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(dòng)回收系統(tǒng)、一種用于控制列車運(yùn)行的控制中心和一種列車的制動(dòng)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(dòng)的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的制動(dòng)電能，隨著綠色環(huán)保的理念不斷加深，對(duì)列車制動(dòng)電能進(jìn)行回收并再利用的問(wèn)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(duì)制動(dòng)電能進(jìn)行回收，并為列車供電。然而列車制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的制動(dòng)電能非常大，如果要通過(guò)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(huì)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(shí)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(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種列車的制動(dòng)回收系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)電能的回收和再利用。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出一種用于控制列車運(yùn)行的控制中心。本發(fā)明的又一個(gè)目的在于提出一種列車的制動(dòng)回收方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一方面實(shí)施例提出的一種列車的制動(dòng)回收系統(tǒng)，其特征在于，包括：牽引網(wǎng)；連接在所述牽引網(wǎng)上的多個(gè)列車，每個(gè)所述列車包括：電制動(dòng)器；電池；配電器，所述配電器和所述電制動(dòng)器相連，所述配電器和所述電制動(dòng)器之間具有節(jié)點(diǎn)；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(diǎn)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(dòng)時(shí)控制所述配電器和所述雙向DC/DC變換器將制動(dòng)電能回饋至所述牽引網(wǎng)，以及在所述牽引網(wǎng)的電壓大于第一預(yù)設(shè)閾值時(shí)，控制所述雙向DC/DC變換器通過(guò)所述電池對(duì)所述列車的制動(dòng)電能進(jìn)行吸收；儲(chǔ)能電站，所述儲(chǔ)能電站與所述牽引網(wǎng)相連，所述儲(chǔ)能電站包括第二控制器，所述第二控制器用于在所述牽引網(wǎng)的電壓大于第二預(yù)設(shè)閾值時(shí)，控制所述儲(chǔ)能電站進(jìn)行充電；控制中心，所述控制中心用于檢測(cè)所述牽引網(wǎng)的電壓，且在所述牽引網(wǎng)的電壓大于第三預(yù)設(shè)閾值時(shí)控制所述多個(gè)列車中的非制動(dòng)列車向所述非制動(dòng)列車中的電池進(jìn)行充電。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的列車的制動(dòng)回收系統(tǒng)，在列車進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，第一控制器控制配電器和雙向DC/DC將制動(dòng)電能反饋至牽引網(wǎng)，當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓大于第一預(yù)設(shè)閾值時(shí)，利用制動(dòng)列車自身的電池吸收制動(dòng)電能，如果牽引網(wǎng)的電壓繼續(xù)升高，當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓大于第二預(yù)設(shè)閾值時(shí)，利用儲(chǔ)能電站進(jìn)行吸收。在儲(chǔ)能電站進(jìn)行吸收之后，控制中心繼續(xù)檢測(cè)牽引網(wǎng)的電壓，此時(shí)如果牽引網(wǎng)的電壓繼續(xù)升高，則在牽引網(wǎng)的電壓大于第三預(yù)設(shè)閾值時(shí)，利用多個(gè)列車中的非制動(dòng)列車的電池進(jìn)行充電。在本發(fā)明實(shí)施例中，在列車進(jìn)行制動(dòng)時(shí)先將制動(dòng)電能反饋至牽引網(wǎng)，此時(shí)如果牽引網(wǎng)上的列車比較多，則會(huì)將反饋的制動(dòng)電能均勻到其他列車，因此牽引網(wǎng)的電壓不會(huì)升高很多。反之如果此時(shí)牽引網(wǎng)上的列車較少，或者此時(shí)制動(dòng)的列車較多，則牽引網(wǎng)的電壓就會(huì)升高，在本發(fā)明實(shí)施例中，優(yōu)先使用車載電池進(jìn)行吸收，如果在車載電池吸收之后牽引網(wǎng)的電壓繼續(xù)升高，則再使用儲(chǔ)能電站進(jìn)行吸收。之后，如果牽引網(wǎng)的電壓繼續(xù)升高，則再利用牽引網(wǎng)上的非制動(dòng)列車中的電池進(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(dòng)電能過(guò)大，無(wú)法被快速吸收或消耗，從而導(dǎo)致?tīng)恳W(wǎng)的電器被燒毀的問(wèn)題。本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)列車的電池、儲(chǔ)能電站和多個(gè)列車中的非制動(dòng)列車的電池對(duì)制動(dòng)電能進(jìn)行吸收，從而實(shí)現(xiàn)了制動(dòng)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(shí)施例還可以有效監(jiān)控牽引網(wǎng)的電壓，保護(hù)系統(tǒng)的零部件，提高了系統(tǒng)的安全性。本發(fā)明實(shí)施例還可以減少單個(gè)列車上車載電池的使用，從而降低列車運(yùn)行的能耗，并且降低了成本。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述第二預(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(gè)實(shí)施例，所述第三預(yù)設(shè)閾值大于所述第二預(yù)設(shè)閾值。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述第一控制器用于在所述牽引網(wǎng)的電壓小于第四預(yù)設(shè)閾值時(shí)，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(dòng)電能，其中，所述第四預(yù)設(shè)閾值小于所述第一預(yù)設(shè)閾值。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述列車還包括：電量檢測(cè)器，所述電量檢測(cè)器與所述第一控制器相連，所述電量檢測(cè)器用于檢測(cè)所述電池的電量，其中，當(dāng)所述電池吸收所述制動(dòng)電能時(shí)，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(shí)，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(dòng)電能。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述列車還包括：機(jī)械制動(dòng)器，用于對(duì)列車進(jìn)行機(jī)械制動(dòng)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在所述電池吸收所述制動(dòng)電能之后，所述第一控制器還用于在所述牽引網(wǎng)的電壓大于第五預(yù)設(shè)閾值時(shí)，控制所述機(jī)械制動(dòng)器啟動(dòng)配合所述電制動(dòng)器對(duì)所述列車進(jìn)行制動(dòng)，其中，所述第五預(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(gè)實(shí)施例，所述第二控制器用于在所述牽引網(wǎng)的電壓小于第六預(yù)設(shè)閾值時(shí)，控制所述儲(chǔ)能電站進(jìn)行放電，其中，所述第六預(yù)設(shè)閾值小于所述第二預(yù)設(shè)閾值。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在所述儲(chǔ)能電站向所述牽引網(wǎng)放電之后，所述第二控制器用于在所述牽引網(wǎng)的電壓大于第七預(yù)設(shè)閾值時(shí)，控制所述儲(chǔ)能電站停止放電，其中，所述第七預(yù)設(shè)閾值大于所述第六預(yù)設(shè)閾值。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)所述牽引網(wǎng)的電壓小于第八預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述第二控制器控制所述儲(chǔ)能電站向所述牽引網(wǎng)進(jìn)行放電，同時(shí)，所述第一控制器控制所述雙向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，所述第八預(yù)設(shè)閾值小于所述第六預(yù)設(shè)閾值。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)所述電池向所述牽引網(wǎng)進(jìn)行放電時(shí)，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(shí)，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(gè)實(shí)施例，所述儲(chǔ)能電站可為多個(gè)，所述多個(gè)儲(chǔ)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(gè)實(shí)施例，可每3-6公里內(nèi)設(shè)置兩個(gè)所述儲(chǔ)能電站，所述儲(chǔ)能電站的功率可為0.5-2MW。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)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(gè)實(shí)施例，所述列車的制動(dòng)回收系統(tǒng)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(gè)實(shí)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(dòng)力裝置，所述動(dòng)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(dòng)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(gè)實(shí)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)明另一方面實(shí)施例提出的一種用于控制列車運(yùn)行的控制中心，包括：檢測(cè)模塊，所述檢測(cè)模塊與牽引網(wǎng)相連，所述檢測(cè)模塊用于檢測(cè)所述牽引網(wǎng)的電壓；控制模塊，所述控制模塊與所述檢測(cè)模塊相連，所述控制模塊用于在所述牽引網(wǎng)的電壓大于第三預(yù)設(shè)閾值時(shí)控制運(yùn)行的多個(gè)列車中的非制動(dòng)列車向所述非制動(dòng)列車中的電池進(jìn)行充電。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的用于控制列車運(yùn)行的控制中心，通過(guò)檢測(cè)模塊檢測(cè)牽引網(wǎng)的電壓，控制模塊在牽引網(wǎng)的電壓大于第三預(yù)設(shè)閾值時(shí)控制運(yùn)行的多個(gè)列車中的非制動(dòng)列車向非制動(dòng)列車的電池進(jìn)行放電。在本發(fā)明的實(shí)施例中，在列車進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的制動(dòng)電能反饋至牽引網(wǎng)，此時(shí)如果牽引網(wǎng)上的列車較少，或者此時(shí)制動(dòng)的列車較多，則牽引網(wǎng)的電壓就會(huì)升高，在本發(fā)明實(shí)施例中，優(yōu)先使用車載電池進(jìn)行吸收，如果在車載電池吸收之后牽引網(wǎng)的電壓繼續(xù)升高，則再使用儲(chǔ)能電站進(jìn)行吸收。之后，如果牽引網(wǎng)的電壓繼續(xù)升高，則再利用牽引網(wǎng)上的非制動(dòng)列車中的電池進(jìn)行吸收。本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)多個(gè)列車中的非制動(dòng)列車的電池對(duì)制動(dòng)電能進(jìn)行吸收，從而實(shí)現(xiàn)了制動(dòng)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(shí)施例還可以減少單個(gè)列車上車載電池的使用，從而降低列車運(yùn)行的能耗，并且降低了成本。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明又一方面實(shí)施例提出的一種列車的制動(dòng)回收方法，包括以下步驟：對(duì)所述列車進(jìn)行制動(dòng)，并根據(jù)制動(dòng)力生成制動(dòng)電能，并將所述制動(dòng)電能反饋至牽引網(wǎng)；監(jiān)測(cè)所述牽引網(wǎng)的電壓，并對(duì)所述牽引網(wǎng)的電壓進(jìn)行判斷；如果所述牽引網(wǎng)的電壓大于第一預(yù)設(shè)閾值，則控制電池對(duì)所述列車的制動(dòng)電能進(jìn)行吸收；如果所述牽引網(wǎng)的電壓大于第二預(yù)設(shè)閾值，則控制儲(chǔ)能電站對(duì)所述列車的制動(dòng)電能進(jìn)行吸收；如果所述牽引網(wǎng)的電壓大于第三預(yù)設(shè)閾值，則控制運(yùn)行多個(gè)列車中的非制動(dòng)列車向所述非制動(dòng)列車中的電池進(jìn)行充電。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的列車的制動(dòng)回收方法，對(duì)列車進(jìn)行制動(dòng)，并根據(jù)制動(dòng)力生成制動(dòng)電能，并將制動(dòng)電能反饋至牽引網(wǎng)，然后監(jiān)測(cè)牽引網(wǎng)的電壓，當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓大于第一預(yù)設(shè)閾值時(shí)，控制制動(dòng)列車自身的電池對(duì)列車的制動(dòng)電能進(jìn)行吸收，繼續(xù)監(jiān)測(cè)牽引網(wǎng)的電壓，當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓大于第二預(yù)設(shè)閾值時(shí)，控制儲(chǔ)能電站吸收制動(dòng)電能。繼續(xù)監(jiān)測(cè)牽引網(wǎng)的電壓，如果牽引網(wǎng)的電壓繼續(xù)升高，則在牽引網(wǎng)的電壓大于第三預(yù)設(shè)閾值時(shí)，控制多個(gè)列車中的非制動(dòng)列車的電池進(jìn)行充電。在本發(fā)明實(shí)施例中，對(duì)列車進(jìn)行制動(dòng)后首先將制動(dòng)電能反饋至牽引網(wǎng)，此時(shí)如果牽引網(wǎng)上的列車比較多，則將反饋的制動(dòng)電能均勻到其他列車，牽引網(wǎng)的電壓不會(huì)升高很多。反之，如果牽引網(wǎng)上的列車較少，或者此時(shí)制動(dòng)的列車較多，則牽引網(wǎng)的電壓會(huì)快速升高，在本發(fā)明的實(shí)施例中，優(yōu)先控制車載電池吸收制動(dòng)電能，如果車載電能吸收制動(dòng)電能之后牽引網(wǎng)的電壓繼續(xù)升高，則再利用儲(chǔ)能電站吸收制動(dòng)電能。之后，如果牽引網(wǎng)的電壓繼續(xù)升高，則控制牽引網(wǎng)上的非制動(dòng)列車中的電池進(jìn)行吸收。本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)控制列車上的電池、儲(chǔ)能電站和多個(gè)列車中的非制動(dòng)列車中的電池吸收制動(dòng)電能，從而實(shí)現(xiàn)了制動(dòng)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(shí)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。本發(fā)明實(shí)施例還可以減少單個(gè)列車上車載電池的使用，從而降低列車運(yùn)行的能耗，并且降低了成本。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述第二預(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(gè)實(shí)施例，所述第三預(yù)設(shè)閾值大于所述第二預(yù)設(shè)閾值。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述列車的制動(dòng)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，則控制電池停止吸收制動(dòng)電能，其中，所述第四預(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(gè)實(shí)施例，所述列車的制動(dòng)回收方法還包括：檢測(cè)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，則控制電池停止吸收所述制動(dòng)電能。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述列車的制動(dòng)回收方法還包括：判斷所述牽引網(wǎng)的電壓是否大于第五預(yù)設(shè)閾值；如果所述牽引網(wǎng)的電壓大于所述第五預(yù)設(shè)閾值，則控制列車進(jìn)行機(jī)械制動(dòng)配合實(shí)施電制動(dòng)對(duì)所述列車進(jìn)行制動(dòng)，其中，所述第五預(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(gè)實(shí)施例，所述列車的制動(dòng)回收方法還包括：判斷所述牽引網(wǎng)的電壓是否小于第六預(yù)設(shè)閾值；如果所述牽引網(wǎng)的電壓小于所述第六預(yù)設(shè)閾值，則控制所述儲(chǔ)能電站進(jìn)行放電，其中，所述第六預(yù)設(shè)閾值小于所述第二預(yù)設(shè)閾值。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述列車的制動(dòng)回收方法還包括：判斷所述牽引網(wǎng)的電壓是否大于第七預(yù)設(shè)閾值；如果所述牽引網(wǎng)的電壓大于所述第七預(yù)設(shè)閾值，則控制所述儲(chǔ)能電站停止放電，其中，所述第七預(yù)設(shè)閾值大于所述第六預(yù)設(shè)閾值。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述列車的制動(dòng)回收方法還包括：判斷所述牽引網(wǎng)的電壓是否大于第八預(yù)設(shè)閾值；如果所述牽引網(wǎng)的電壓大于所述第八預(yù)設(shè)閾值，則控制所述儲(chǔ)能電站向所述牽引網(wǎng)進(jìn)行放電，同時(shí)，控制所述電池向牽引網(wǎng)進(jìn)行放電，其中，所述第八預(yù)設(shè)閾值小于所述第六預(yù)設(shè)閾值。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述列車的制動(dòng)回收方法還包括：檢測(cè)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第二電量閾值，則控制所述電池停止放電。

