的配電器斷開并控制雙向DC/DC變換器開啟，并控制雙向DC/DC變換器進(jìn)入放電模式，以使列車的電池對列車進(jìn)行應(yīng)急驅(qū)動。

需要說明的是，電池設(shè)置在列車上，可以快速吸收制動電能，由于儲能電站與列車之間的距離較遠(yuǎn)，導(dǎo)致儲能電站吸收制動電能滯后。因此，在本發(fā)明的實施例中優(yōu)先選擇電池吸收制動電能，以實現(xiàn)制動電能的快速吸收，從而防止未被吸收或者消耗的制動電能引起牽引網(wǎng)的電壓U升高，保護(hù)了系統(tǒng)的零部件，避免牽引網(wǎng)上的電器損壞，提高了系統(tǒng)的安全性。

根據(jù)本發(fā)明的另一個具體實施例，如果牽引網(wǎng)上只有一列列車運(yùn)行即牽引網(wǎng)上沒有其他列車吸收制動電能，且列車制動產(chǎn)生的制動電能較大，則制動電能主要由儲能電站吸收，例如首先控制電池吸收制動電能的30％，然后控制儲能電站吸收制動電能的70％，以完成制動電能的回收。

根據(jù)本發(fā)明的再一個具體實施例，如果牽引網(wǎng)上有多列列車運(yùn)行，且在儲能電站吸收制動電能之后，牽引網(wǎng)的電壓U仍繼續(xù)升高，則可以通過牽引網(wǎng)上的非制動列車向非制動列車的電池進(jìn)行充電。假設(shè)牽引網(wǎng)上未被吸收或消耗的制動電能為Q＇，牽引網(wǎng)上有N列列車，則牽引網(wǎng)上每個列車的電池吸收的制動電能的平均值為Q＇/N。

由此，本發(fā)明實施例通過控制列車上的電池吸收制動電能，實現(xiàn)了制動電能的回收和再利用，減少了能源浪費(fèi)，降低牽引網(wǎng)的負(fù)載。并且，本發(fā)明實施例還可以有效監(jiān)控牽引網(wǎng)的電壓，保護(hù)系統(tǒng)零部件，提高系統(tǒng)安全性。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，根據(jù)牽引網(wǎng)的電壓控制電池對列車的制動電能進(jìn)行吸收具體包括：判斷牽引網(wǎng)的電壓是否大于第一預(yù)設(shè)閾值，例如845V；如果牽引網(wǎng)的電壓大于第一預(yù)設(shè)閾值，則控制電池吸收制動電能。此時，控制雙向DC/DC將高壓側(cè)的直流電變換為與電池的電壓匹配的直流電，以對電池進(jìn)行充電即控制電池吸收制動電能。

在本發(fā)明的實施例中，如果控制雙向DC/DC變換器進(jìn)入放電模式，則將電池提供的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榕c牽引網(wǎng)的電壓匹配的直流電，以控制電池進(jìn)行放電即將電池中儲存的制動電能反饋至牽引網(wǎng)。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在控制電池吸收制動電能之后，牽引網(wǎng)的電壓會下降，根據(jù)牽引網(wǎng)的電壓控制電池對列車的制動電能進(jìn)行吸收還包括：判斷牽引網(wǎng)的電壓是否小于第二預(yù)設(shè)閾值，例如830V；如果牽引網(wǎng)的電壓小于第二預(yù)設(shè)閾值，則控制電池停止吸收制動電能，其中，第二預(yù)設(shè)閾值小于第一預(yù)設(shè)閾值。

具體來說，如圖18所示，在控制電池對列車的制動電能進(jìn)行回收時具體包括以下步驟：

S101：對列車進(jìn)行制動，并根據(jù)制動力生成制動電能，并將制動電能反饋至牽引網(wǎng)。

S102：實時監(jiān)測牽引網(wǎng)的電壓U。

S103：判斷牽引網(wǎng)的電壓U是否大于第一預(yù)設(shè)閾值U1例如845V。

如果是，說明此時反饋到牽引網(wǎng)上的制動電能過剩，則執(zhí)行步驟S104；如果否，說明此時反饋到牽引網(wǎng)上的制動電能與牽引網(wǎng)上的負(fù)載要求基本達(dá)到了平衡，則執(zhí)行步驟S105。

