一種雙源無(wú)軌電車(chē)車(chē)載能源充電控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種雙源無(wú)軌電車(chē)車(chē)載能源充電控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]純電動(dòng)客車(chē)應(yīng)用了電驅(qū)動(dòng)技術(shù)，符合節(jié)能環(huán)保的需求，但續(xù)駛里程短、大容量電池和充電站的基建成本制約了其發(fā)展。而無(wú)軌電車(chē)能夠?qū)崿F(xiàn)車(chē)輛的掛網(wǎng)純電動(dòng)行駛，但對(duì)線網(wǎng)的依賴性強(qiáng)，不能脫網(wǎng)運(yùn)營(yíng)同樣制約其發(fā)展。因此，將線網(wǎng)能源或者其他能源和純電動(dòng)電池能源相結(jié)合的雙源無(wú)軌純電動(dòng)車(chē)備受關(guān)注。雙源無(wú)軌電車(chē)能夠脫離無(wú)軌電車(chē)電網(wǎng)行駛，其在無(wú)架空線網(wǎng)區(qū)段使用車(chē)載電源驅(qū)動(dòng)，同時(shí)利用車(chē)載充電器為車(chē)載電源充電及時(shí)補(bǔ)充車(chē)載電源所消耗的能量；而在有架空線網(wǎng)的區(qū)段，再繼續(xù)使用線網(wǎng)電行駛。這種車(chē)的主要特色在于只要集電桿接觸了電網(wǎng)，車(chē)載電源就開(kāi)始自動(dòng)充電，無(wú)需再格外給車(chē)載電源充電，即可以用電網(wǎng)在運(yùn)行中充電，解決了純電動(dòng)車(chē)的充電時(shí)間長(zhǎng)、換電麻煩等問(wèn)題，也不需要設(shè)立充電粧，省時(shí)省力，還節(jié)約了成本。
[0003]雙源無(wú)軌電車(chē)是在傳統(tǒng)無(wú)軌電車(chē)的基礎(chǔ)上加裝車(chē)載能源，實(shí)現(xiàn)了掛線充電和脫線行駛，現(xiàn)有對(duì)車(chē)載能源的充電方式為雙源純電動(dòng)客車(chē)集電桿掛線后，如果檢測(cè)到車(chē)載能源的SOC值低于設(shè)定充電值，則自動(dòng)給車(chē)載能源充電，其充電電流的大小一般按照常規(guī)的充電方式進(jìn)行，即先使用大電流恒流充電到一定值時(shí)，再以小電流進(jìn)行涓流充電，。該充電策略方案簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)，但因線網(wǎng)內(nèi)阻及絕緣段等線網(wǎng)特性的客觀存在，當(dāng)離饋電點(diǎn)較遠(yuǎn)時(shí)如果仍采用大電流恒流充電，就會(huì)造成線網(wǎng)電能損耗較高，浪費(fèi)電能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種雙源無(wú)軌電車(chē)車(chē)載能源充電控制方法，以解決現(xiàn)有控制方式因線網(wǎng)內(nèi)阻及絕緣段等線網(wǎng)特性造成電能損耗較高的問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種雙源無(wú)軌電車(chē)車(chē)載能源充電控制方法，無(wú)軌電車(chē)的供電線網(wǎng)分為若干個(gè)運(yùn)行區(qū)間，每個(gè)運(yùn)行區(qū)間由不能供電的絕緣段和與之相鄰的能夠供電的供電段構(gòu)成，所述供電段的饋電點(diǎn)通過(guò)導(dǎo)線連接電網(wǎng)，電車(chē)在每個(gè)區(qū)間的運(yùn)行過(guò)程中，在靠近饋電點(diǎn)的設(shè)定距離內(nèi)，線網(wǎng)對(duì)車(chē)載能源充電電流的大小與對(duì)應(yīng)運(yùn)行區(qū)間內(nèi)電車(chē)與饋電點(diǎn)的距離有關(guān):電車(chē)與饋電點(diǎn)的距離越大，所述充電電流越小。
[0005]電車(chē)在每個(gè)區(qū)間的運(yùn)行過(guò)程中，所述充電電流值隨著電車(chē)與饋電點(diǎn)距離的增大而以線性變化的趨勢(shì)逐漸減小。
[0006]電車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)其通過(guò)每個(gè)運(yùn)行區(qū)間的絕緣段時(shí)，車(chē)輛采集絕緣信號(hào)并判斷車(chē)輛當(dāng)前所在的運(yùn)行區(qū)間。
[0007]電車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中，實(shí)時(shí)采集車(chē)速信息，計(jì)算出電車(chē)通過(guò)對(duì)應(yīng)運(yùn)行區(qū)間絕緣段后行駛的距離，該距離即為電車(chē)與饋電點(diǎn)的距離。