附圖說(shuō)明

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

圖2為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的列車的制動(dòng)回收系統(tǒng)的方框示意圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的列車的制動(dòng)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(gè)實(shí)施例的列車的制動(dòng)回收系統(tǒng)的電路原理圖，其中，牽引網(wǎng)的電壓U大于第二預(yù)設(shè)閾值U2；

圖5為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的列車的制動(dòng)回收系統(tǒng)的電路原理圖，其中，牽引網(wǎng)的電壓U小于第三預(yù)設(shè)閾值U3；

圖6為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的列車的制動(dòng)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(gè)實(shí)施例的列車的制動(dòng)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(gè)具體實(shí)施例的列車的制動(dòng)回收系統(tǒng)的方框示意圖；

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

圖10為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的列車的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于控制列車運(yùn)行的控制中心的方框示意圖；

圖12為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的列車的制動(dòng)回收方法的流程圖；

圖13為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的列車的制動(dòng)回收方法的流程圖；

圖14為根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的列車的制動(dòng)回收方法的流程圖；

圖15為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的列車的電池的充放電功率限制方法的流程圖；

圖16為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的列車的制動(dòng)回收方法的流程圖；以及

圖17為根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)具體實(shí)施例的列車的制動(dòng)回收方法的流程圖。附圖標(biāo)記：

