一种有轨电车的混合供电系统的制作方法

本申请涉及新能源技术领域，尤其涉及一种有轨电车的混合供电系统。

背景技术：

有轨电车是采用电力驱动并在轨道上行驶的轻型轨道交通车辆，是一种环保便捷的公共交通工具。

目前，随着国内有轨电车的发展，各个区域的有轨电车运营范围越来越广，线路站点间的距离也在不断增加，这就意味着电车供电系统在原有的空间下必须满足大能量、高功率、充电速度快等特性要求。

具体来说，目前国内有轨电车的供电系统采用双电层超级电容器作为主驱动源，蓄电池作为辅助驱动源。双电层超级电容器的能量密度较低，需要较大数量的单体进行串并联，这可能导致无法满足整车体积要求。此外，作为辅助驱动源的蓄电池虽然储能能力强，但是功率密度低，在整车制动时无法充分吸收回收的能量，长期大功率的工况下对蓄电池的寿命有较大影响；另外，蓄电池提供的电源还存在纹波电压大，抗干扰能力差等缺点。

技术实现要素：

本申请所要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提出一种有轨电车的混合供电系统，以更好的满足有轨电车对电车供电系统的体积、功率、能量密度的要求。

所述混合供电系统由混合型超级电容器和双电层超级电容器构成；

其中，所述混合型超级电容器用于在有轨电车运行时作为主驱动源进行供电；所述双电层超级电容器用于在有轨电车的启动阶段作为辅助驱动源进行供电，制动时回收能量。

可选地，所述混合型超级电容器通过双向dc/dc转换器连接到直流母线，并通过所述直流母线进行充电。

可选地，所述双电层超级电容器直接连接到直流母线，并通过直流母线进行充电。

可选地，所述混合型超级电容器和所述双电层超级电容器通过直流母线对所述有轨电车进行供电。

可选地，所述有轨电车在制动阶段通过抬高直流母线电压进行回馈能量的吸收。

可选地，所述混合型超级电容器由多个混合型超级电容器模组连接而成；双电层超级电容器由多个双电层超级电容器模组连接而成。

本申请提出了一种有轨电车的混合供电系统，所述混合供电系统由混合型超级电容器和双电层超级电容器构成；其中，所述混合型超级电容器用于在有轨电车运行时作为主驱动源进行供电；所述双电层超级电容器用于在有轨电车的启动、制动阶段作为辅助驱动源进行供电。相比于双电层超级电容器，混合型超级电容器具有更高的能量密度，能够在占用体积相对较小的情况下，提供足够的能量，使得电车具有足够的续航里程。相比于蓄电池，双电层超级电容器具有较高的功率密度，能够在电车的启动阶段能够提供较高的功率，制动时回收能量，充分满足电车在启动和制动时的需求。此外，双电层超级电容器还能够充分地吸收电车在制动阶段回收的能量，且不需要连接双向dc/dc转换器，克服了蓄电池因功率有限及无法回收能量导致的发热问题，降低了整车的功耗，提高了整车的能量回收效率。

附图说明

图1是根据一示例性实施例示出的有轨电车的混合供电系统的结构框图。

具体实施方式

以下是本申请的具体实施例并结合附图，对本申请的技术方案作进一步的描述，但本申请并不限于这些实施例。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本申请的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本申请的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。

本申请实施例示出了一种有轨电车的混合供电系统，该有轨电车的混合供电系统可以满足有轨电车对电车供电系统在体积、功率、能量密度上的要求。

具体来说，目前有轨电车使用双电层超级电容器作为主驱动源，蓄电池作为辅助驱动源。本实施例示出的混合供电系统由混合型超级电容器和双电层超级电容器构成；其中，该混合型超级电容器用于在有轨电车运行时作为主驱动源进行供电；该双电层超级电容器在有轨电车的启动阶段作为辅助驱动源进行供电。相比于双电层超级电容器，混合型超级电容器具有更高的能量密度，能够以较小的体积提供足够的能量，实现更长的续航里程。相比于蓄电池，双电层超级电容器具有较高的功率密度，在电车的启动阶段提供较高的功率，充分满足电车对供电功率的需求。

此外，需要说明的是，双电层超级电容器主要通过纯静电电荷在电极表面进行吸附来产生存储能量。混合型超级电容器为一种混合型电容器，而混合型电容器是利用两种不同的电极材料做正负极制作的电容器，例如，其中一极为碳材料，另一极为磷酸铁锂材料。

下面结合附图对本申请实施例示出的有轨电车的混合供电系统作进一步地说明。

如图1所示，所述混合供电系统由混合型超级电容器11和双电层超级电容器12构成；其中，所述混合型超级电容器11用于在有轨电车运行时作为主驱动源进行供电；所述双电层超级电容器12用于在有轨电车的启动阶段作为辅助驱动源进行供电，制动时回收能量。

具体地，混合型超级电容器11为主驱动源，在有轨电车正常运行时进行供电；双电层超级电容器12为辅助驱动源，在有轨电车的启动阶段提供较高的功率；在制动阶段，主驱动源和辅助驱动源从直流母线回收能量。其中，直流母线为有轨电车与本混合供电系统之间的连接线。

进一步地，在本申请实施例示出的混合供电系统中，混合型超级电容器11具有较高的能量密度，能够以较小的体积提供足够的能量，可实现更长的续航里程。双电层超级电容器12具有较高的功率密度，在电车的启动阶段提供较高的功率，充分满足了电车对供电功率的需求。

此外，双电层超级电容器12还能够充分地吸收电车在制动阶段回收的能量，克服了蓄电池因功率有限及无法回收能量导致的发热问题，增加了回收能量的吸收率，降低了制动时的功耗以及整车的功耗。

在本申请的实施例中，所述混合型超级电容器11通过双向dc/dc转换器13连接到直流母线，并通过所述直流母线进行充电。此处的双向dc/dc转换器13可用于调整电压值，能够实现直流电能的双向流动。

在本申请的实施例中，所述双电层超级电容器12直接连接到直流母线，并通过直流母线进行充电。由于双电层超级电容器12不需要连接双向dc/dc转换器13，辅助驱动源的反应速度比主驱动源快，可以提供瞬间的大功率，增加了有轨电车在运行时的加速能力。

在本申请实的施例中，所述混合型超级电容器11和所述双电层超级电容器12通过直流母线对所述有轨电车进行供电。

进一步地，所述混合型超级电容器11和所述双电层超级电容器12的充放电均可通过直流母线完成。

在本申请的实施例中，所述有轨电车在制动阶段通过抬高直流母线电压进行回馈能量的吸收。

有轨电车可在制动阶段利用动能发电，将动能转化为电能。在有轨电车制动时，直流母线电压会升高，混合型超级电容器11和双电层超级电容器12从直流母线回收能量。

在本申请的实施例中，所述混合型超级电容器11由多个混合型超级电容器11模组连接而成；双电层超级电容器12由多个双电层超级电容器12模组连接而成。

此外，混合型超级电容器11的内部电气系统由预充电回路、电源、熔断器、电压传感器、电流传感器、主控系统构成。双电层超级电容器12的内部电气系统由电源、接触器、熔断器、电压传感器、电流传感器、主控系统构成。混合型超级电容器11和双电层超级电容器12的内部电气系统均可根据实际情况做出相应的调整，这里不做过多的赘述。

文中所描述的具体实施例仅仅是对本申请精神作举例说明。本申请所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本申请的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。