[0008]電車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)GPS定位的方式確定電車(chē)當(dāng)前所在的運(yùn)行區(qū)間和電車(chē)與饋電點(diǎn)的距離。
[0009]本發(fā)明雙源無(wú)軌電車(chē)車(chē)載能源充電控制方法采用智能充電策略，通過(guò)合理利用網(wǎng)線設(shè)施，主動(dòng)控制整車(chē)用電，控制車(chē)載電源的充電電流值隨集電器與該運(yùn)行區(qū)間的饋電點(diǎn)距離的增大而逐漸減小，即集電器離饋電點(diǎn)近時(shí)，線網(wǎng)內(nèi)阻小，電能損耗低，整車(chē)控制器對(duì)車(chē)載能源進(jìn)行大電流充電；當(dāng)集電器遠(yuǎn)離饋電點(diǎn)時(shí)，線網(wǎng)內(nèi)阻大，整車(chē)控制器對(duì)車(chē)載能源進(jìn)行小電流充電或者不充電，從而減小線網(wǎng)內(nèi)阻消耗。該方法通過(guò)實(shí)施智能充電策略，能夠合理高效利用線網(wǎng)設(shè)施，使線網(wǎng)內(nèi)阻損耗降低50 %以上。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明雙源無(wú)軌電車(chē)車(chē)載能源充電控制方法的原理圖；
[0011]圖2為充電電流隨距離的變化趨勢(shì)的示意圖；
[0012]圖3為充電電流隨距離變化趨勢(shì)的另一種示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖及具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步介紹。
[0014]實(shí)施例1
[0015]本發(fā)明提供了一種雙源無(wú)軌電車(chē)車(chē)載能源充電控制方法，該方法的控制原理如下:無(wú)軌電車(chē)的供電線網(wǎng)分為若干個(gè)運(yùn)行區(qū)間，每個(gè)運(yùn)行區(qū)間由不能供電的絕緣段和與之相鄰的能夠供電的供電段構(gòu)成，所述供電段的饋電點(diǎn)通過(guò)導(dǎo)線連接電網(wǎng)，電車(chē)在每個(gè)區(qū)間的運(yùn)行過(guò)程中，在靠近饋電點(diǎn)的設(shè)定距離內(nèi)，線網(wǎng)對(duì)車(chē)載能源充電電流的大小與對(duì)應(yīng)運(yùn)行區(qū)間內(nèi)電車(chē)與饋電點(diǎn)的距離有關(guān):電車(chē)與饋電點(diǎn)的距離越大，所述充電電流越小。
[0016]實(shí)施例2
[0017]如圖1所示為本發(fā)明雙源無(wú)軌電車(chē)車(chē)載能源充電控制方法實(shí)施例的原理圖，由圖可知，絕緣段i和與之相鄰的長(zhǎng)度為S1的供電段構(gòu)成了第i個(gè)運(yùn)行區(qū)間，絕緣段i+Ι和與之相鄰的長(zhǎng)度為S2的供電段構(gòu)成了第i+Ι個(gè)運(yùn)行區(qū)間，絕緣段i+2和與之相鄰的后一供電段構(gòu)成了第i+2個(gè)運(yùn)行區(qū)間，絕緣段i+3和與之相鄰的后一供電段構(gòu)成了第i+3個(gè)運(yùn)行區(qū)間，……依次類(lèi)推，其中，本實(shí)施例中每個(gè)運(yùn)行區(qū)間的饋電點(diǎn)位于對(duì)應(yīng)供電段的起始位置處(也可以設(shè)在其他位置)。另外，在實(shí)際的線路運(yùn)營(yíng)中，絕緣段之間的長(zhǎng)度3?是提前固定的，即Sp S2等是常量。
[0018]如圖2所示，在每個(gè)運(yùn)行區(qū)間，車(chē)載電源的充電電流值隨著電車(chē)與該運(yùn)行區(qū)間的饋電點(diǎn)距離的增大而以線性變化的趨勢(shì)逐漸減小，其中，饋電點(diǎn)處的充電電流值I為最大值Ιο，隨著集電器與該運(yùn)行區(qū)間的饋電點(diǎn)距離S的增大，充電電流值I不斷減小，當(dāng)S達(dá)到設(shè)定距離Stl時(shí)，充電電流最小，甚至于可以直接減小到O。根據(jù)兩個(gè)絕緣段間的距離Sft以及計(jì)算出的S，設(shè)立電流系數(shù)k (O彡k彡I)控制充電電流，即k = f (S，S供)，根據(jù)S的不斷變化調(diào)整充電電流，由整車(chē)控制器向集電控制器發(fā)出充電電流的控制信號(hào)。
[0019]由于每個(gè)運(yùn)行區(qū)間供電段S?的長(zhǎng)度有可能不完全相同，那么每個(gè)運(yùn)行區(qū)間對(duì)應(yīng)的設(shè)定距離Stl可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)然，這里的設(shè)定距離Stl也可以采用線性方式進(jìn)行設(shè)定，即Stl滿足S 0/Sft = A的條件，其中，A為O < A < I的定值，由此根據(jù)每個(gè)運(yùn)行區(qū)間Sft的實(shí)際值得到隨意的設(shè)定值