牽引網(wǎng)1、列車2、儲(chǔ)能電站3和控制中心4；

電制動(dòng)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(cè)器206和機(jī)械制動(dòng)器207；

轉(zhuǎn)向架20和車體30；

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

牽引裝置25和支撐懸掛裝置26；

檢測(cè)模塊401和控制模塊402。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)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(hào)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(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

下面參考附圖來(lái)描述本發(fā)明實(shí)施例的用于控制列車運(yùn)行的控制中心及列車的制動(dòng)回收系統(tǒng)和方法。

如圖1所示，為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的列車的制動(dòng)回收系統(tǒng)的方框示意圖。如圖1所示，該列車的制動(dòng)回收系統(tǒng)包括：牽引網(wǎng)1、連接在牽引網(wǎng)1上的多個(gè)列車2、設(shè)置在牽引網(wǎng)1上的多個(gè)儲(chǔ)能電站3，以及控制中心4。其中，牽引網(wǎng)1向多個(gè)列車2提供直流電，列車2通過(guò)取電裝置從牽引網(wǎng)之中取電?？刂浦行?用于監(jiān)測(cè)牽引網(wǎng)1的電壓U，以控制非制動(dòng)列車中的電池吸收制動(dòng)電能進(jìn)行充電。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，列車2為跨座式單軌列車。在本發(fā)明的實(shí)施例中可以通過(guò)列車2的電池和/或儲(chǔ)能電站3對(duì)列車2產(chǎn)生的制動(dòng)電能進(jìn)行回收。對(duì)于列車2而言，不僅可以吸收自身產(chǎn)生的制動(dòng)電能，也可以吸收其他列車2產(chǎn)生的制動(dòng)電能。在本發(fā)明的實(shí)施例中，牽引網(wǎng)1上的列車2的運(yùn)行狀態(tài)可為制動(dòng)狀態(tài)或者非制動(dòng)狀態(tài)，列車2在處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生制動(dòng)電能，并且，制動(dòng)列車中的電池和非制動(dòng)列車中的電池均可以吸收制動(dòng)電能進(jìn)行充電。由于列車2在向牽引網(wǎng)1反饋制動(dòng)電能時(shí)，牽引網(wǎng)1的電壓會(huì)升高，因此列車2、儲(chǔ)能電站3和控制中心4可以對(duì)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(shí)，可通過(guò)多個(gè)列車2中制動(dòng)列車的電池、儲(chǔ)能電站3或者多個(gè)列車2中非制動(dòng)列車的電池進(jìn)行吸收，從而防止?fàn)恳W(wǎng)1的電壓超過(guò)最大額定電壓，而出現(xiàn)故障。具體的吸收過(guò)程，將在以下的實(shí)施例中進(jìn)行詳細(xì)介紹。在本發(fā)明的實(shí)施例中，列車2的電池吸收的制動(dòng)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)明的其他實(shí)施例中，列車2的電池吸收的制動(dòng)電能還可以用于列車2的應(yīng)急驅(qū)動(dòng)，例如當(dāng)列車2無(wú)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(méi)有牽引網(wǎng)1時(shí)，列車2可以切換為電池驅(qū)動(dòng)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，儲(chǔ)能電站3可以設(shè)置在車站之中，將吸收的制動(dòng)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。在本發(fā)明的實(shí)施例中，儲(chǔ)能電站3按照預(yù)設(shè)距離間隔設(shè)置，例如每3-6公里內(nèi)設(shè)置兩個(gè)儲(chǔ)能電站3，每個(gè)儲(chǔ)能電站3的功率為0.5-2MW。當(dāng)然本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)列車2的具體運(yùn)營(yíng)環(huán)境，選擇合適的儲(chǔ)能電站3的數(shù)量及功率。

如圖2所示，為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的列車的制動(dòng)回收系統(tǒng)的方框示意圖。為了便于描述，在該實(shí)施例中僅示出了一個(gè)儲(chǔ)能電站。列車2包括：電制動(dòng)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(dòng)器201相連，配電器203和電制動(dòng)器201之間具有節(jié)點(diǎn)；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(dòng)器201之間的節(jié)點(diǎn)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(dòng)時(shí)控制配電器203和雙向DC/DC變換器204將制動(dòng)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(dòng)電能直接回饋至牽引網(wǎng)1。以及，第一控制器205在牽引網(wǎng)1的電壓U大于第一預(yù)設(shè)閾值U1時(shí)，控制多個(gè)列車2中的制動(dòng)列車的雙向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，以使制動(dòng)列車自身的電池202對(duì)列車2的制動(dòng)電能進(jìn)行吸收。并且，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，儲(chǔ)能電站3與牽引網(wǎng)1相連，儲(chǔ)能電站3包括第二控制器301，第二控制器301在牽引網(wǎng)1的電壓U大于第二預(yù)設(shè)閾值U2時(shí)，控制儲(chǔ)能電站3進(jìn)行充電或放電。其中，儲(chǔ)能電站3可包括至少一個(gè)儲(chǔ)能電池及對(duì)應(yīng)的雙向DC/DC變換器。在本發(fā)明實(shí)施例中，如圖2所示，儲(chǔ)能電站3可包括至少一個(gè)160KW-80KWh模塊，其中，160KW-80KWh模塊的正極相連，并通過(guò)正極柜與牽引網(wǎng)1的正極相連，160KW-80KWh模塊的負(fù)極相連，并通過(guò)負(fù)極柜與牽引網(wǎng)1的負(fù)極相連。并且，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，控制中心4與牽引網(wǎng)1相連，控制中心4檢測(cè)牽引網(wǎng)1的電壓U，且在牽引網(wǎng)1的電壓U大于第三預(yù)設(shè)閾值U3時(shí)控制多個(gè)列車2中的非制動(dòng)列車向非制動(dòng)列車中的電池進(jìn)行充電。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，第二預(yù)設(shè)閾值U2大于第一預(yù)設(shè)閾值U1。并且，第三預(yù)設(shè)閾值U3大于第二預(yù)設(shè)閾值U2。

具體來(lái)說(shuō)，在列車2進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，牽引電機(jī)從電動(dòng)機(jī)工況轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)工況，電制動(dòng)器201產(chǎn)生制動(dòng)電能并將制動(dòng)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(dòng)的列車較多時(shí)，反饋到牽引網(wǎng)1上的制動(dòng)電能會(huì)超過(guò)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(shí)，第一控制器205實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)牽引網(wǎng)1的電壓U，當(dāng)牽引網(wǎng)1的電壓U大于第一預(yù)設(shè)閾值U1時(shí)，優(yōu)先通過(guò)第一控制器205控制多個(gè)列車2中的制動(dòng)列車自身的電池202吸收制動(dòng)電能。同時(shí)，在制動(dòng)列車自身的電池進(jìn)行吸收之后，儲(chǔ)能電站3的第二控制器301監(jiān)測(cè)牽引網(wǎng)的電壓U，如果牽引網(wǎng)1的電壓U大于第二預(yù)設(shè)閾值U2，則第二控制器301控制儲(chǔ)能電站3從牽引網(wǎng)1吸收制動(dòng)電能進(jìn)行充電。在儲(chǔ)能電站3進(jìn)行吸收之后，控制中心4繼續(xù)監(jiān)測(cè)牽引網(wǎng)1的電壓U，如果牽引網(wǎng)1的電壓U大于第三預(yù)設(shè)閾值U3，控制中心4則控制多個(gè)列車2中的非制動(dòng)列車中的電池吸收制動(dòng)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(shí)，牽引網(wǎng)1的電壓U會(huì)降低，此時(shí)儲(chǔ)能電站3的第二控制器301實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)牽引網(wǎng)1的電壓U，當(dāng)牽引網(wǎng)1的電壓U降低時(shí)，優(yōu)先通過(guò)第二控制器301控制儲(chǔ)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。

需要說(shuō)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(chǔ)能電站3可設(shè)置在車站之中，以將回收的制動(dòng)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(guò)電池202和儲(chǔ)能電站3可以將制動(dòng)電能進(jìn)行回收和再利用，同時(shí)可以降低變電站的負(fù)荷，節(jié)約了能源。