S104：控制電池吸收部分制動電能。

S105：判斷牽引網(wǎng)的電壓U是否小于第二預(yù)設(shè)閾值U2例如830V。

如果是，則執(zhí)行步驟S106；如果否，則執(zhí)行步驟S103。

S106：控制電池停止吸收制動電能，列車產(chǎn)生的制動電能反饋至牽引網(wǎng)。

本發(fā)明實施例優(yōu)先選擇列車的電池吸收制動電能，以實現(xiàn)制動電能的快速吸收，從而，防止未消耗掉的制動電能引起牽引網(wǎng)的電壓U升高，避免牽引網(wǎng)上的器件損壞。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，根據(jù)牽引網(wǎng)的電壓控制儲能電站進(jìn)行充電或放電具體包括以下步驟：判斷牽引網(wǎng)的電壓是否大于第四預(yù)設(shè)閾值，例如855V；如果牽引網(wǎng)的電壓大于第四預(yù)設(shè)閾值，則控制儲能電站進(jìn)行充電。在本發(fā)明的實施例中，在控制列車的電池吸收制動電能之后，此時由于牽引網(wǎng)上的列車較少，或者此時制動的列車較多，因此牽引網(wǎng)的電壓還會持續(xù)增加。當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓U大于第四預(yù)設(shè)閾值U4時，控制儲能電站從牽引網(wǎng)吸收電能進(jìn)行充電，從而避免牽引網(wǎng)的電壓超過最大額定電壓。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，根據(jù)牽引網(wǎng)的電壓控制儲能電站進(jìn)行充電或放電還包括：判斷牽引網(wǎng)的電壓是否小于第五預(yù)設(shè)閾值，例如810V；如果牽引網(wǎng)的電壓小于第五預(yù)設(shè)閾值，則控制儲能電站進(jìn)行放電，其中，第五預(yù)設(shè)閾值小于第四預(yù)設(shè)閾值。在本發(fā)明的實施例中，如果牽引網(wǎng)上的列車較多就會導(dǎo)致牽引網(wǎng)的電壓下降，此時為了避免牽引網(wǎng)的電壓低于最低額定電壓，需要控制儲能電站向牽引網(wǎng)進(jìn)行放電。在本發(fā)明的一個具體實施例中，牽引網(wǎng)上存在多個儲能電站，優(yōu)先選擇電量高的儲能電站向牽引網(wǎng)放電，例如電量高的儲能電站放電的功率大，電量低的儲能電站放電的功率略小，從而達(dá)到儲能電站之間的電量平衡。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，列車的制動回收方法還包括：判斷牽引網(wǎng)的電壓是否大于第六預(yù)設(shè)閾值；如果牽引網(wǎng)的電壓大于第六預(yù)設(shè)閾值，則控制儲能電站停止放電，其中，第六預(yù)設(shè)閾值大于第五預(yù)設(shè)閾值。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，列車的制動回收方法還包括：判斷牽引網(wǎng)的電壓是否小于第七預(yù)設(shè)閾值；如果牽引網(wǎng)的電壓小于第七預(yù)設(shè)閾值，則控制儲能電站向牽引網(wǎng)進(jìn)行放電，同時，控制電池向牽引網(wǎng)進(jìn)行放電，其中，第七預(yù)設(shè)閾值小于第五預(yù)設(shè)閾值。在本實施例中，如果牽引網(wǎng)的電壓U太小，則控制儲能電站和列車的電池均進(jìn)行放電，從而將牽引網(wǎng)的電壓快速提高。

具體來說，如圖19所示，在本發(fā)明的實施例中，控制儲能電站對列車的制動電能進(jìn)行回收時具體包括以下步驟：

S201：監(jiān)測牽引網(wǎng)的電壓U。

S202：判斷牽引網(wǎng)的電壓U是否大于第四預(yù)設(shè)閾值U4例如855V。

如果是，說明此時反饋到牽引網(wǎng)上的制動電能大量過剩，則執(zhí)行步驟S203；如果否，則執(zhí)行步驟S204。

S203：控制儲能電站進(jìn)行充電。

具體來說，通過儲能電站吸收制動電能，可以減輕電池吸收制動電能的壓力，從而避免牽引網(wǎng)的電壓U超過牽引網(wǎng)的最大額定電壓Un。

S204：判斷牽引網(wǎng)的電壓U是否小于第五預(yù)設(shè)閾值U5例如810V。

如果是，則執(zhí)行步驟S205；如果否，則重復(fù)步驟S204。

S205：控制儲能電站進(jìn)行放電。

S206：監(jiān)測牽引網(wǎng)的電壓U。

S207：判斷牽引網(wǎng)的電壓U是否回升。

如果是，則執(zhí)行步驟S208；如果否，則執(zhí)行步驟S210。

S208：判斷牽引網(wǎng)的電壓U是否大于第六預(yù)設(shè)閾值U6例如830V。

如果是，說明此時反饋到牽引網(wǎng)上的制動電能與牽引網(wǎng)上的負(fù)載基本達(dá)到了平衡，則執(zhí)行步驟S209；如果否，則重復(fù)步驟208。

