[實用新型]一種混合動力有軌電車再生制動能量回收系統

有效

• 申請號: 201821102757.1
• 申請日: 2018-07-12
• 公開（公告）號: CN208544121U
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 李奇;尚偉林;陳維榮;燕雨;邱宜賓;黃文強;蘇波
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: B60L7/22
• 分類號: B60L7/22;B60L7/24
• 代理公司: 成都帝鵬知識產權代理事務所(普通合伙) 51265
• 代理人: 黎照西

本實用新型公開了一種混合動力有軌電車再生制動能量回收系統，包括燃料電池、燃料電池供電回路、鋰電池、鋰電池供電回路、超級電容、超級電容供電回路、牽引逆變器、牽引電機、機械制動裝置、制動電阻裝置、能量管理控制器、牽引控制器和輔助控制器；本實用新型保證系統制動性能前提下，實現回饋制動、能耗制動和機械制動聯合的制動，盡可能地回收制動能量，提高燃料利用率，實現燃料經濟性的目的，延長儲能裝置使用壽命，降低成本。

技術領域

本實用新型屬于燃料電池混合動力技術領域，尤其涉及一種混合動力有軌電車再生制動能量回收系統。

背景技術

隨著社會經濟的快速發展，城市人口密集度和流動人口日益增加，現有的城市交通已不堪重負，交通不便利成為制約社會經濟發展的一大因素，同時造成大中城市居民行車難坐車難的現象。私家車輛的增長，使交通更加擁堵，同時造成了大氣污染和噪聲污染。在交通領域城市軌道交通工具載客量大、速度快、效率高、舒適性、直接污染排放小等優點，加之混合動力有軌電車采用燃料電池/蓄電池/超級電容驅動，清潔無污染，因此成為城市優先選擇的交通工具。有軌電車不僅在發達國家的大都市得到廣泛的應用，而且在新興的發展中國家如中國、印度和巴西的大都市得到快速的應用，并凸顯出城市軌道交通獨具魅力的優勢。截至2017年2月，中國共有大連、天津、上海、沈陽、長春、蘇州、南京、廣州、淮安、青島10座城市開通運營了15條有軌電車線路，并且有40余座城市正在規劃和設計有軌電車交通系統，線路規劃長度近6000km。隨著城市軌道交通網絡的快速發展及有軌電車相關技術的日趨成熟，城市交通運輸系統中的車輛本體制造技術、車輛和車站的自動化控制技術、城市軌道交通車輛調度和運行管理系統的技術水平都得到了大幅度提升。人們在關注城市軌道交通車輛舒適性和自動化程度的同時，也逐漸意識到燃料電池混合動力有軌電車的環境效益和節能問題的重要性。

對于目前靠牽引網供電的有軌電車只有少部分具備制動能量回收能力，而且也只能在同一線路中有其他有軌電車需要從線路中吸取能量時才能進行制動能量回收，這種不僅回收方式單一，而且容易引起母線電壓升高，造成母線電壓的不穩定。對于使用清潔能源(如氫能)的有軌電車制動時由于制動功率較大，大的制動電流將對儲能裝置造成損壞。

實用新型內容

為了克服現有技術方法的不足，本實用新型的目的在于提出一種混合動力有軌電車再生制動能量回收系統，保證系統制動性能前提下，實現逆變器回饋制動、電阻能耗制動和機械制動聯合的制動，盡可能地回收制動能量，提高燃料利用率，實現燃料經濟性的目的，延長儲能裝置使用壽命，降低成本。

為實現以上目的，本實用新型采用技術方案是：一種混合動力有軌電車再生制動能量回收系統，包括燃料電池、燃料電池供電回路、鋰電池、鋰電池供電回路、超級電容、超級電容供電回路、牽引逆變器、牽引電機、機械制動裝置、制動電阻裝置、直流母線、能量管理控制器、牽引控制器、輔助控制器和駕駛操縱平臺；

所述燃料電池供電回路的輸入端與燃料電池相連，所述燃料電池供電回路的輸出端與直流母線相連；所述鋰電池供電回路的第一端與鋰電池相連；鋰電池供電回路的第二端與所述燃料電池供電回路的輸出端并聯相連，從而連接至所述直流母線；所述超級電容供電回路的第一端與超級電容相連；超級電容供電回路的第二端與所述燃料電池供電回路及鋰電池供電回路的輸出端并聯相連，從而連接至所述直流母線；所述牽引逆變器的第一端連接至直流母線，所述牽引逆變器的第二端與牽引電機相連；所述機械制動裝置連接至混合動力有軌電車的車輪制動；所述制動電阻裝置，連接至所述直流母線；

所述能量管理控制器，與所述燃料電池供電回路、鋰電池供電回路、超級電容供電回路和駕駛操縱平臺相連；所述牽引控制器與所述牽引逆變器、牽引電機和駕駛操縱平臺相連，控制牽引逆變器和牽引電機；所述輔助控制器，采集牽引電機信號、直流母線信號和駕駛操縱平臺指令，與所述制動電阻和機械制動裝置的控制端相連，控制制動電阻和機械制動裝置的投切。