還需要說(shuō)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(dòng)電能，由于儲(chǔ)能電站3與列車2之間的距離較遠(yuǎn)，導(dǎo)致儲(chǔ)能電站3吸收制動(dòng)電能滯后。因此，在本發(fā)明的實(shí)施例中優(yōu)先選擇電池202吸收制動(dòng)電能，以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)電能的快速吸收，從而防止未被吸收或者消耗的制動(dòng)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(gè)具體實(shí)施例，如果牽引網(wǎng)1上有多列列車2運(yùn)行，且在儲(chǔ)能電站3吸收制動(dòng)電能之后，牽引網(wǎng)1的電壓U仍繼續(xù)升高，則可以通過(guò)牽引網(wǎng)1上的非制動(dòng)列車向非制動(dòng)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(dòng)電能為Q＇，牽引網(wǎng)1上有N列列車，則牽引網(wǎng)1上每個(gè)列車的電池202吸收的制動(dòng)電能的平均值為Q＇/N。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，由于列車制動(dòng)產(chǎn)生的制動(dòng)電能非常大，例如表1所示，可以看出在AW2和AW3的工況下會(huì)產(chǎn)生大于220KW的制動(dòng)電能。此時(shí)如果利用列車的車載電池吸收這些制動(dòng)電能，則會(huì)導(dǎo)致列車的車載電池非常大。因此在本發(fā)明的實(shí)施例中，對(duì)于此類情況采用電池和儲(chǔ)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(shí)施例通過(guò)控制列車上的電池和儲(chǔ)能電站吸收制動(dòng)電能，實(shí)現(xiàn)了制動(dòng)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(shí)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(lái)分析本發(fā)明實(shí)施例的列車的制動(dòng)回收系統(tǒng)的具體工作原理。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，如圖3所示，制動(dòng)電能反饋至牽引網(wǎng)1之后，牽引網(wǎng)1的電壓會(huì)升高，第一控制器205監(jiān)測(cè)牽引網(wǎng)1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(shí)，第一控制器205控制多個(gè)列車2中的制動(dòng)列車的雙向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，以控制制動(dòng)列車自身的電池202吸收制動(dòng)電能。此時(shí)，電路中的電能按照?qǐng)D3所示箭頭指示的方向流動(dòng)，其中，列車2產(chǎn)生的制動(dòng)電能反饋至牽引網(wǎng)1，并且制動(dòng)列車自身的電池202吸收制動(dòng)電能。在本發(fā)明的實(shí)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(shí)，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(duì)電池202進(jìn)行充電即控制電池202吸收制動(dòng)電能；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)入放電模式時(shí)，雙向DC/DC變換器204用于將電池202提供的直流電變換為與牽引網(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(chǔ)存的制動(dòng)電能反饋至牽引網(wǎng)1。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，如圖4所示，第二控制器301監(jiān)測(cè)牽引網(wǎng)1的電壓U，當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓U大于第二預(yù)設(shè)閾值U2，例如855V時(shí)，第二控制器301控制儲(chǔ)能電站3進(jìn)行充電。此時(shí)，電路中的電能按照?qǐng)D4所示箭頭指示的方向流動(dòng)，列車2產(chǎn)生的制動(dòng)電能反饋至牽引網(wǎng)1，并且制動(dòng)列車自身的電池202和儲(chǔ)能電站3均吸收制動(dòng)電能。在本發(fā)明的實(shí)施例中，當(dāng)列車2的電池202開始吸收制動(dòng)電能時(shí)，此時(shí)由于牽引網(wǎng)1上的列車較少，或者此時(shí)制動(dòng)的列車2較多，牽引網(wǎng)1的電壓還會(huì)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(shí)，控制儲(chǔ)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(guò)最大額定電壓。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，如果牽引網(wǎng)1上的列車較少，或者此時(shí)制動(dòng)的列車2較多，則在制動(dòng)列車自身的電池202和儲(chǔ)能電站3吸收制動(dòng)電能之后，牽引網(wǎng)1的電壓還會(huì)持續(xù)增加。此時(shí)，控制中心4實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)牽引網(wǎng)1的電壓U，如果牽引網(wǎng)1的電壓U繼續(xù)升高，則當(dāng)牽引網(wǎng)1的電壓U大于第三預(yù)設(shè)閾值U3時(shí)，控制中心4向多個(gè)列車中的非制動(dòng)列車中的第一控制器205發(fā)送控制信號(hào)，以控制多個(gè)列車2中的非制動(dòng)列車中的電池進(jìn)行吸收。在本發(fā)明實(shí)施例中，控制中心4可與非制動(dòng)列車的第一控制器205進(jìn)行無(wú)線通信，以在牽引網(wǎng)1的電壓U大于第三預(yù)設(shè)閾值U3時(shí)控制非制動(dòng)列車的雙向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，從而控制非制動(dòng)列車中的電池進(jìn)行充電。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，如圖5所示，在電池202開始吸收制動(dòng)電能之后，牽引網(wǎng)1的電壓會(huì)下降，第一控制器205監(jiān)測(cè)牽引網(wǎng)1的電壓U，當(dāng)牽引網(wǎng)1的電壓U小于第四預(yù)設(shè)閾值U4，例如830V時(shí)，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(dòng)電能，其中，第四預(yù)設(shè)閾值U4小于第一預(yù)設(shè)閾值U1。此時(shí)，電路中的電能按照?qǐng)D5所示箭頭指示的方向流動(dòng)，列車2產(chǎn)生的制動(dòng)電能反饋至牽引網(wǎng)1，且列車2的電池202和儲(chǔ)能電站3均不吸收制動(dòng)電能。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，如圖6所示，第二控制器301監(jiān)測(cè)牽引網(wǎng)1的電壓U，當(dāng)牽引網(wǎng)1的電壓U小于第六預(yù)設(shè)閾值U6，例如810V時(shí)，第二控制器301控制儲(chǔ)能電站3進(jìn)行放電，其中，第六預(yù)設(shè)閾值U6小于第二預(yù)設(shè)閾值U2。此時(shí)，電路中的電能按照?qǐng)D6所示箭頭指示的方向流動(dòng)，列車2產(chǎn)生的制動(dòng)電能反饋至牽引網(wǎng)1，且儲(chǔ)能電站3對(duì)牽引網(wǎng)1進(jìn)行放電。在本發(fā)明的實(shí)施例中，如果牽引網(wǎng)1上的列車2較多就會(huì)導(dǎo)致?tīng)恳W(wǎng)的電壓下降，此時(shí)為了避免牽引網(wǎng)的電壓低于最低額定電壓，需要控制儲(chǔ)能電站3向牽引網(wǎng)1進(jìn)行放電。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，牽引網(wǎng)1上存在多個(gè)儲(chǔ)能電站3，優(yōu)先選擇電量高的儲(chǔ)能電站3向牽引網(wǎng)放電，例如電量高的儲(chǔ)能電站3放電的功率大，電量低的儲(chǔ)能電站3放電的功率略小，從而達(dá)到儲(chǔ)能電站3之間的電量平衡。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在儲(chǔ)能電站3向牽引網(wǎng)1放電之后，牽引網(wǎng)1的電壓升高，第二控制器301監(jiān)測(cè)牽引網(wǎng)1的電壓U，當(dāng)牽引網(wǎng)1的電壓U大于第七預(yù)設(shè)閾值U7時(shí)，第二控制器301控制儲(chǔ)能電站3停止放電，其中，第七預(yù)設(shè)閾值U7大于第六預(yù)設(shè)閾值U6，例如810V。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，如圖7所示，在儲(chǔ)能電站3向牽引網(wǎng)1放電之后，如果牽引網(wǎng)1的電壓繼續(xù)降低，則當(dāng)牽引網(wǎng)1的電壓U小于第八預(yù)設(shè)閾值U8時(shí)，第二控制器301控制儲(chǔ)能電站3向牽引網(wǎng)1進(jìn)行放電，同時(shí)，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，其中，第八預(yù)設(shè)閾值U8小于第六預(yù)設(shè)閾值U6，例如810V。此時(shí)，電路中的電能按照?qǐng)D7所示箭頭指示的方向流動(dòng)，列車2產(chǎn)生的制動(dòng)電能反饋至牽引網(wǎng)1，且儲(chǔ)能電站3和電池202均對(duì)牽引網(wǎng)1進(jìn)行放電。在本實(shí)施例中，如果牽引網(wǎng)1的電壓U太小，則控制儲(chǔ)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(lái)說(shuō)，在列車2進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)電能反饋至牽引網(wǎng)1，第一控制器205實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(shuō)明此時(shí)反饋到牽引網(wǎng)1上的制動(dòng)電能過(guò)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(dòng)電能為電池202充電。此時(shí)，列車2產(chǎn)生的制動(dòng)電能通過(guò)配電器203反饋給牽引網(wǎng)1，同時(shí)通過(guò)制動(dòng)列車的雙向DC/DC變換器204對(duì)自身的電池202進(jìn)行充電，即通過(guò)制動(dòng)列車自身的電池202吸收部分制動(dòng)電能。之后如果牽引網(wǎng)的電壓U小于第四預(yù)設(shè)閾值U4，例如830V，說(shuō)明此時(shí)反饋到牽引網(wǎng)1上的制動(dòng)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(shí)，制動(dòng)列車控制自身的電池202停止吸收制動(dòng)電能，產(chǎn)生的制動(dòng)電能通過(guò)配電器203反饋至牽引網(wǎng)1。