[0020]實(shí)施例3
[0021]如圖3所示，本實(shí)施例與實(shí)施例2的區(qū)別之處在于車(chē)載電源的充電電流值隨集電器與對(duì)應(yīng)運(yùn)行區(qū)間饋電點(diǎn)距離增大而減小的趨勢(shì)不同，實(shí)施例1是線性變化，而本實(shí)施例是以階梯狀的變化趨勢(shì)逐漸減小。圖3所示為三層階梯結(jié)構(gòu)變化曲線圖，即當(dāng)集電器與該運(yùn)行區(qū)間的饋電點(diǎn)實(shí)際距離O < S < &時(shí)，車(chē)載電源以恒定電流值I a進(jìn)行充電，當(dāng)S a< S< Sb時(shí)，車(chē)載電源以恒定電流值I b進(jìn)行充電，當(dāng)Sb< S < S。時(shí)，車(chē)載電源以恒定電流值I。進(jìn)行充電。當(dāng)然，這里的階梯結(jié)構(gòu)的層數(shù)不是固定不變的，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，層數(shù)可以更多，也可以是兩層；另外，各運(yùn)行區(qū)間的層數(shù)可以是一樣的，也可以是不同的，在這里就不一一舉例說(shuō)明了。
[0022]進(jìn)一步的，由于本發(fā)明控制方法的前提在于需要確定車(chē)輛在運(yùn)行過(guò)程中實(shí)際所處的運(yùn)行區(qū)間及在對(duì)應(yīng)運(yùn)行區(qū)間所處的實(shí)際位置，由于具體的實(shí)時(shí)方式多種多樣，在這里具體提供兩種進(jìn)行說(shuō)明。
[0023]實(shí)施例4
[0024]第一種方式:電車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)電車(chē)集電器通過(guò)對(duì)應(yīng)運(yùn)行區(qū)間絕緣段時(shí)，由集電控制器采集絕緣信號(hào)，向整車(chē)控制器發(fā)出絕緣報(bào)警。整車(chē)控制器收到絕緣段信號(hào)后，自動(dòng)計(jì)數(shù)，從而判斷車(chē)輛當(dāng)前所在的運(yùn)行區(qū)間。同時(shí)車(chē)輛根據(jù)在運(yùn)行過(guò)程中實(shí)時(shí)采集的車(chē)速信息，由公式f Vdt = S計(jì)算出車(chē)輛通過(guò)對(duì)應(yīng)運(yùn)行區(qū)間絕緣段后行駛的距離，該距離即為電車(chē)與該運(yùn)行區(qū)間的饋電點(diǎn)距離。
[0025]實(shí)施例5
[0026]第二種方式:在電車(chē)沿行駛方向運(yùn)行過(guò)程中，可以通過(guò)車(chē)輛配置的GPS模塊實(shí)時(shí)確定車(chē)輛的實(shí)際位置，即以GPS定位的方式確定電車(chē)當(dāng)前所在的運(yùn)行區(qū)間和電車(chē)與該運(yùn)行區(qū)間饋電點(diǎn)的實(shí)時(shí)距離。
[0027]實(shí)施例6
[0028]第三種方式:電車(chē)在行駛過(guò)程中實(shí)時(shí)采集車(chē)速，計(jì)算車(chē)輛從開(kāi)始運(yùn)行至當(dāng)前時(shí)刻實(shí)際的運(yùn)行距離，再減去已通過(guò)的運(yùn)行區(qū)間的距離，即可得到電車(chē)當(dāng)前所處運(yùn)行區(qū)間及所處實(shí)時(shí)位置。
[0029]當(dāng)然，獲知當(dāng)前運(yùn)行區(qū)間及實(shí)際位置的方式不止以上幾種，這里不一一列舉。
[0030]需要說(shuō)明的是:本發(fā)明所列舉的充電電流隨電車(chē)與饋電點(diǎn)之間距離以線性或者階梯狀變化的情況，是在不考慮車(chē)載能源充電方式的前提下距離的，在實(shí)際運(yùn)行及充電過(guò)程中，可以將車(chē)載能源的實(shí)際充電方式考慮進(jìn)去，即在SOC值較低時(shí)，仍以較大電流充電，但是其充電電流值仍以本發(fā)明所提到的隨距離增大而減小的趨勢(shì)變化，當(dāng)然減小趨勢(shì)不局限于上述方式，也可以采用以二次函數(shù)下降趨勢(shì)的變化方式，這些都需要考慮實(shí)際情況，類(lèi)似變化都在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0031]以上實(shí)施例僅用于幫助理解本發(fā)明的核心思想，不能以此限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，凡是依據(jù)本發(fā)明的思想，