[發明專利]一種用于超級電容儲能式有軌電車的充電裝置及充電方法

有效

• 申請號: 201911043251.7
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110979029B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 戎琳;封阿明;林嬋娟;田煒;孫祖勇;徐峻峰;王琴
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司;南瑞集團有限公司
• 主分類號: B60L50/40
• 分類號: B60L50/40;B60L53/62;B60L53/14
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種用于超級電容儲能式有軌電車的充電方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：

待充電車輛與充電裝置連接完成后開始對待充電車輛充電；

采用第一級充電模式對待充電車輛進行充電；

檢測到超級電容的電壓達到預設的閾值時轉換為第二級充電模式對待充電車輛充電；

采用穩壓模式保證電路在第一級充電模式和第二級充電模式下的輸入電壓穩定；

達到充電標準，充電完成，停止充電；

所述第一級充電模式為恒流限壓模式，所述恒流限壓模式的充電控制方法包括如下步驟：

采樣充電裝置輸出端的充電電流，經過比例系數換算輸入直流電流PI控制器；

直流電流PI控制器將采樣值與設定值作比較，經過積分放大后輸出調制波與三角載波作比較，在調制波與三角載波的交點時刻控制IGBT的通斷，得到電流PWM控制信號。

2.根據權利要求1所述的一種用于超級電容儲能式有軌電車的充電方法，其特征在于：待充電車輛與充電裝置連接完成的判斷方法包括如下步驟：

待充電車輛進站，充電裝置的充電軌與待充電車輛的受電弓接觸；

檢測充電軌與受電弓處的電壓；

當電壓大于設定閾值時，則認為接觸有效可以充電。

3.根據權利要求1所述的一種用于超級電容儲能式有軌電車的充電方法，其特征在于：所述第二級充電模式為恒壓限流模式，所述恒流限壓模式的充電控制方法包括如下步驟：

采樣超級電容電壓，經過比例系數換算送進充電電壓PI控制器；

充電電壓PI控制器將采樣值與設定值作比較，經過積分放大后輸出調制波與三角載波作比較，在調制波與三角載波的交點時刻控制IGBT的通斷，得到電壓PWM控制信號。

4.根據權利要求1所述的一種用于超級電容儲能式有軌電車的充電方法，其特征在于：達到充電標準判斷方法為：

當處于第二級充電模式時，充電電流下降至閾值；

或超級電容電壓達到閾值，并保證第二級充電模式穩定后，則判斷充電完成。

5.根據權利要求1所述的一種用于超級電容儲能式有軌電車的充電方法，其特征在于：所述穩壓模式為電壓外環、電流內環的雙閉環控制模式，所述電壓外環、電流內環的雙閉環控制模式的充電控制方法包括如下步驟：

所述電壓外環，電壓PI調節器根據采集的直流母線電壓實際值和給定的電壓固定值進行調節，輸出電流指令；

所述電流內環，根據電壓外環給出的電流指令對Boost變換器的輸入電流進行控制。

6.一種用于超級電容儲能式有軌電車的充電裝置，其特征在于，采用權利要求1～5任一項所述的一種用于超級電容儲能式有軌電車的充電方法，充電裝置包括依次連接的輸入回路、前級DC/DC升壓變換器、后級DC/DC降壓變換器和輸出回路；

所述輸入回路包括依次連接的輸入防雷、輸入隔離開關、輸入接觸器和輸入快熔，所述輸入接觸器的兩端并聯有預充電回路，所述輸入接觸器和輸入快熔之間連接有輸入穩壓電容和電阻；

所述前級DC/DC升壓變換器的輸入端與所述輸入回路的輸出端相連接，其輸出端與所述后級DC/DC降壓變換器的輸入端相連；

所述后級DC/DC降壓變換器的輸出端與所述輸出回路相連接；

所述輸出回路包括依次相連的輸出快熔、鉗位二極管、輸出接觸器、輸出隔離開關和輸出防雷，所述輸出快熔和鉗位二極管之間連接有輸出穩壓電容和電阻。

7.根據權利要求6所述的一種用于超級電容儲能式有軌電車的充電裝置，其特征在于：所述前級DC/DC升壓變換器與所述后級DC/DC降壓變換器級聯的正、負直流母線上并聯有撬棒電路，所述撬棒電路由IGBT模組和電阻串聯組成。

8.根據權利要求6所述的一種用于超級電容儲能式有軌電車的充電裝置，其特征在于：所述前級DC/DC升壓變換器與所述后級DC/DC降壓變換器相連的正、負直流母線上并聯有放電支路，所述放電支路由若干個相同電阻進行相互并聯后再與接觸器串聯組成。