混合動(dòng)力動(dòng)車組牽引傳動(dòng)系統(tǒng)能量管理策略的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及混合動(dòng)力動(dòng)車組牽引傳動(dòng)系統(tǒng)能量管理策略，包括如下步驟：步驟(1)，估計(jì)列車功率需求；通過(guò)列車指令系統(tǒng)，確定車輛的運(yùn)行線路條件與運(yùn)行工況，計(jì)算牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)功率指令；步驟(2)，通過(guò)通信獲得各子系統(tǒng)狀態(tài)；通過(guò)硬線通訊和/或RS485通訊和/或CAN(控制器局域網(wǎng)絡(luò))總線通訊，獲取牽引傳動(dòng)系統(tǒng)各子系統(tǒng)的狀態(tài)，至少包括儲(chǔ)能裝置荷電狀態(tài)與動(dòng)力包最大可用功率；步驟(3)，依據(jù)車輛運(yùn)行線路條件，控制子系統(tǒng)間能量流動(dòng)。本發(fā)明，可以支持動(dòng)車組實(shí)現(xiàn)在有、無(wú)接觸網(wǎng)兩種運(yùn)行條件下的正常運(yùn)行；在此基礎(chǔ)上，還可以保障動(dòng)車組的最優(yōu)加速性能、最佳燃油經(jīng)濟(jì)性、最大能量循環(huán)利用。
【專利說(shuō)明】
混合動(dòng)力動(dòng)車組牽引傳動(dòng)系統(tǒng)能量管理策略
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及動(dòng)車組牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的能量管理，具體說(shuō)是混合動(dòng)力動(dòng)車組牽引傳動(dòng)系統(tǒng)能量管理策略。
【背景技術(shù)】
[0002]混合動(dòng)力動(dòng)車組牽引傳動(dòng)系統(tǒng)中，通過(guò)使用儲(chǔ)能裝置、動(dòng)力包(柴油發(fā)電機(jī)組)與新型牽引變流器組成的混合動(dòng)力系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)電氣化路段與非電氣化路段的跨線運(yùn)行，同時(shí)可以降低燃油消耗，提高運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)性。
[0003]混合動(dòng)力系統(tǒng)的應(yīng)用是未來(lái)新型動(dòng)車組的一種發(fā)展方向，對(duì)于鐵路線網(wǎng)的延伸有著積極地意義。該技術(shù)使用了動(dòng)力包(柴油發(fā)電機(jī)組)與儲(chǔ)能裝置，其核心與關(guān)鍵是混合動(dòng)力系統(tǒng)的能量管理與控制，現(xiàn)有技術(shù)對(duì)此鮮有報(bào)道?；旌蟿?dòng)力動(dòng)車組牽引傳動(dòng)系統(tǒng)能量管理策略的主要功能是:進(jìn)行動(dòng)車組牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的功率控制和運(yùn)行模式的轉(zhuǎn)換，通過(guò)直接或間接地控制混合動(dòng)力系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作，以實(shí)現(xiàn)效率和加速性能的優(yōu)化。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供混合動(dòng)力動(dòng)車組牽引傳動(dòng)系統(tǒng)能量管理策略，可以支持動(dòng)車組實(shí)現(xiàn)在有、無(wú)接觸網(wǎng)兩種運(yùn)行條件下的正常運(yùn)行;在此基礎(chǔ)上，還可以保障動(dòng)車組的最優(yōu)加速性能、最佳燃油經(jīng)濟(jì)性、最大能量循環(huán)利用。
[0005]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
[0006]混合動(dòng)力動(dòng)車組牽引傳動(dòng)系統(tǒng)能量管理策略，其特征在于，包括如下步驟:
[0007]步驟(I)，估計(jì)列車功率需求；