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上所做的任何改動(dòng)，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙源無(wú)軌電車(chē)車(chē)載能源充電控制方法，無(wú)軌電車(chē)的供電線網(wǎng)分為若干個(gè)運(yùn)行區(qū)間，每個(gè)運(yùn)行區(qū)間由不能供電的絕緣段和與之相鄰的能夠供電的供電段構(gòu)成，所述供電段的饋電點(diǎn)通過(guò)導(dǎo)線連接電網(wǎng)，其特征在于:電車(chē)在每個(gè)區(qū)間的運(yùn)行過(guò)程中，在靠近饋電點(diǎn)的設(shè)定距離內(nèi)，線網(wǎng)對(duì)車(chē)載能源充電電流的大小與對(duì)應(yīng)運(yùn)行區(qū)間內(nèi)電車(chē)與饋電點(diǎn)的距離有關(guān):電車(chē)與饋電點(diǎn)的距離越大，所述充電電流越小。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙源無(wú)軌電車(chē)車(chē)載能源充電控制方法，其特征在于:電車(chē)在每個(gè)區(qū)間的運(yùn)行過(guò)程中，所述充電電流值隨著電車(chē)與饋電點(diǎn)距離的增大而以線性變化的趨勢(shì)逐漸減小。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙源無(wú)軌電車(chē)車(chē)載能源充電控制方法，其特征在于:電車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)其通過(guò)每個(gè)運(yùn)行區(qū)間的絕緣段時(shí)，車(chē)輛采集絕緣信號(hào)并判斷車(chē)輛當(dāng)前所在的運(yùn)行區(qū)間。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙源無(wú)軌電車(chē)車(chē)載能源充電控制方法，其特征在于:電車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中，實(shí)時(shí)采集車(chē)速信息，計(jì)算出電車(chē)通過(guò)對(duì)應(yīng)運(yùn)行區(qū)間絕緣段后行駛的距離，該距離即為電車(chē)與饋電點(diǎn)的距離。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙源無(wú)軌電車(chē)車(chē)載能源充電控制方法，其特征在于:電車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)GPS定位的方式確定電車(chē)當(dāng)前所在的運(yùn)行區(qū)間和電車(chē)與饋電點(diǎn)的距離。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種雙源無(wú)軌電車(chē)車(chē)載能源充電控制方法，無(wú)軌電車(chē)的供電線網(wǎng)分為若干個(gè)運(yùn)行區(qū)間，每個(gè)運(yùn)行區(qū)間由絕緣段和與之相鄰的供電段構(gòu)成，供電段的饋電點(diǎn)通過(guò)導(dǎo)線連接電網(wǎng)，電車(chē)在每個(gè)區(qū)間的運(yùn)行過(guò)程中，在靠近饋電點(diǎn)的設(shè)定距離內(nèi)，線網(wǎng)對(duì)車(chē)載能源充電電流的大小與對(duì)應(yīng)運(yùn)行區(qū)間內(nèi)電車(chē)與饋電點(diǎn)的距離有關(guān)：電車(chē)與饋電點(diǎn)的距離越大，所述充電電流越小。本發(fā)明的控制方法通過(guò)合理利用網(wǎng)線設(shè)施，控制車(chē)載電源的充電電流值隨電車(chē)與饋電點(diǎn)距離的增大而減小，即集電器離饋電點(diǎn)近時(shí)，對(duì)車(chē)載能源進(jìn)行大電流充電；當(dāng)集電器遠(yuǎn)離饋電點(diǎn)時(shí)，對(duì)車(chē)載能源進(jìn)行小電流充電或者不充電。該方法能夠合理高效利用線網(wǎng)設(shè)施，使線網(wǎng)內(nèi)阻損耗降低50％以上。
【IPC分類(lèi)】H02J7/04, H02J7/00, H01M10/44
【公開(kāi)號(hào)】CN104882920
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510222628
【發(fā)明人】李高鵬, 朱光海, 高建平, 曾升, 位躍輝, 秦學(xué)
【申請(qǐng)人】鄭州宇通客車(chē)股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年5月4日