[發明專利]一種有軌電車冗余超級電容控制方法及控制系統

有效

• 申請號: 202010557973.0
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111660832B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 李紅挪;楊陽;于爽;孟秋艷;張國紅;王通
• 申請（專利權）人: 中車青島四方車輛研究所有限公司
• 主分類號: B60L50/40
• 分類號: B60L50/40;B60L3/00;B60L7/10
• 代理公司: 青島清泰聯信知識產權代理有限公司 37256
• 代理人: 張媛媛

本發明提供的有軌電車冗余超級電容控制方法，包括多組超級電容模塊，每組超級電容模塊包括多個電量相等的超級電容，多個超級電容并聯連接，控制方法包括如下步驟：設定多個所述超級電容投入和切除的條件；判斷有軌電車的運行工況，有軌電車的運行工況包括：進站充電、行車供電以及制動能量回收；根據所述投入和切除的條件和有軌電車的運行工況，完成超級電容的進站充電、行車供電以及制動能量回收。該發明將超級電容冗余設置，根據有軌電車的運行工況和超級電容的運行狀態，在超級電容故障時，實現冗余超級電容的投入和切除以及超級電容之間的協同控制，提高了有軌電車運行的可靠性和安全性，為有軌電車的平穩運行提供了保障。

技術領域

本發明涉及超級電容儲能系統技術領域，特別涉及一種有軌電車冗余超級電容控制方法及控制系統。

背景技術

目前無架空接觸網的有軌電車通常采用超級電容儲能供電，超級電容功率密度大，充放電速度快，效率高，使用溫度廣，壽命長，環保無污染，其較強的適用性，在多個領域都得到了應用，是新型儲能裝置的重要研究方向，對有軌電車車載儲能發展有巨大的推動作用。

無架空接觸網有軌電車超級電容儲能系統目前的拓撲結構是超級電容儲能系統直接與整車直流母線相連的拓撲結構，有軌電車上不再配置雙向DC/DC變流器，為有軌電車負載供電，可以減輕車重，有效節約成本。

但就現有技術來說，當超級電容儲能系統發生故障時，無架空接觸網有軌電車失去動力電源，超級電容儲能系統的可用性較低，有軌電車運行的可靠性和安全性低。

發明內容

為解決現有技術中有軌電車運行的可靠性和安全性低的技術問題，本發明提供了一種有軌電車冗余超級電容控制方法，將超級電容冗余設置，根據有軌電車的運行工況和超級電容的運行狀態，在超級電容故障時，實現冗余超級電容的投入和切除以及超級電容之間的協同控制，提高了有軌電車運行的可靠性和安全性，為有軌電車的平穩運行提供了保障。

本發明提供了一種有軌電車冗余超級電容控制方法，所述有軌電車包括多組超級電容模塊，每組所述超級電容模塊包括多個電量相等的超級電容，多組所述超級電容模塊中的多個所述超級電容并聯連接，所述有軌電車冗余超級電容控制方法包括如下步驟：

設定多組所述超級電容模塊中的多個所述超級電容投入和切除的條件；

判斷所述有軌電車的運行工況，所述有軌電車的運行工況包括：進站充電、行車供電以及制動能量回收；

當所述有軌電車處于進站充電時，設定所述超級電容充電條件和充電完成條件，根據所述投入和切除的條件，完成所述超級電容的進站充電；

當所述有軌電車處于行車供電時，設定所述超級電容供電完成條件，根據所述投入和切除的條件，完成所述超級電容的行車供電；

當所述有軌電車處于制動能量回收時，設定所述超級電容制動能量回收完成條件，根據所述投入和切除的條件，完成所述超級電容的制動能量回收。

進一步地，所述投入和切除的條件，具體包括：

判斷多組所述超級電容模塊的運行狀態，所述運行狀態包括正常狀態和故障狀態；

當多組所述超級電容模塊均處于正常狀態時，檢測多組所述超級電容模塊中的所述超級電容的電壓值，投入第一組所述超級電容模塊中電壓值最高的所述超級電容，并計算第一組所述超級電容模塊中除去電壓值最高的所述超級電容后剩余的所述超級電容的電壓值與直流母線電壓值的差值，待差值小于第一閾值，投入第一組所述超級電容模塊中除去電壓值最高的所述超級電容后剩余的所述超級電容，第一組所述超級電容模塊包括電量最高的所述超級電容；

當多組所述超級電容模塊均處于故障狀態時，多組所述超級電容模塊停止運行；