本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)先選擇列車2自身的電池202吸收制動(dòng)電能，以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)電能的快速吸收，從而，防止未消耗掉的制動(dòng)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。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，如果牽引網(wǎng)1上的列車較少，或者此時(shí)制動(dòng)的列車2較多，則在制動(dòng)列車自身的電池202開始吸收制動(dòng)電能之后，牽引網(wǎng)1的電壓繼續(xù)增加，當(dāng)牽引網(wǎng)1的電壓U大于第二預(yù)設(shè)閾值U2，例如855V時(shí)，第二控制器301控制儲(chǔ)能電站3從牽引網(wǎng)1吸收制動(dòng)電能進(jìn)行充電，以減輕制動(dòng)列車自身的電池202吸收制動(dòng)電能的壓力，從而避免牽引網(wǎng)1的電壓U超過(guò)牽引網(wǎng)1的最大額定電壓Un。

進(jìn)一步地，如果在儲(chǔ)能電站3吸收制動(dòng)電能之后，牽引網(wǎng)1的電壓繼續(xù)升高，當(dāng)牽引網(wǎng)1的電壓U大于第三預(yù)設(shè)閾值U3時(shí)，控制中心4向牽引網(wǎng)1上的非制動(dòng)列車中的第一控制器205發(fā)出控制信號(hào)，以使非制動(dòng)列車中的雙向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，以使非制動(dòng)列車的電池吸收制動(dòng)電能，從而減少單個(gè)列車上車載電池的使用，降低列車運(yùn)行的能耗。

同樣地，如果牽引網(wǎng)1上的列車較多就會(huì)導(dǎo)致?tīng)恳W(wǎng)的電壓下降，當(dāng)牽引網(wǎng)1的電壓U小于第六預(yù)設(shè)閾值U6，例如810V時(shí)，第二控制器301控制儲(chǔ)能電站3向牽引網(wǎng)1進(jìn)行放電。

進(jìn)一步地，在儲(chǔ)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(cè)牽引網(wǎng)的電壓U，當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓U大于第七預(yù)設(shè)閾值U7時(shí)，說(shuō)明此時(shí)反饋到牽引網(wǎng)1上的制動(dòng)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(chǔ)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(chǔ)能電站3進(jìn)行放電之后，牽引網(wǎng)的電壓U會(huì)繼續(xù)降低，當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓U小于第八預(yù)設(shè)閾值U8時(shí)，第二控制器301控制儲(chǔ)能電站3向牽引網(wǎng)1進(jìn)行放電，同時(shí)，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(gè)實(shí)施例，儲(chǔ)能電站3可為多個(gè)，多個(gè)儲(chǔ)能電站3按照預(yù)設(shè)距離間隔設(shè)置。在本發(fā)明的實(shí)施例中，儲(chǔ)能電站3可以設(shè)置在車站之中，以將吸收的制動(dòng)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(gè)實(shí)施例，可每3-6公里內(nèi)設(shè)置兩個(gè)儲(chǔ)能電站3，儲(chǔ)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(yíng)環(huán)境，選擇合適的儲(chǔ)能電站3的數(shù)量及功率。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，如圖8所示，列車2還包括：電量檢測(cè)器206，其中，電量檢測(cè)器206與第一控制器205相連，電量檢測(cè)器206用于檢測(cè)電池202的電量，其中，當(dāng)電池202吸收制動(dòng)電能時(shí)，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(dòng)電能。在本發(fā)明的實(shí)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(dòng)電能后電量會(huì)增加，如果電池202的電量過(guò)大，會(huì)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(shí)，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(dòng)電能。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)電池202向牽引網(wǎng)1進(jìn)行放電時(shí)，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(lái)說(shuō)，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(shí)，通過(guò)電量檢測(cè)器206實(shí)時(shí)檢測(cè)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(dòng)電能時(shí)，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(shí)，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(dòng)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，并控制雙向DC/DC變換器204工作在充電模式，以控制電池202繼續(xù)吸收制動(dòng)電能。

進(jìn)一步地，在電池202向牽引網(wǎng)1進(jìn)行放電時(shí)，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(shí)，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(gè)實(shí)施例，如圖9所示，列車2還包括：機(jī)械制動(dòng)器207，其中，機(jī)械制動(dòng)器207用于對(duì)列車2進(jìn)行機(jī)械制動(dòng)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在電池202吸收制動(dòng)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(shí)，第一控制器205控制機(jī)械制動(dòng)器207啟動(dòng)配合電制動(dòng)器201對(duì)列車2進(jìn)行制動(dòng)，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(shí)施例中，如果牽引網(wǎng)1上的列車較少，或者此時(shí)制動(dòng)的列車較多，則在電池202和儲(chǔ)能電站3吸收制動(dòng)電能之后，牽引網(wǎng)1的電壓U會(huì)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(shí)，控制機(jī)械制動(dòng)器207啟動(dòng)，以對(duì)列車2進(jìn)行輔助制動(dòng)。

具體來(lái)說(shuō)，在電池202和儲(chǔ)能電站3吸收制動(dòng)電能之后，牽引網(wǎng)的電壓U會(huì)繼續(xù)增加，第一控制器205實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(dòng)器207啟動(dòng)，這樣，在對(duì)列車2進(jìn)行電制動(dòng)的同時(shí)通過(guò)機(jī)械制動(dòng)對(duì)列車2進(jìn)行輔助制動(dòng)，以降低列車2產(chǎn)生的制動(dòng)電能，從而避免牽引網(wǎng)的電壓U超過(guò)最大額定電壓，并且可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)快速停車。

需要說(shuō)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(shí)，同樣可以控制機(jī)械制動(dòng)器207開啟以對(duì)列車2進(jìn)行制動(dòng)。

如上所述，以牽引網(wǎng)的電壓等級(jí)為750VDC為例，本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行制動(dòng)電能的回收和再利用的策略具體如下：

一)制動(dòng)電能的回收

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在列車制動(dòng)時(shí)，根據(jù)牽引網(wǎng)1的電壓U、車載電池202的電量Q和牽引網(wǎng)1上的列車2的數(shù)量來(lái)綜合進(jìn)行制動(dòng)電能的分配。具體地，在制動(dòng)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(guò)剩的制動(dòng)電能優(yōu)先由第一控制器205控制制動(dòng)列車自身的車載電池202進(jìn)行吸收，在車載電池202無(wú)法吸收或吸收能力有限時(shí)，由第二控制器301控制儲(chǔ)能電站3進(jìn)行吸收，之后，如果牽引網(wǎng)1的電壓繼續(xù)升高，控制中心4則控制牽引網(wǎng)1上的非制動(dòng)列車的電池進(jìn)行吸收。

具體地，在列車2進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)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(dòng)電能，此時(shí)，第一控制器205實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(dòng)的列車較多，會(huì)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(shí)，控制制動(dòng)列車自身的電池吸收制動(dòng)電能；如果在制動(dòng)列車自身的電池進(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大于第二預(yù)設(shè)閾值U2，例如855V時(shí)，第二控制器301控制儲(chǔ)能電站3吸收制動(dòng)電能。在控制電池202和儲(chǔ)能電站3吸收制動(dòng)電能之后，如果牽引網(wǎng)1的電壓U繼續(xù)升高，當(dāng)牽引網(wǎng)1的電壓大于第三預(yù)設(shè)閾值時(shí)，控制中心4控制非制動(dòng)列車中的電池吸收制動(dòng)電能。在本發(fā)明的實(shí)施例中，在控制制動(dòng)列車的電池吸收制動(dòng)電能之后，牽引網(wǎng)1的電壓U會(huì)降低，當(dāng)牽引網(wǎng)1的電壓U小于等于第四預(yù)設(shè)閾值U4，例如830V時(shí)，控制制動(dòng)列車的電池停止吸收制動(dòng)能量。