[0008]通過(guò)列車指令系統(tǒng)，確定車輛的運(yùn)行線路條件與運(yùn)行工況，計(jì)算牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)功率指令；
[0009]步驟(2)，通過(guò)通信獲得各子系統(tǒng)狀態(tài)；
[0010]通過(guò)硬線通訊和/或RS485通訊和/或CAN(控制器局域網(wǎng)絡(luò))總線通訊，獲取牽引傳動(dòng)系統(tǒng)各子系統(tǒng)的狀態(tài)，至少包括儲(chǔ)能裝置荷電狀態(tài)與動(dòng)力包最大可用功率；
[0011]步驟(3)，依據(jù)車輛運(yùn)行線路條件，控制子系統(tǒng)間能量流動(dòng)。
[0012]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述混合動(dòng)力動(dòng)車組牽弓I傳動(dòng)系統(tǒng)包括:
[0013]四象限整流器，通過(guò)牽引變壓器與接觸網(wǎng)連接，
[0014]動(dòng)力包，與四象限整流器連接，
[0015]直流環(huán)節(jié)，與四象限整流器連接，
[0016]儲(chǔ)能裝置，通過(guò)雙向DC/DC變換器與直流環(huán)節(jié)連接，儲(chǔ)能裝置為電池組、超級(jí)電容或飛輪，
[0017]牽引電機(jī)，通過(guò)牽引逆變器與直流環(huán)節(jié)連接。
[0018]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，接觸網(wǎng)通過(guò)受電弓經(jīng)由牽引變壓器接入四象限整流器進(jìn)行整流，從而對(duì)直流環(huán)節(jié)進(jìn)行供電，實(shí)現(xiàn)能量雙向流動(dòng)；
[0019]動(dòng)力包三相輸出經(jīng)由四象限整流器中三相橋臂反并聯(lián)二極管進(jìn)行整流，并對(duì)直流環(huán)節(jié)進(jìn)行供電；
[0020]儲(chǔ)能裝置經(jīng)由雙向DC/DC變換器接入直流環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)能量雙向流動(dòng)。
[0021]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟(3)中，牽引傳動(dòng)系統(tǒng)支持六種供電模式:
[0022]接觸網(wǎng)供電模式、動(dòng)力包供電模式、儲(chǔ)能裝置供電模式、混合動(dòng)力供電模式、接觸網(wǎng)+儲(chǔ)能裝置供電模式、接觸網(wǎng)+混合動(dòng)力供電模式。
[0023]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，接觸網(wǎng)供電模式指:在接觸網(wǎng)可用時(shí)，使用接觸網(wǎng)供電模式進(jìn)行供電；
[0024]在接觸網(wǎng)供電模式下，動(dòng)力包停機(jī)，儲(chǔ)能裝置在恒速運(yùn)行時(shí)進(jìn)行充電。
[0025]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，在動(dòng)力包供電模式或混合動(dòng)力供電模式下，根據(jù)列車指令控制動(dòng)力包運(yùn)行在高輸出模式和/或高效率模式；
[0026]在動(dòng)力包供電模式下，牽引傳動(dòng)系統(tǒng)與輔助供電系統(tǒng)功率均由動(dòng)力包提供；
[0027]在混合動(dòng)力供電模式下，如果動(dòng)力包可用功率足夠，牽引傳動(dòng)系統(tǒng)與輔助供電系統(tǒng)功率均由儲(chǔ)能裝置提供;當(dāng)動(dòng)力包可用功率不足時(shí)，儲(chǔ)能裝置釋放能量，以滿足牽引傳動(dòng)系統(tǒng)與輔助供電系統(tǒng)功率需求，從而保障列車最優(yōu)加速性能；
[0028]在混合動(dòng)力供電模式下，動(dòng)力包與儲(chǔ)能裝置輸出功率的分配通過(guò)控制直流環(huán)節(jié)電壓實(shí)現(xiàn)。
[0029]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，在儲(chǔ)能裝置供電模式下，牽引傳動(dòng)系統(tǒng)與輔助供電系統(tǒng)功率均由儲(chǔ)能裝置提供。