S209：控制儲能電站停止放電。

S210：判斷牽引網(wǎng)的電壓U是否小于第七預(yù)設(shè)閾值U7。

如果是，則執(zhí)行步驟S211；如果否，則重復(fù)步驟S210。

S211：控制儲能電站向牽引網(wǎng)進(jìn)行放電，同時，控制電池向牽引網(wǎng)進(jìn)行放電。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，列車的制動回收方法還包括：判斷牽引網(wǎng)的電壓是否大于第三預(yù)設(shè)閾值；如果牽引網(wǎng)的電壓大于第三預(yù)設(shè)閾值，則控制列車進(jìn)行機(jī)械制動配合實施電制動對列車進(jìn)行制動，其中，第三預(yù)設(shè)閾值大于第一預(yù)設(shè)閾值。在本發(fā)明的實施例中，如果牽引網(wǎng)上的列車較少，或者此時制動的列車較多，則在電池和儲能電站吸收制動電能之后，牽引網(wǎng)的電壓U會繼續(xù)增加，當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓大于第三預(yù)設(shè)閾值U3時，控制列車進(jìn)行機(jī)械制動，以對列車進(jìn)行輔助制動。

具體來說，在電池和儲能電站吸收制動電能之后，牽引網(wǎng)的電壓U會繼續(xù)增加，實時監(jiān)測牽引網(wǎng)的電壓U，如果牽引網(wǎng)的電壓U大于第三預(yù)設(shè)閾值U3，則控制列車進(jìn)行機(jī)械制動，這樣，在對列車進(jìn)行電制動的同時通過機(jī)械制動對列車進(jìn)行輔助制動，以降低列車產(chǎn)生的制動電能，從而避免牽引網(wǎng)的電壓U超過最大額定電壓，并且可以實現(xiàn)精準(zhǔn)快速停車。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，列車的制動回收方法還包括：檢測列車的接觸器是否斷開；如果檢測到接觸器斷開，則控制電池為列車供電，并控制列車限功率運(yùn)行。

具體來說，當(dāng)檢測到接觸器斷開時，說明列車處于供電異常狀態(tài)，判斷列車進(jìn)入應(yīng)急驅(qū)動模式，并發(fā)出應(yīng)急牽引信號，以控制電池進(jìn)行放電，此時，電池為列車供電。同時，控制電池的放電功率小于等于預(yù)設(shè)功率閾值例如70KW，以使列車運(yùn)行在限功率狀態(tài)。

由此，通過電池實現(xiàn)了列車的應(yīng)急驅(qū)動，避免了列車半路拋錨引起的調(diào)度困難的問題，同時避免故障列車占用運(yùn)行線路。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，列車的制動回收方法還包括：檢測電池的電量，并判斷電池的電量是否大于第一電量閾值，例如80％；如果電池的電量大于第一電量閾值，則控制電池停止吸收制動電能。在本發(fā)明的實施例中，電池的充電功率和放電功率受到限制，電池在吸收制動電能后電量會增加，如果電池的電量過大，會影響電池的使用壽命，當(dāng)電量Q大于第一電量閾值Q1時，控制電池停止吸收制動電能。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，列車的制動回收方法還包括：檢測電池的電量，并判斷電池的電量是否小于第二電量閾值，例如50％；如果電池的電量小于第二電量閾值，則控制電池停止放電。在本發(fā)明的實施例中，電池在放電之后電量會減小，當(dāng)電量Q小于第二電量閾值Q2時，控制電池停止放電。