也就是說(shuō)，當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓U低于第四預(yù)設(shè)閾值U4時(shí)，制動(dòng)電能只反饋至牽引網(wǎng)1；當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓U大于第一預(yù)設(shè)閾值U1且小于第二預(yù)設(shè)閾值U2時(shí)，控制制動(dòng)列車自身的電池202吸收制動(dòng)電能；當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓U大于第二預(yù)設(shè)閾值U2且小于第三預(yù)設(shè)閾值U3時(shí)，控制電池202和儲(chǔ)能電站3進(jìn)行吸收；當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓U達(dá)到第三預(yù)設(shè)閾值U3時(shí)，控制中心4控制非制動(dòng)列車中的電池進(jìn)行吸收。

二)制動(dòng)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(shí)，牽引網(wǎng)1的電壓U會(huì)降低，此時(shí)將電池202和儲(chǔ)能電站3回收的制動(dòng)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(shí)，第二控制器301實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)牽引網(wǎng)的電壓U，當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓U小于第六預(yù)設(shè)閾值U6，例如810V時(shí)，控制儲(chǔ)能電站3進(jìn)行放電。進(jìn)一步地，在儲(chǔ)能電站3進(jìn)行放電之后，第一控制器205監(jiān)測(cè)牽引網(wǎng)的電壓U，并判斷牽引網(wǎng)1的電壓U是否升高，如果牽引網(wǎng)1的電壓U升高，則繼續(xù)判斷牽引網(wǎng)1的電壓是否大于第七預(yù)設(shè)閾值U7，如果牽引網(wǎng)1的電壓大于第七預(yù)設(shè)閾值U7，則控制儲(chǔ)能電站3停止放電；如果牽引網(wǎng)的電壓U降低，則繼續(xù)判斷牽引網(wǎng)的電壓U是否小于第八預(yù)設(shè)閾值U8，如果第一控制器205判斷牽引網(wǎng)的電壓U小于第八預(yù)設(shè)閾值U8，則第二控制器301控制儲(chǔ)能電站3進(jìn)行放電，同時(shí)，第一控制器205控制制動(dòng)列車的雙向DC/DC變換器204開啟，并控制雙向DC/DC變換器204進(jìn)入放電模式以使制動(dòng)列車的電池向牽引網(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(shí)，可以控制電池202進(jìn)入放電模式，以實(shí)現(xiàn)列車2的應(yīng)急驅(qū)動(dòng)。

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

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，列車2可為跨座式單軌列車。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，如圖10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(gè)實(shí)施例，如圖10所示，轉(zhuǎn)向架20包括：轉(zhuǎn)向架構(gòu)架21、走行輪22、動(dòng)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(dòng)力裝置23安裝在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架21上且與走行輪22傳動(dòng)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(gè)實(shí)施例，如圖10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(shí)施例提出的列車的制動(dòng)回收系統(tǒng)，在列車進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，第一控制器控制配電器和雙向DC/DC將制動(dòng)電能反饋至牽引網(wǎng)，當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓大于第一預(yù)設(shè)閾值時(shí)，利用制動(dòng)列車自身的電池吸收制動(dòng)電能，如果牽引網(wǎng)的電壓繼續(xù)升高，當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓大于第二預(yù)設(shè)閾值時(shí)，利用儲(chǔ)能電站進(jìn)行吸收。在儲(chǔ)能電站進(jìn)行吸收之后，控制中心繼續(xù)檢測(cè)牽引網(wǎng)的電壓，此時(shí)如果牽引網(wǎng)的電壓繼續(xù)升高，則在牽引網(wǎng)的電壓大于第三預(yù)設(shè)閾值時(shí)，利用多個(gè)列車中的非制動(dòng)列車的電池進(jìn)行充電。在本發(fā)明實(shí)施例中，在列車進(jìn)行制動(dòng)時(shí)先將制動(dòng)電能反饋至牽引網(wǎng)，此時(shí)如果牽引網(wǎng)上的列車比較多，則會(huì)將反饋的制動(dòng)電能均勻到其他列車，因此牽引網(wǎng)的電壓不會(huì)升高很多。反之如果此時(shí)牽引網(wǎng)上的列車較少，或者此時(shí)制動(dòng)的列車較多，則牽引網(wǎng)的電壓就會(huì)升高，在本發(fā)明實(shí)施例中，優(yōu)先使用車載電池進(jìn)行吸收，如果在車載電池吸收之后牽引網(wǎng)的電壓繼續(xù)升高，則再使用儲(chǔ)能電站進(jìn)行吸收。之后，如果牽引網(wǎng)的電壓繼續(xù)升高，則再利用牽引網(wǎng)上的非制動(dòng)列車中的電池進(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(dòng)電能過(guò)大，無(wú)法被快速吸收或消耗，從而導(dǎo)致?tīng)恳W(wǎng)的電器被燒毀的問(wèn)題。本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)列車的電池、儲(chǔ)能電站和多個(gè)列車中的非制動(dòng)列車的電池對(duì)制動(dòng)電能進(jìn)行吸收，從而實(shí)現(xiàn)了制動(dòng)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(shí)施例還可以有效監(jiān)控牽引網(wǎng)的電壓，保護(hù)系統(tǒng)的零部件，提高了系統(tǒng)的安全性。本發(fā)明實(shí)施例還可以減少單個(gè)列車上車載電池的使用，從而降低列車運(yùn)行的能耗，并且降低了成本。

如11圖所示，為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的用于控制列車運(yùn)行的控制中心的方框示意圖。如圖11所示，該控制中心4包括：檢測(cè)模塊401和控制模塊402，其中，檢測(cè)模塊401與牽引網(wǎng)1相連，檢測(cè)模塊401用于檢測(cè)牽引網(wǎng)1的電壓U；控制模塊402與檢測(cè)模塊401相連，控制模塊402用于在牽引網(wǎng)1的電壓U大于第三預(yù)設(shè)閾值U3時(shí)控制運(yùn)行的多個(gè)列車2中的非制動(dòng)列車向非制動(dòng)列車中的電池進(jìn)行充電。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，如果牽引網(wǎng)1上的列車較少，或者此時(shí)制動(dòng)的列車較多，則在制動(dòng)列車自身的電池和儲(chǔ)能電站吸收制動(dòng)電能之后，牽引網(wǎng)1的電壓還會(huì)持續(xù)增加。此時(shí)，控制中心4實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)牽引網(wǎng)1的電壓U，當(dāng)牽引網(wǎng)1的電壓U大于第三預(yù)設(shè)閾值U3時(shí)，控制中心4向多個(gè)列車中的非制動(dòng)列車發(fā)送控制信號(hào)，以控制多個(gè)列車中的非制動(dòng)列車中的電池進(jìn)行吸收。在本發(fā)明實(shí)施例中，控制中心4可與非制動(dòng)列車進(jìn)行無(wú)線通信，以在牽引網(wǎng)1的電壓U大于第三預(yù)設(shè)閾值U3時(shí)控制非制動(dòng)列車中的電池進(jìn)行充電。

綜上，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的用于控制列車運(yùn)行的控制中心，通過(guò)檢測(cè)模塊檢測(cè)牽引網(wǎng)的電壓，控制模塊在牽引網(wǎng)的電壓大于第三預(yù)設(shè)閾值時(shí)控制運(yùn)行的多個(gè)列車中的非制動(dòng)列車向非制動(dòng)列車的電池進(jìn)行放電。在本發(fā)明的實(shí)施例中，在列車進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的制動(dòng)電能反饋至牽引網(wǎng)，此時(shí)如果牽引網(wǎng)上的列車較少，或者此時(shí)制動(dòng)的列車較多，則牽引網(wǎng)的電壓就會(huì)升高，在本發(fā)明實(shí)施例中，優(yōu)先使用車載電池進(jìn)行吸收，如果在車載電池吸收之后牽引網(wǎng)的電壓繼續(xù)升高，則再使用儲(chǔ)能電站進(jìn)行吸收。之后，如果牽引網(wǎng)的電壓繼續(xù)升高，則再利用牽引網(wǎng)上的非制動(dòng)列車中的電池進(jìn)行吸收。本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)多個(gè)列車中的非制動(dòng)列車的電池對(duì)制動(dòng)電能進(jìn)行吸收，從而實(shí)現(xiàn)了制動(dòng)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(shí)施例還可以減少單個(gè)列車上車載電池的使用，從而降低列車運(yùn)行的能耗，并且降低了成本。

