[發明專利]一種混合動力機車的多支路動力電池系統控制方法

有效

• 申請號: 202011039706.0
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112140890B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 彭長福;劉順國;孟玉發;高曉芳
• 申請（專利權）人: 中車資陽機車有限公司
• 主分類號: B60L3/00
• 分類號: B60L3/00;B60L50/61;B60L58/12;B60L58/14;B60L58/15;B60L7/10
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 賈年龍

1.一種混合動力機車的多支路動力電池系統控制方法，其特征在于，所述控制方法基于多支路動力電池系統，所述動力電池系統包括多條并聯蓄電池支路BAT1～BATn、蓄電池管理系統、與蓄電池支路并聯的牽引變流器以及為蓄電池充電的柴油發電機組，每條蓄電池支路上設有一個IGBT元件；柴油發電機組通過整流電路與蓄電池支路并聯；根據蓄電池管理系統提供的每條支路最大允許充電電流和柴油發電機組的充電電流計算出該支路蓄電池的目標充電電流，通過牽引變流器控制每條支路上的IGBT元件開通時間從而控制每條蓄電池支路的充電電流。

2.根據權利要求1所述的混合動力機車的多支路動力電池系統控制方法，其特征在于，充電具體過程為：根據蓄電池管理系統每一支路允許最大充電電流An，對所有支路最大允許充電電流求和,計算出蓄電池總的允許充電電流B1＝∑An；根據柴油發電機組GS經整流電路Z變成直流，直流輸出功率P1，扣除輔助功率P2，得到充電功率P3＝P1-P2，除以主發整流后的中間電壓U1，得到柴油發電機組最大可供充電電流I＝P3/U1；

當B1＞I時，每一路目標充電電流Dn＝(I/B1)*An；

當B1≤I時，每一路目標充電電流Dn＝An；

每條支路的充電電流根據電池管理系統給定目標值獨立控制，牽引變流器按照充電電流目標值Dn控制IGBT開通時間。

3.根據權利要求1或2所述的混合動力機車的多支路動力電池系統控制方法，其特征在于，還包括，動力制動能量回收方法：通過將司控器給定的制動力目標值發送至牽引變流器，牽引變流器對機車輪周制動力進行控制，產生的制動能量優先對蓄電池支路充電和機車輔助系統消耗。

4.根據權利要求3所述的混合動力機車的多支路動力電池系統控制方法，其特征在于，動力制動能量回收方法還包括：在蓄電池充電電流大于電池管理系統允許值時，加大制動電阻消耗功率，直至蓄電池充電電流符合所需要求。

5.根據權利要求1所述的混合動力機車的多支路動力電池系統控制方法，其特征在于，放電時，機車微機通過控制牽引功率，確保每一支路動力蓄電池放電電流在蓄電池管理系統提供的允許值以內；當任一動力蓄電池支路電流超過該路蓄電池管理系統最大允許值時，降低牽引功率，直到每一條動力電池支路的放電電流都在其最大允許值以內。

6.根據權利要求1或2所述的混合動力機車的多支路動力電池系統控制方法，其特征在于，蓄電池充電校準方法：每一條蓄電池支路電流大于0.1C且蓄電池最高單體電壓大于設定的目標值Y時，設置該蓄電池支路電量為C,并停止該支路蓄電池充電。

7.根據權利要求6所述的混合動力機車的多支路動力電池系統控制方法，其特征在于，所述蓄電池為磷酸鐵鋰電池時，目標值Y取值為3.51～3.55V，蓄電池支路電量C取值為90％～95％。

8.根據權利要求6所述的混合動力機車的多支路動力電池系統控制方法，其特征在于，蓄電池放電校準方法：每一條蓄電池支路電流大于0.1C且蓄電池最低單體電壓低于設定目標值N時，設置該蓄電池支路電量為C1,并停止該支路蓄電池放電。

9.根據權利要求8所述的混合動力機車的多支路動力電池系統控制方法，其特征在于，所述蓄電池為磷酸鐵鋰電池時，目標值N為3.15V，蓄電池支路電量C1取值為20～30％。