车载超级电容控制装置的制作方法

本发明涉及城轨交通节能领域，尤其是涉及一种车载超级电容控制装置。

背景技术：

在现有的车载储能系统控制策略中，储能系统仅工作在车辆启动和制动两个工况阶段，当车辆启动时开始释放能量，能量释放完毕后进入待机状态，等待车辆制动时，储能系统开始吸收不能被相邻车辆利用的再生制动能量。因此，该控制策略仅服务于单车节能，没有充分地利用车载储能系统。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种最大化节能的车载超级电容控制装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种车载超级电容控制装置，其特征在于，该装置用于运行以下控制步骤：1)车辆控制单元将检测到的车辆运行状态信息发送给储能系统控制器；2)储能系统控制器根据车辆运行状态信息进行判断，如果接收到车辆牵引状态信号则控制储能系统进入牵引模式，如果接收到车辆惰行状态信号则控制储能系统进入惰行模式，如果接收到车辆制动状态信号则控制储能系统进入制动模式，如果接收到车辆停车状态信号则控制储能系统进入站内停车模式。

所述的牵引模式为储能系统控制器实时接收受电弓处直流网压信号和速度信号，并进行判断：如果网压值U低于电压最小值U_min，表示电网发生了故障，此时储能系统控制器给储能系统发出脱机控制选择信号，使储能系统与车辆电气脱离并关机；如果网压值U高于电压最小值U_min并低于牵引电压门限值U₁，说明网压偏低，此时储能系统控制器给储能系统发出功率控制释放能量信号，保证储能系统释放的能量不超过本身车辆所需的能量，当超级电容的荷电状态值SOC低于最低荷电状态值SOC_min时，储能系统控制器发出待机信号，使储能系统进入待机状态；如果网压值U高于电压上限值U_up，说明有相邻车辆正进行再生制动，再生制动能量不能被其他车辆全部吸收，此时储能系统控制器给储能系统发出电压控制吸收能量信号，储能系统开始从直流电网吸收能量，当超级电容的荷电状态值SOC高于最高荷电状态值SOC_max时，储能系统控制器发出待机信号，使储能系统进入待机状态；如果网压值U高于牵引电压门限值U₁并低于电压上限值U_up，则判断车辆速度信号，当车辆速度值V低于恒功率拐点对应的速度值V₁时，储能系统控制器给储能系统发出待机信号，当车辆速度值V超过恒功率拐点对应的速度值V₁时，储能系统控制器给储能系统发出功率控制释放能量信号，待能量释放完毕，储能系统控制器给储能系统发出待机信号，使储能系统进入待机状态。

与现有技术相比，本发明不仅注重车辆本身的节能，还从轨道交通系统全局节能的角度出发，使车载储能系统工作在车辆全部的工况下，从而提高车载储能系统的利用率，实现轨道交通系统的最大化节能。

附图说明

图1为本发明的控制示意图；

图2为本发明的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，给出了车载储能系统、列车、牵引供电网三者之间的能量交互传递过程，同时给出了储能系统控制策略的组成。实时检测受电弓处网压信号、车辆控制单元(VCU)信号、储能系统SOC信号，经过控制流程图进行判断处理后，选择采取电压控制、功率控制、待机控制、脱机控制使储能系统释放能量、吸收能量、保持待机或电气脱离车辆，从而完成车、网、储能系统之间的能量传递，需要指出的是储能系统和网之间的能量传递是单向的，即能量只能从网流向储能系统。

如图2所示，本发明包括以下步骤：

步骤1)车辆控制单元将检测到的车辆运行状态信息发送给储能系统控制器；

步骤2)储能系统控制器根据车辆运行状态信息进行判断：

如果接收到车辆牵引状态信号则控制储能系统进入牵引模式。牵引模式为储能系统控制器实时接收受电弓处直流网压信号和速度信号，并进行判断：如果网压值U低于电压最小值U_min(U＜U_min)，表示电网发生了故障，此时储能系统控制器给储能系统发出脱机控制选择信号，使储能系统与车辆电气脱离并关机；如果网压值U高于电压最小值U_min并低于牵引电压门限值U₁(U_min＜U＜U₁)，说明网压偏低，此时储能系统控制器给储能系统发出功率控制释放能量信号，保证储能系统释放的能量不超过本身车辆所需的能量，当超级电容的荷电状态值SOC低于最低荷电状态值SOC_min时，储能系统控制器发出待机信号，使储能系统进入待机状态；如果网压值U高于电压上限值U_up(U＞U_up)，说明有相邻车辆正进行再生制动，再生制动能量不能被其他车辆全部吸收，此时储能系统控制器给储能系统发出电压控制吸收能量信号，储能系统开始从直流电网吸收能量，当超级电容的荷电状态值SOC高于最高荷电状态值SOC_max时，储能系统控制器发出待机信号，使储能系统进入待机状态；如果网压值U高于牵引电压门限值U₁并低于电压上限值U_up(U₁＜U＜U_up)，则判断车辆速度信号，当车辆速度值V低于恒功率拐点对应的速度值V₁时，储能系统控制器给储能系统发出待机信号，当车辆速度值V超过恒功率拐点对应的速度值V₁时，储能系统控制器给储能系统发出功率控制释放能量信号，待能量释放完毕，储能系统控制器给储能系统发出待机信号，使储能系统进入待机状态。