如12圖所示，為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的列車的制動(dòng)回收方法的流程圖。如圖12所示，該方法包括以下步驟：

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

S20：監(jiān)測(cè)牽引網(wǎng)的電壓U，并對(duì)牽引網(wǎng)的電壓U進(jìn)行判斷。

S30：如果牽引網(wǎng)的電壓U大于第一預(yù)設(shè)閾值U1，則控制電池對(duì)列車的制動(dòng)電能進(jìn)行吸收。

S40：如果牽引網(wǎng)的電壓U大于第二預(yù)設(shè)閾值U2，則控制儲(chǔ)能電站對(duì)列車的制動(dòng)電能進(jìn)行吸收。

S50：如果牽引網(wǎng)的電壓U大于第三預(yù)設(shè)閾值U3，則控制運(yùn)行多個(gè)列車中的非制動(dòng)列車向非制動(dòng)列車中的電池進(jìn)行充電。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，第二預(yù)設(shè)閾值U2大于第一預(yù)設(shè)閾值U1。并且，第三預(yù)設(shè)閾值U3大于第二預(yù)設(shè)閾值U2。

具體來(lái)說(shuō)，在列車進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生制動(dòng)電能并將制動(dòng)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(dòng)的列車較多時(shí)，反饋到牽引網(wǎng)上的制動(dòng)電能會(huì)超過(guò)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(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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時(shí)，優(yōu)先控制多個(gè)列車中的制動(dòng)列車自身的電池吸收制動(dòng)電能。同時(shí)，在制動(dòng)列車自身的電池進(jìn)行吸收之后，繼續(xù)監(jiān)測(cè)牽引網(wǎng)的電壓U，如果列車牽引網(wǎng)的電壓U大于第二預(yù)設(shè)閾值U2，則控制儲(chǔ)能電站從牽引網(wǎng)吸收制動(dòng)電能進(jìn)行充電。在儲(chǔ)能電站進(jìn)行吸收之后，繼續(xù)監(jiān)測(cè)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，則控制多個(gè)列車中的非制動(dòng)列車中的電池吸收制動(dòng)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(shí)，牽引網(wǎng)的電壓U會(huì)降低，此時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)牽引網(wǎng)的電壓U，當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓U降低時(shí)，優(yōu)先通過(guò)控制儲(chǔ)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，則控制電池進(jìn)行放電以提高牽引網(wǎng)的電壓。

需要說(shuō)明的是，列車的電池可以為列車的照明、空調(diào)、多媒體進(jìn)行供電。儲(chǔ)能電站可設(shè)置在車站之中，以將回收的制動(dòng)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(guò)電池和儲(chǔ)能電站可以將制動(dòng)電能進(jìn)行回收和再利用，同時(shí)可以降低變電站的負(fù)荷，節(jié)約了能源。

還需要說(shuō)明的是，電池設(shè)置在列車上，可以快速吸收列車產(chǎn)生的制動(dòng)電能，由于儲(chǔ)能電站與列車之間的距離較遠(yuǎn)，導(dǎo)致儲(chǔ)能電站吸收制動(dòng)電能滯后。因此，在本發(fā)明的實(shí)施例中優(yōu)先選擇電池吸收制動(dòng)電能，以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)電能的快速吸收，從而防止未被吸收或者消耗的制動(dòng)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(gè)具體實(shí)施例，如果牽引網(wǎng)上有多列列車運(yùn)行，且在儲(chǔ)能電站吸收制動(dòng)電能之后，牽引網(wǎng)的電壓U仍繼續(xù)升高，則可以通過(guò)牽引網(wǎng)上的非制動(dòng)列車向非制動(dòng)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(dòng)電能為Q＇，牽引網(wǎng)上有N列列車，則牽引網(wǎng)上每個(gè)列車的電池吸收的制動(dòng)電能的平均值為Q＇/N。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，列車的制動(dòng)回收方法還包括：在電池開始吸收制動(dòng)電能之后，牽引網(wǎng)的電壓會(huì)下降，判斷牽引網(wǎng)的電壓U是否大于第四預(yù)設(shè)閾值U4；如果牽引網(wǎng)的電壓U大于第四預(yù)設(shè)閾值U4，則控制電池停止吸收制動(dòng)電能，其中，第四預(yù)設(shè)閾值U4大于第一預(yù)設(shè)閾值U1。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，列車的制動(dòng)回收方法還包括：判斷牽引網(wǎng)的電壓U是否小于第六預(yù)設(shè)閾值U6；如果牽引網(wǎng)的電壓U小于第六預(yù)設(shè)閾值U6，則控制儲(chǔ)能電站進(jìn)行放電，其中，第六預(yù)設(shè)閾值U6小于第二預(yù)設(shè)閾值U2。在本發(fā)明的實(shí)施例中，如果牽引網(wǎng)上的列車較多就會(huì)導(dǎo)致?tīng)恳W(wǎng)的電壓下降，此時(shí)為了避免牽引網(wǎng)的電壓低于最低額定電壓，需要控制儲(chǔ)能電站向牽引網(wǎng)進(jìn)行放電。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，列車的制動(dòng)回收方法還包括：在儲(chǔ)能電站向牽引網(wǎng)放電之后，牽引網(wǎng)的電壓升高，判斷牽引網(wǎng)的電壓U是否大于第七預(yù)設(shè)閾值U7；如果牽引網(wǎng)的電壓U大于第七預(yù)設(shè)閾值U7，則控制儲(chǔ)能電站停止放電，其中，第七預(yù)設(shè)閾值U7大于第六預(yù)設(shè)閾值U6。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，列車的制動(dòng)回收方法還包括：在儲(chǔ)能電站向牽引網(wǎng)放電之后，如果牽引網(wǎng)的電壓繼續(xù)降低，則判斷牽引網(wǎng)的電壓U是否大于第八預(yù)設(shè)閾值U8；如果牽引網(wǎng)的電壓U大于第八預(yù)設(shè)閾值U8，則控制儲(chǔ)能電站向牽引網(wǎng)進(jìn)行放電，同時(shí)，控制電池向牽引網(wǎng)進(jìn)行放電，其中，第八預(yù)設(shè)閾值U8小于第六預(yù)設(shè)閾值U6。在本實(shí)施例中，如果牽引網(wǎng)的電壓U太小，則控制儲(chǔ)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(lái)說(shuō)，如圖13所示，在控制電池對(duì)列車的制動(dòng)電能進(jìn)行吸收時(shí)具體包括以下步驟：

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

S102：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(shuō)明此時(shí)反饋到牽引網(wǎng)上的制動(dòng)電能過(guò)剩，則執(zhí)行步驟S104；如果否，說(shuō)明此時(shí)反饋到牽引網(wǎng)上的制動(dòng)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：控制制動(dòng)列車自身的電池吸收部分制動(dòng)電能。

S105：判斷牽引網(wǎng)的電壓U是否小于第四預(yù)設(shè)閾值U4例如830V。

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

S106：控制制動(dòng)列車自身的電池停止吸收制動(dòng)電能。

本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)先選擇列車自身的電池吸收制動(dòng)電能，以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)電能的快速吸收，從而，防止未消耗掉的制動(dòng)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。

如圖14所示，在本發(fā)明的實(shí)施例中，控制儲(chǔ)能電站對(duì)列車的制動(dòng)電能進(jìn)行吸收時(shí)具體包括以下步驟：

S201：監(jiān)測(cè)牽引網(wǎng)的電壓U。

S202：判斷牽引網(wǎng)的電壓U是否大于第二預(yù)設(shè)閾值U2例如855V。

如果是，說(shuō)明此時(shí)反饋到牽引網(wǎng)上的制動(dòng)電能大量過(guò)剩，則執(zhí)行步驟S203；如果否，則執(zhí)行步驟S204。