[0030]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，接觸網(wǎng)供電模式下，車輛制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)能量通過(guò)四象限整流器返回電網(wǎng)；
[0031]在儲(chǔ)能裝置供電和混合動(dòng)力供電兩種模式下，車輛制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)能量全部由儲(chǔ)能裝置吸收，以實(shí)現(xiàn)能量循環(huán)利用。
[0032]本發(fā)明所述的混合動(dòng)力動(dòng)車組牽引傳動(dòng)系統(tǒng)能量管理策略，可以支持動(dòng)車組實(shí)現(xiàn)在有、無(wú)接觸網(wǎng)兩種運(yùn)行條件下的正常運(yùn)行;在此基礎(chǔ)上，還可以保障動(dòng)車組的最優(yōu)加速性能、最佳燃油經(jīng)濟(jì)性、最大能量循環(huán)利用。
【附圖說(shuō)明】
[0033]本發(fā)明有如下附圖:
[0034I圖1混合動(dòng)力動(dòng)車組牽引傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0035]圖2功率分析圖。
[0036]圖3本發(fā)明的能量管理與控制邏輯圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0038]如圖1所示，本發(fā)明所述混合動(dòng)力動(dòng)車組牽引傳動(dòng)系統(tǒng)包括:
[0039]四象限整流器，通過(guò)牽引變壓器與接觸網(wǎng)連接，
[0040]動(dòng)力包(柴油發(fā)電機(jī)組)，與四象限整流器連接，
[0041 ]直流環(huán)節(jié)，與四象限整流器連接，
[0042]儲(chǔ)能裝置，通過(guò)雙向DC/DC變換器與直流環(huán)節(jié)連接，儲(chǔ)能裝置為電池組、超級(jí)電容或飛輪，
[0043]牽引電機(jī)，通過(guò)牽引逆變器與直流環(huán)節(jié)連接。
[0044]還可包括輔助變流器(輔助變流器圖中未示出)。
[0045]其中:
[0046]接觸網(wǎng)通過(guò)受電弓經(jīng)由牽引變壓器接入四象限整流器進(jìn)行整流，從而對(duì)直流環(huán)節(jié)進(jìn)行供電，可以實(shí)現(xiàn)能量雙向流動(dòng)；
[0047]動(dòng)力包三相輸出經(jīng)由四象限整流器中三相橋臂反并聯(lián)二極管進(jìn)行整流，并對(duì)直流環(huán)節(jié)進(jìn)行供電；即:采用三相不控整流方式接入直流環(huán)節(jié)；
[0048]儲(chǔ)能裝置經(jīng)由雙向DC/DC變換器接入直流環(huán)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)能量雙向流動(dòng)；
[0049]直流環(huán)節(jié)對(duì)牽引電機(jī)、輔助負(fù)載(輔助變流器)進(jìn)行供電；
[0050]因此，所述牽引傳動(dòng)系統(tǒng)可以支持六種供電模式:
[0051]接觸網(wǎng)供電模式、動(dòng)力包供電模式、儲(chǔ)能裝置供電模式、混合動(dòng)力供電模式(動(dòng)力包+儲(chǔ)能裝置供電模式)、接觸網(wǎng)+儲(chǔ)能裝置供電模式、接觸網(wǎng)+混合動(dòng)力供電模式。
[0052]圖1中，實(shí)線表示能量流動(dòng)，虛線表示通訊信息，箭頭表示流動(dòng)方向。
[0053]圖1中的各子系統(tǒng)具有如下特征:
[0054]I)動(dòng)力包提供三相交流輸出，其輸出電壓與頻率同發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速成正比。
[0055]2)儲(chǔ)能裝置輸出為直流，雙向DC/DC變換器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于輸出電壓的控制，同時(shí)可以作為儲(chǔ)能裝置的充電裝置使用。
[0056]3)直流環(huán)節(jié)為系統(tǒng)輸入輸出的匯合點(diǎn)，所有系統(tǒng)輸入能量最終都變換為電壓相同的直流電輸入直流環(huán)節(jié)，再傳遞給牽引逆變器與輔助變流器。