具體來說，通過圖20所示的方法對電池的充電功率和放電功率進(jìn)行限制。

S301：判斷列車是否處于應(yīng)急驅(qū)動模式。

如果是，則重復(fù)步驟S301；如果否，則執(zhí)行步驟S302。

S302：實時檢測電池的電量Q。

S303：判斷電池的電量Q是否大于第一電量閾值Q1例如80％。

如果是，則執(zhí)行步驟S304；如果否，則執(zhí)行步驟S305。

S304：控制電池停止吸收制動電能。此時，電池的最大允許充電功率限制為0。

S305：判斷電池的電量Q是否小于第二電量閾值Q2例如50％。

如果是，則執(zhí)行步驟S306；如果否，則執(zhí)行步驟S307。

S306：控制電池停止放電。此時，電池的最大允許放電功率限制為0。

S307：結(jié)束。

需要說明的是，步驟S303和S304在電池充電過程中執(zhí)行，步驟S305和S306在電池放電過程中執(zhí)行。

如上所述，如圖21和22所示，本發(fā)明實施例的制動電能的回收和再利用的具體步驟如下：

一)制動電能的回收

S401：對列車進(jìn)行制動，并根據(jù)制動力生成制動電能，并將制動電能反饋至牽引網(wǎng)。

S402：判斷電池的電量Q是否小于等于第一電量閾值Q1。

如果是，則執(zhí)行步驟S403；如果否，則重復(fù)步驟S402。

S403：實時監(jiān)測牽引網(wǎng)的電壓U。

S404：判斷牽引網(wǎng)的電壓U是否大于第一預(yù)設(shè)閾值U1例如845V。

如果是，則執(zhí)行步驟S405；如果否，則執(zhí)行步驟S406。

S405：控制電池吸收制動電能。

S406：控制電池不吸收制動能量。

S407：判斷牽引網(wǎng)的電壓U是否大于第四預(yù)設(shè)閾值U4例如855V。

如果是，則執(zhí)行步驟S408；如果否，則執(zhí)行步驟S404。

S408：控制儲能電站吸收制動電能。

二)制動電能的再利用

S501：判斷電池的電量Q是否大于等于第二電量閾值Q2。

如果是，則執(zhí)行步驟S502；如果否，則重復(fù)步驟S501。

S502：監(jiān)測牽引網(wǎng)的電壓U。

S503：判斷牽引網(wǎng)的電壓U是否小于第五預(yù)設(shè)閾值U5例如810V。

如果是，則執(zhí)行步驟S504；如果否，則執(zhí)行步驟S505。

S504：控制儲能電站進(jìn)行放電。

S505：控制儲能電站不進(jìn)行放電。

S506：判斷牽引網(wǎng)的電壓U是否小于第七預(yù)設(shè)閾值U7。

如果是，則執(zhí)行步驟S507；如果否，則重復(fù)步驟S506。

S507：控制儲能電站向牽引網(wǎng)進(jìn)行放電，同時，控制電池向牽引網(wǎng)進(jìn)行放電。

除此之外，在牽引網(wǎng)發(fā)生供電故障時，可以控制電池進(jìn)入放電模式，以實現(xiàn)列車的應(yīng)急驅(qū)動。

這樣，可以將電池和儲能電站中吸收的制動電能消耗掉，以便于電池和儲能電站繼續(xù)進(jìn)行制動能量的回收，節(jié)省了運(yùn)營成本。

綜上，根據(jù)本發(fā)明實施例提出的列車的制動回收方法，先對列車進(jìn)行制動，并根據(jù)制動力生成制動電能，并將制動電能反饋至牽引網(wǎng)，然后監(jiān)測牽引網(wǎng)的電壓，并根據(jù)牽引網(wǎng)的電壓控制電池對列車的制動電能進(jìn)行吸收。此外，還可以監(jiān)測列車是否可以從牽引網(wǎng)獲取電能，如果列車無法從牽引網(wǎng)獲取電能，則控制電池為列車供電，以通過電池對列車進(jìn)行應(yīng)急驅(qū)動，避免列車半路拋錨導(dǎo)致調(diào)度困難在本發(fā)明實施例中，對列車進(jìn)行制動后首先將制動電能反饋至牽引網(wǎng)，并判斷牽引網(wǎng)上的列車數(shù)量，此時如果牽引網(wǎng)上的列車比較多，則將反饋的制動電能均勻到其他列車，牽引網(wǎng)的電壓不會升高很多。反之，如果牽引網(wǎng)上的列車較少，或者此時制動的列車較多，則牽引網(wǎng)的電壓會快速升高，在本發(fā)明的實施例中，優(yōu)先控制車載電池吸收制動電能，如果車載電能吸收制動電能之后牽引網(wǎng)的電壓繼續(xù)升高，則控制儲能電站吸收制動電能。由于車載電池安裝在列車之上，因此優(yōu)先控制電池吸收制動電能，避免出現(xiàn)制動電能過大，無法被快速吸收或消耗，從而導(dǎo)致牽引網(wǎng)的電器被燒毀的問題。本發(fā)明實施例通過控制列車上的電池吸收制動電能，并通過電池對列車進(jìn)行應(yīng)急驅(qū)動，從而實現(xiàn)了制動電能的回收和再利用，減少了能源浪費(fèi)，降低牽引網(wǎng)的負(fù)載。并且，本發(fā)明實施例還可以避免列車半路拋錨引起的調(diào)度困難的問題，避免故障列車占用運(yùn)行線路。并且，本發(fā)明實施例還可以有效監(jiān)控牽引網(wǎng)的電壓，保護(hù)系統(tǒng)零部件，提高了系統(tǒng)安全性。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。