[發明專利]一種混合動力系統軌道電動車的能量控制方法

有效

• 申請號: 201310707247.2
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN103723050A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 劉飛;文鋒;阮旭松;張維戈;李少林
• 申請（專利權）人: 惠州市億能電子有限公司
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18;B60L3/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 任海燕;常躍英

技術領域

本發明涉及一種電動車控制技術，特別是一種混合動力系統軌道電動車的能量控制方法。

背景技術

對于混合動力汽車來說，能量控制方法是其關鍵技術之一，合理的控制方法和控制邏輯不但可以優化能量配置，而且能夠在很大程度上改善混合動力汽車的性能。對混合動力汽車進行能量控制的主要目的是確定發動機和電池的工作模式，并合理地在兩者之間分配功率，使發動機工作在最佳效率區。

目前軌道機車的動力源主要是內燃機、電力機車為主，蓄電池組和超級電容器組成的混合能源為動力的機車還處于研究階段，處于研究階段的蓄電池和超級電容器軌道機車能量控制主要是變流器根據車輛工況需要調節功率輸出。軌道車輛啟動和制動過程中過大的脈沖電流對高壓器件造成嚴重沖擊，對有蓄電池組構成的動力系統中的蓄電池組壽命造成嚴重影響，減少蓄電池組的使用壽命。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題是一種減少電池單元循環次數，提高動力系統性能的混合動力系統軌道電動車的能量控制方法

為了解決上述技術問題，本發明采用如下方案實現：

一種混合動力系統軌道電動車的能量控制方法，該電動車包括電池單元、超級電容單元、變流器、電機以及主控器，電池單元包括電池組、逆變器以及其相應的電池管理系統，超級電容單元包括超級電容組、逆變器以及其相應的超級電容管理系統，電池單元和超級電容單元并聯接入一個總的逆變器，逆變器與電機連接，電池單元、超級電容單元以及逆變器通過主控器控制；其控制方法包括以下步驟：

（1）啟動系統，軌道車輛系統初始化；

（2）車輛控制器調取啟動時刻歷史數據中啟動功率的大小，根據該啟動功率大小控制對應功率變流器啟動車輛，并存儲相應功率計速度信息；

（3）車輛啟動后繼續行駛，控制器實時采集???????????????????????????????????????????????時刻車輛的速度、時刻車輛的速度以及t時刻和時刻的輸出功率P_t、P_t-Δt,根據功率與速度及阻力系數的關系P=V，得出時刻和時刻的阻力系數t、_t-Δt，,由此得出時刻和時刻之間阻力系數平均值；

（4）控制器通過車輛上的GPS模塊獲取車輛當前位置，獲取時刻與時刻之間車輛所處位置水平高度變化，根據公式，得出車輛當前所需功率P的大小,其中M為車重，g為重力加速度；

（5）根據步驟（4）中獲得的車輛運行所需功率的，控制器調整電池單元以及超級電容單元的輸出功率。

其中，在（5）步驟中，控制器根據?調整電池單元以及超級電容單元的輸出功率，其中、分別為電池單元和超級電容單元功率分配因子，由控制器根據電池單元及超級電容單元狀態而定，P_b和P_sc分別為電池單元和超級電容單元的輸出功率。

與現有技術相比，本發明通過實時修正電池單元和超級電容器輸出功率分配因子，且充分利用超級電容器的功率密度大，充放電電流大以及循環次數多的特性和電池單元的能量密度大的特點，盡可能通過利用超級電容器來平滑電池單元工作電流曲線，降低對電池單元的沖擊和發熱，以及車輛變換器等相關器件的沖擊；同時通過高效的能量控制，減少電池單元的循環次數，可以有效提升電池單元的使用壽命，提升能量利用效率，降低軌道車輛的運行成本。

附圖說明

圖1?為本發明實施例的原理圖。

具體實施方式

為了讓本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖對本發明作進一步闡述。

如圖1所示，本實施例揭示的混合動力系統軌道電動車的能量控制方法，所涉及電動車包括電池單元1、超級電容單元2、變流器、電機以及主控器，電池單元1包括電池組、逆變器以及其相應的電池管理系統，超級電容單元2包括超級電容組、逆變器以及其相應的超級電容管理系統，電池單元1和超級電容單元2并聯接入一個總的逆變器，逆變器與電機連接，電池單元1、超級電容單元2以及逆變器通過主控器控制；其控制方法包括以下步驟：

（1）啟動系統，軌道車輛系統初始化；

（2）車輛控制器調取啟動時刻歷史數據中啟動功率的大小，根據該啟動功率大小控制對應功率變流器啟動車輛，并存儲相應功率計速度信息；