[0057]4)能量管理策略用于根據(jù)列車指令確定工況和實(shí)際功率需求，并結(jié)合動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)確定子系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)則，在保障系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)上進(jìn)行，優(yōu)化系統(tǒng)燃油效率等運(yùn)營(yíng)指標(biāo)。
[0058]本發(fā)明所述的混合動(dòng)力動(dòng)車組牽引傳動(dòng)系統(tǒng)能量管理策略，用于控制和管理圖1所示混合動(dòng)力動(dòng)車組牽引傳動(dòng)系統(tǒng)。所述能量管理策略的目的(最終目標(biāo))，是為了在復(fù)雜多變的供電條件下保障列車動(dòng)力系統(tǒng)性能，在不同工作模式下控制牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的能量供應(yīng)和轉(zhuǎn)換，如圖3所示，包括如下步驟:
[0059]步驟(I)，估計(jì)列車功率需求；
[0060]通過(guò)列車指令系統(tǒng)，確定車輛的運(yùn)行線路條件與運(yùn)行工況，計(jì)算牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)功率指令；
[0061]通過(guò)車輛網(wǎng)絡(luò)獲得車輛指令信號(hào)，確定車輛運(yùn)行線路情況(有、無(wú)接觸網(wǎng))與運(yùn)行工況(牽引、制動(dòng)、惰行)，通過(guò)車輛指令計(jì)算去牽引力指令以及對(duì)應(yīng)的牽引功率；
[0062]本發(fā)明的功率分析圖參見圖2;
[0063]步驟(2)，通過(guò)通信獲得各子系統(tǒng)狀態(tài)；
[0064]通過(guò)硬線通訊和/或RS485通訊和/或CAN(控制器局域網(wǎng)絡(luò))總線通訊，獲取牽引傳動(dòng)系統(tǒng)各子系統(tǒng)的狀態(tài)，至少包括儲(chǔ)能裝置荷電狀態(tài)與動(dòng)力包最大可用功率；
[0065]通過(guò)子系統(tǒng)間硬線通訊、CAN通訊、RS485通訊獲得各子系統(tǒng)狀態(tài)與動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)，尤其是儲(chǔ)能裝置與動(dòng)力包最大可用功率與故障信息。并采集輔助變流器輸入功率；
[0066]步驟(3)，依據(jù)車輛運(yùn)行線路條件，控制子系統(tǒng)間能量流動(dòng):
[0067]若儲(chǔ)能裝置與雙向DC/DC變換器均沒(méi)有故障，則判定為儲(chǔ)能裝置可以投入；
[0068]若動(dòng)力包及其連接沒(méi)有故障，則判定為動(dòng)力包可用；
[0069]若四象限變流器供電正常則判定為接觸網(wǎng)可用。
[0070]更進(jìn)一步，根據(jù)車輛運(yùn)行線路情況與運(yùn)行工況，將系統(tǒng)劃分為接觸網(wǎng)供電模式和非接觸網(wǎng)模式:
[0071]在接觸網(wǎng)可用，且牽引變壓器與四象限整流器均沒(méi)有故障時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入接觸網(wǎng)模式，否則系統(tǒng)經(jīng)由列車指令進(jìn)入非接觸網(wǎng)模式；
[0072]在接觸網(wǎng)模式下，接觸網(wǎng)與四象限整流器為系統(tǒng)主能量源，支持牽引逆變器與輔助變流器的全部功率需求，雙向DC/DC變換器在車輛運(yùn)行在恒速模式且儲(chǔ)能裝置荷電狀態(tài)不足(S0C〈80% )時(shí)對(duì)儲(chǔ)能裝置進(jìn)行充電；