S203：控制儲(chǔ)能電站進(jìn)行充電。

這樣，通過(guò)儲(chǔ)能電站吸收制動(dòng)電能，可以減輕電池吸收制動(dòng)電能的壓力，從而避免牽引網(wǎng)的電壓U超過(guò)牽引網(wǎng)的最大額定電壓Un。

S204：判斷牽引網(wǎng)的電壓U是否小于第六預(yù)設(shè)閾值U6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(chǔ)能電站進(jìn)行放電，以為牽引網(wǎng)上的其他列車進(jìn)行供電。

S206：監(jiān)測(cè)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是否大于第七預(yù)設(shè)閾值U7例如830V。

如果是，說(shuō)明此時(shí)反饋到牽引網(wǎng)上的制動(dòng)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(chǔ)能電站停止放電。

S210：判斷牽引網(wǎng)的電壓U是否小于第八預(yù)設(shè)閾值U8。

如果是，則執(zhí)行步驟S211；如果否，則重復(fù)步驟S210。

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

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，列車的制動(dòng)回收方法還包括：判斷牽引網(wǎng)的電壓U是否大于第五預(yù)設(shè)閾值U5；如果牽引網(wǎng)的電壓U大于第五預(yù)設(shè)閾值U5，則控制列車進(jìn)行機(jī)械制動(dòng)配合實(shí)施電制動(dòng)對(duì)列車進(jìn)行制動(dòng)，其中，第五預(yù)設(shè)閾值U5大于第一預(yù)設(shè)閾值。在本發(fā)明的實(shí)施例中，如果牽引網(wǎng)上的列車較少，或者此時(shí)制動(dòng)的列車較多，則在電池和儲(chǔ)能電站吸收制動(dòng)電能之后，牽引網(wǎng)的電壓UU會(huì)繼續(xù)增加，當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓U大于第五預(yù)設(shè)閾值U5時(shí)，控制列車進(jìn)行機(jī)械制動(dòng)，以對(duì)列車進(jìn)行輔助制動(dòng)。

具體來(lái)說(shuō)，在電池和儲(chǔ)能電站吸收制動(dòng)電能之后，牽引網(wǎng)的電壓U會(huì)繼續(xù)增加，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)牽引網(wǎng)的電壓U，如果牽引網(wǎng)的電壓U大于第五預(yù)設(shè)閾值U5，則控制列車進(jìn)行機(jī)械制動(dòng)，這樣，在對(duì)列車進(jìn)行電制動(dòng)的同時(shí)通過(guò)機(jī)械制動(dòng)對(duì)列車進(jìn)行輔助制動(dòng)，以降低列車產(chǎn)生的制動(dòng)電能，從而避免牽引網(wǎng)的電壓U超過(guò)最大額定電壓，并且可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)快速停車。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，列車的制動(dòng)回收方法還包括：檢測(cè)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(dòng)電能。在本發(fā)明的實(shí)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(dòng)電能后電量會(huì)增加，如果電池的電量過(guò)大，會(huì)影響電池的使用壽命，當(dāng)電量Q大于第一電量閾值Q1時(shí)，控制電池停止吸收制動(dòng)電能。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，列車的制動(dòng)回收方法還包括：檢測(cè)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(shí)施例中，電池在放電之后電量會(huì)減小，當(dāng)電量Q小于第二電量閾值Q2時(shí)，控制電池停止放電。

具體來(lái)說(shuō)，通過(guò)圖15所示的方法對(duì)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(dòng)模式。

如果是，則重復(fù)步驟S301；如果否，則執(zhí)行步驟S302。

S302：實(shí)時(shí)檢測(cè)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(dòng)電能。此時(shí)，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(shí)，電池的最大允許放電功率限制為0。

S307：結(jié)束。

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

如上所述，如圖16和17所示，本發(fā)明實(shí)施例的制動(dòng)電能的回收和再利用的具體步驟如下：

一)制動(dòng)電能的回收

S401：對(duì)列車進(jìn)行制動(dòng)，并根據(jù)制動(dòng)力生成制動(dòng)電能，并將制動(dòng)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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：控制制動(dòng)列車自身的電池吸收制動(dòng)電能。

S406：控制制動(dòng)列車自身的電池不吸收制動(dòng)能量。

S407：判斷牽引網(wǎng)的電壓U是否大于第二預(yù)設(shè)閾值U2例如855V。

如果是，則執(zhí)行步驟S408；如果否，則執(zhí)行步驟S409。

S408：控制儲(chǔ)能電站吸收制動(dòng)電能。

S409：判斷牽引網(wǎng)的電壓U是否大于第三預(yù)設(shè)閾值U3.

如果是，則執(zhí)行步驟S410；如果否，則執(zhí)行步驟S404。

S410：控制多個(gè)列車中的非制動(dòng)列車中的電池進(jìn)行吸收。

二)制動(dòng)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(cè)牽引網(wǎng)的電壓U。

S503：判斷牽引網(wǎng)的電壓U是否小于第六預(yù)設(shè)閾值U6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(chǔ)能電站進(jìn)行放電。

S505：控制儲(chǔ)能電站不進(jìn)行放電。

S506：判斷牽引網(wǎng)的電壓U是否小于第八預(yù)設(shè)閾值U8。

如果是，則執(zhí)行步驟S507；如果否，則重復(fù)步驟S506。

S507：控制儲(chǔ)能電站向牽引網(wǎng)進(jìn)行放電，同時(shí)，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(shí)，可以控制電池進(jìn)入放電模式，以實(shí)現(xiàn)列車的應(yīng)急驅(qū)動(dòng)。

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

綜上，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的列車的制動(dòng)回收方法，對(duì)列車進(jìn)行制動(dòng)，并根據(jù)制動(dòng)力生成制動(dòng)電能，并將制動(dòng)電能反饋至牽引網(wǎng)，然后監(jiān)測(cè)牽引網(wǎng)的電壓，當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓大于第一預(yù)設(shè)閾值時(shí)，控制制動(dòng)列車自身的電池對(duì)列車的制動(dòng)電能進(jìn)行吸收，繼續(xù)監(jiān)測(cè)牽引網(wǎng)的電壓，當(dāng)牽引網(wǎng)的電壓大于第二預(yù)設(shè)閾值時(shí)，控制儲(chǔ)能電站吸收制動(dòng)電能。繼續(xù)監(jiān)測(cè)牽引網(wǎng)的電壓，如果牽引網(wǎng)的電壓繼續(xù)升高，則在牽引網(wǎng)的電壓大于第三預(yù)設(shè)閾值時(shí)，控制多個(gè)列車中的非制動(dòng)列車的電池進(jìn)行充電。在本發(fā)明實(shí)施例中，對(duì)列車進(jìn)行制動(dòng)后首先將制動(dòng)電能反饋至牽引網(wǎng)，此時(shí)如果牽引網(wǎng)上的列車比較多，則將反饋的制動(dòng)電能均勻到其他列車，牽引網(wǎng)的電壓不會(huì)升高很多。反之，如果牽引網(wǎng)上的列車較少，或者此時(shí)制動(dòng)的列車較多，則牽引網(wǎng)的電壓會(huì)快速升高，在本發(fā)明的實(shí)施例中，優(yōu)先控制車載電池吸收制動(dòng)電能，如果車載電能吸收制動(dòng)電能之后牽引網(wǎng)的電壓繼續(xù)升高，則再利用儲(chǔ)能電站吸收制動(dòng)電能。之后，如果牽引網(wǎng)的電壓繼續(xù)升高，則控制牽引網(wǎng)上的非制動(dòng)列車進(jìn)行吸收。本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)控制列車上的電池、儲(chǔ)能電站和多個(gè)列車中的非制動(dòng)列車的電池吸收制動(dòng)電能，從而實(shí)現(xiàn)了制動(dòng)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(shí)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。本發(fā)明實(shí)施例還可以減少單個(gè)列車上車載電池的使用，從而降低列車運(yùn)行的能耗，并且降低了成本。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)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(jiǎn)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(duì)本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)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(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是至少兩個(gè)，例如兩個(gè)，三個(gè)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(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)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(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)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(yǔ)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(guò)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(shuō)明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)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(shuō)明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)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(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)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(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。