[0073]在非接觸網(wǎng)模式下，優(yōu)先使用動(dòng)力包作為系統(tǒng)主能量源，加速過(guò)程中若動(dòng)力包最大可用功率可以支持牽引逆變器與輔助變流器的全部功率需求，則儲(chǔ)能裝置與雙向DC/DC變換器待機(jī)，若動(dòng)力包最大可用功率不足以支持牽引逆變器與輔助變流器的全部功率需求，雙向DC/DC變換器啟動(dòng)并釋放儲(chǔ)能裝置儲(chǔ)存的能量以滿足車輛功率需求;當(dāng)列車進(jìn)入恒速運(yùn)行時(shí)，雙向DC/DC變換器控制儲(chǔ)能裝置進(jìn)行充電，此時(shí)能量管理策略根據(jù)柴油機(jī)實(shí)時(shí)油耗進(jìn)行動(dòng)態(tài)尋優(yōu)，在保障動(dòng)車組運(yùn)行的條件下，保證動(dòng)力包工作在高效率區(qū)間；
[0074]在接觸網(wǎng)模式下，車輛制動(dòng)能量由四象限整流器回饋接觸網(wǎng)，供線路上其他車輛使用；
[0075]在非接觸網(wǎng)模式下，車輛制動(dòng)能量由儲(chǔ)能裝置進(jìn)行吸收，實(shí)現(xiàn)能量的循環(huán)利用；
[0076]當(dāng)動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)生故障而導(dǎo)致最大可用功率降低時(shí)，由能量管理策略算法進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，對(duì)于牽引逆變器與輔助變流器的輸出進(jìn)行限制與切除，其具體實(shí)現(xiàn)方法是通過(guò)計(jì)算系統(tǒng)最大可用功率確定牽引變流器與輔助變流器的最大輸出功率限制，并通過(guò)內(nèi)部通訊發(fā)送給牽引逆變器與輔助變流器，同時(shí)對(duì)動(dòng)力損失情況進(jìn)行上報(bào)。
[0077]所述能量管理策略可以支持列車在電氣化與非電氣化鐵路的跨線運(yùn)行，同時(shí)實(shí)現(xiàn)多能量源的合理分配提高效率，并具有在部分動(dòng)力缺失時(shí)保障列車正常運(yùn)行的功能。
[0078]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，接觸網(wǎng)供電模式指:在接觸網(wǎng)可用時(shí)，使用接觸網(wǎng)供電模式進(jìn)行供電；
[0079]在接觸網(wǎng)供電模式下，動(dòng)力包停機(jī)，儲(chǔ)能裝置在恒速運(yùn)行時(shí)進(jìn)行充電，S卩:在接觸網(wǎng)供電模式下，優(yōu)先使用四象限整流器對(duì)牽引傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行供電，此時(shí)，如果儲(chǔ)能裝置儲(chǔ)存的能量較低，則在車輛恒速運(yùn)行時(shí)同時(shí)對(duì)儲(chǔ)能裝置進(jìn)行充電，直到儲(chǔ)能裝置儲(chǔ)存的能量達(dá)到理想狀態(tài)。
[0080]在接觸網(wǎng)供電模式下，接觸網(wǎng)經(jīng)由受電弓、牽引變壓器接入四象限整流器輸入端，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)牽引傳動(dòng)系統(tǒng)供電。
[0081]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，在動(dòng)力包供電模式或混合動(dòng)力供電模式下，根據(jù)列車指令控制動(dòng)力包運(yùn)行在高輸出模式和/或高效率模式；
[0082]在動(dòng)力包供電模式下，牽引傳動(dòng)系統(tǒng)與輔助供電系統(tǒng)功率均由動(dòng)力包提供；
[0083]在混合動(dòng)力供電模式下，如果動(dòng)力包可用功率足夠，牽引傳動(dòng)系統(tǒng)與輔助供電系統(tǒng)功率均由儲(chǔ)能裝置提供;當(dāng)動(dòng)力包可用功率不足時(shí)，儲(chǔ)能裝置釋放能量，以滿足牽引傳動(dòng)系統(tǒng)與輔助供電系統(tǒng)功率需求，從而保障列車最優(yōu)加速性能；
[0084]在混合動(dòng)力供電模式下，動(dòng)力包與儲(chǔ)能裝置輸出功率的分配通過(guò)控制直流環(huán)節(jié)電壓實(shí)現(xiàn)。
[0085]在動(dòng)力包供電、混合動(dòng)力供電兩種模式下，動(dòng)力包轉(zhuǎn)速根據(jù)功率需求的變化而變化，從而減少燃油消耗，提高燃油經(jīng)濟(jì)性，降低了車輛噪音。
[0086]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，在儲(chǔ)能裝置供電模式下，牽引傳動(dòng)系統(tǒng)與輔助供電系統(tǒng)功率均由儲(chǔ)能裝置提供。
[0087]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，接觸網(wǎng)供電模式下，車輛制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)能量通過(guò)四象限整流器返回電網(wǎng)；
[0088]在儲(chǔ)能裝置供電和混合動(dòng)力供電兩種模式下，車輛制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)能量全部由儲(chǔ)能裝置吸收，以實(shí)現(xiàn)能量循環(huán)利用。
[0089]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟(I)所述估計(jì)列車功率需求具體可包括以下步驟:
[0090]通過(guò)列車牽引級(jí)位信號(hào)、列車實(shí)時(shí)速度和列車牽引力曲線實(shí)時(shí)計(jì)算列車牽引功率，并通過(guò)輔助變流器輸入側(cè)電流傳感器計(jì)算輔助變流器輸入功率，二者相加后得到列車功率需求。
[0091]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟(2)所述通過(guò)通信獲得各子系統(tǒng)狀態(tài)具體可包括以下步驟:
[0092]通過(guò)硬線通信總線獲得各子系統(tǒng)參與能量管理的必要數(shù)據(jù)。
[0093]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟(3)所述依據(jù)車輛運(yùn)行線路條件控制子系統(tǒng)間能量流動(dòng)具體可包括以下步驟:
[0094]通過(guò)給出各子系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)則，控制系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)；
[0095]當(dāng)部分動(dòng)力缺失時(shí)，能量管理策略通過(guò)動(dòng)態(tài)計(jì)算實(shí)時(shí)可用最大功率，并對(duì)牽引傳動(dòng)系統(tǒng)與輔助供電系統(tǒng)的負(fù)載進(jìn)行管理，從而保護(hù)能量源與牽引變流器內(nèi)部元件。
[0096]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制;盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
[0097]本說(shuō)明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.混合動(dòng)力動(dòng)車組牽引傳動(dòng)系統(tǒng)能量管理策略，其特征在于，包括如下步驟: 步驟(I)，估計(jì)列車功率需求； 通過(guò)列車指令系統(tǒng)，確定車輛的運(yùn)行線路條件與運(yùn)行工況，計(jì)算牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)功率指令； 步驟(2)，通過(guò)通信獲得各子系統(tǒng)狀態(tài)； 通過(guò)硬線通訊和/或RS485通訊和/或CAN總線通訊，獲取牽引傳動(dòng)系統(tǒng)各子系統(tǒng)的狀態(tài)，至少包括儲(chǔ)能裝置荷電狀態(tài)與動(dòng)力包最大可用功率； 步驟(3)，依據(jù)車輛運(yùn)行線路條件，控制子系統(tǒng)間能量流動(dòng)。2.如權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力動(dòng)車組牽引傳動(dòng)系統(tǒng)能量管理策略，其特征在于:所述混合動(dòng)力動(dòng)車組牽弓I傳動(dòng)系統(tǒng)包括: 四象限整流器，通過(guò)牽弓I變壓器與接觸網(wǎng)連接， 動(dòng)力包，與四象限整流器連接， 直流環(huán)節(jié)，與四象限整流器連接， 儲(chǔ)能裝置，通過(guò)雙向DC/DC變換器與直流環(huán)節(jié)連接，儲(chǔ)能裝置為電池組、超級(jí)電容或飛輪， 牽引電機(jī)，通過(guò)牽弓I逆變器與直流環(huán)節(jié)連接。3.如權(quán)利要求2所述的混合動(dòng)力動(dòng)車組牽引傳動(dòng)系統(tǒng)能量管理策略，其特征在于: 接觸網(wǎng)通過(guò)受電弓經(jīng)由牽引變壓器接入四象限整流器進(jìn)行整流，從而對(duì)直流環(huán)節(jié)進(jìn)行供電，實(shí)現(xiàn)能量雙向流動(dòng)； 動(dòng)力包三相輸出經(jīng)由四象限整流器中三相橋臂反并聯(lián)二極管進(jìn)行整流，并對(duì)直流環(huán)節(jié)進(jìn)行供電； 儲(chǔ)能裝置經(jīng)由雙向DC/DC變換器接入直流環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)能量雙向流動(dòng)。4.如權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力動(dòng)車組牽引傳動(dòng)系統(tǒng)能量管理策略，其特征在于:步驟(3)中，牽引傳動(dòng)系統(tǒng)支持六種供電模式: 接觸網(wǎng)供電模式、動(dòng)力包供電模式、儲(chǔ)能裝置供電模式、混合動(dòng)力供電模式、接觸網(wǎng)+儲(chǔ)能裝置供電模式、接觸網(wǎng)+混合動(dòng)力供電模式。5.如權(quán)利要求4所述的混合動(dòng)力動(dòng)車組牽引傳動(dòng)系統(tǒng)能量管理策略，其特征在于:接觸網(wǎng)供電模式指:在接觸網(wǎng)可用時(shí)，使用接觸網(wǎng)供電模式進(jìn)行供電； 在接觸網(wǎng)供電模式下，動(dòng)力包停機(jī)，儲(chǔ)能裝置在恒速運(yùn)行時(shí)進(jìn)行充電。6.如權(quán)利要求4所述的混合動(dòng)力動(dòng)車組牽引傳動(dòng)系統(tǒng)能量管理策略，其特征在于:在動(dòng)力包供電模式或混合動(dòng)力供電模式下，根據(jù)列車指令控制動(dòng)力包運(yùn)行在高輸出模式和/或高效率模式； 在動(dòng)力包供電模式下，牽引傳動(dòng)系統(tǒng)與輔助供電系統(tǒng)功率均由動(dòng)力包提供； 在混合動(dòng)力供電模式下，如果動(dòng)力包可用功率足夠，牽引傳動(dòng)系統(tǒng)與輔助供電系統(tǒng)功率均由儲(chǔ)能裝置提供；當(dāng)動(dòng)力包可用功率不足時(shí)，儲(chǔ)能裝置釋放能量，以滿足牽引傳動(dòng)系統(tǒng)與輔助供電系統(tǒng)功率需求，從而保障列車最優(yōu)加速性能； 在混合動(dòng)力供電模式下，動(dòng)力包與儲(chǔ)能裝置輸出功率的分配通過(guò)控制直流環(huán)節(jié)電壓實(shí)現(xiàn)。7.如權(quán)利要求4所述的混合動(dòng)力動(dòng)車組牽引傳動(dòng)系統(tǒng)能量管理策略，其特征在于:在儲(chǔ)能裝置供電模式下，牽引傳動(dòng)系統(tǒng)與輔助供電系統(tǒng)功率均由儲(chǔ)能裝置提供。8.如權(quán)利要求4所述的混合動(dòng)力動(dòng)車組牽引傳動(dòng)系統(tǒng)能量管理策略，其特征在于:接觸網(wǎng)供電模式下，車輛制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)能量通過(guò)四象限整流器返回電網(wǎng)； 在儲(chǔ)能裝置供電和混合動(dòng)力供電兩種模式下，車輛制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)能量全部由儲(chǔ)能裝置吸收，以實(shí)現(xiàn)能量循環(huán)利用。
【文檔編號(hào)】B61C7/04GK105857320SQ201610379484
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年6月1日
【發(fā)明人】刁利軍, 金哲銘, 于薇薇, 劉志剛, 趙明花, 李軍, 王成濤, 李雪飛, 韓偉, 況陽(yáng), 何榕佳, 尹少博, 漆良波
【申請(qǐng)人】北京交通大學(xué), 北京千駟馭電氣有限公司, 中車長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司