列车的制动回收系统和方法及列车与流程

本发明涉及轨道交通技术领域，特别涉及一种列车的制动回收系统、一种具有该系统的列车和一种列车的制动回收方法。

背景技术：

随着城市规模的不断扩大，交通日益拥堵，轨道列车，例如轻轨、地铁等已成为目前很多城市的主要交通方式。列车在制动的过程中会产生大量的制动电能，随着绿色环保的理念不断加深，对列车制动电能进行回收并再利用的问题已非常迫切。目前已有相关技术公开，在列车之中设置电池对制动电能进行回收，并为列车供电。然而列车制动时产生的制动电能非常大，如果要通过车载电池进行吸收，则需要在列车上安装大量的电池，不仅严重增加列车的重量，影响列车运行的能耗，并且还会增加不必要的成本。

因此，相关技术需要进行改进。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种列车的制动回收系统，该系统可以实现制动电能的回收和再利用。

本发明的另一个目的在于提出一种列车。本发明的又一个目的在于提出一种列车的制动回收方法。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出的一种列车的制动回收系统，包括：牵引网；列车，所述列车包括：电制动器；充电电容；配电器，所述配电器和所述电制动器相连，所述配电器和所述电制动器之间具有节点；双向DC/DC变换器，所述双向DC/DC变换器的一端与所述充电电容相连，所述双向DC/DC变换器的另一端与所述节点相连；第一控制器，所述第一控制器与所述配电器和所述双向DC/DC变换器相连，所述第一控制器用于在所述列车制动时根据所述牵引网的电压控制双向DC/DC变换器以使所述充电电容对所述列车制动电能进行吸收；储能电站，所述储能电站与所述牵引网相连，所述储能电站包括第二控制器，所述第二控制器用于根据所述牵引网的电压进行充电或放电。

根据本发明实施例提出的列车的制动回收系统，第一控制器在列车制动时控制配电器和双向DC/DC变换器将制动电能反馈至牵引网，先利用充电电容对制动电能进行吸收，当牵引网的电压继续升高时，再利用储能电站进行吸收。此外，储能电站还可以根据牵引网的电压对牵引网进行放电，从而避免牵引网的电压过低，维持牵引网的正常工作。在本发明实施例中，在列车进行制动时先将制动电能反馈至牵引网，此时如果牵引网上的列车比较多，则会将反馈的制动电能均匀到其他列车，因此牵引网的电压不会升高很多。反之如果此时牵引网上的列车较少，或者此时制动的列车较多，则牵引网的电压就会升高，在本发明实施例中，优先使用车载充电电容进行吸收，如果在车载充电电容吸收之后牵引网的电压继续升高，则再使用储能电站进行吸收。本发明实施例通过列车上的充电电容和储能电站对制动电能进行吸收，从而实现了制动电能的回收和再利用，减少了能源浪费，降低牵引网的负载。并且，本发明实施例还可以有效监控牵引网的电压，保护系统的零部件，提高了系统的安全性。

根据本发明的一个实施例，所述第一控制器用于在所述牵引网的电压大于第一预设阈值时，控制所述充电电容吸收所述制动电能以为所述充电电容充电。

根据本发明的一个实施例，所述列车还包括：机械制动器，用于对列车进行机械制动。

根据本发明的一个实施例，所述第一控制器用于在所述牵引网的电压大于第二预设阈值时，控制所述机械制动器启动配合实施电制动器对所述列车进行制动。

根据本发明的一个实施例，所述第二控制器用于在所述牵引网的电压大于第三预设阈值时，控制所述储能电站进行充电。

根据本发明的一个实施例，所述第二控制器用于在所述牵引网的电压小于第四预设阈值时，控制所述储能电站进行放电，其中，所述第四预设阈值小于所述第三预设阈值。

根据本发明的一个实施例，当所述牵引网的电压小于第五预设阈值时，所述第二控制器控制所述储能电站向所述牵引网进行放电，同时，所述第一控制器控制所述双向DC/DC变换器进入放电模式以使所述列车的充电电容向所述牵引网进行放电，其中，所述第五预设阈值小于所述第四预设阈值。

根据本发明的一个实施例，所述储能电站可为多个，所述多个储能电站按照预设距离间隔设置。

根据本发明的一个实施例，可每3-6公里内设置两个所述储能电站，所述储能电站的功率可为0.5-2MW。

为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出的一种列车，包括：电制动器；充电电容；配电器，所述配电器和所述电制动器相连，所述配电器和所述电制动器之间具有节点；双向DC/DC变换器，所述双向DC/DC变换器的一端与所述充电电容相连，所述双向DC/DC变换器的另一端与所述节点相连；第一控制器，所述第一控制器与所述配电器和所述双向DC/DC变换器相连，所述第一控制器用于在所述列车制动时根据所述牵引网的电压控制双向DC/DC变换器以使所述充电电容对所述列车制动电能进行吸收。

根据本发明实施例提出的列车，在进行制动时，第一控制器在列车制动时控制配电器和双向DC/DC变换器将制动电能反馈至牵引网，利用充电电容对制动电能进行吸收。在本发明实施例中，在列车进行制动时先将制动电能反馈至牵引网，此时如果牵引网上的列车比较多，则会将反馈的制动电能均匀到其他列车，因此牵引网的电压不会升高很多。反之如果此时牵引网上的列车较少，或者此时制动的列车较多，则牵引网的电压就会升高，在本发明实施例中，优先使用车载充电电容进行吸收。本发明实施例通过列车上的充电电容对制动电能进行吸收，从而实现了制动电能的回收和再利用，减少了能源浪费，降低牵引网的负载。并且，本发明实施例还可以有效监控牵引网的电压，保护系统的零部件，提高了系统的安全性。

根据本发明的一个实施例，所述第一控制器用于在所述牵引网的电压大于第一预设阈值时，控制所述充电电容吸收所述制动电能以为所述充电电容充电。

根据本发明的一个实施例，所述列车还包括：机械制动器，用于对列车进行机械制动。

根据本发明的一个实施例，所述第一控制器用于在所述牵引网的电压大于第二预设阈值时，控制所述机械制动器启动配合实施电制动器对所述列车进行制动。

根据本发明的一个实施例，所述列车可为跨座式单轨列车。

根据本发明的一个实施例，所述列车包括：转向架，所述转向架适于跨座在轨道梁上；车体，所述车体与所述转向架相连且由所述转向架牵引沿所述轨道梁行驶。

根据本发明的一个实施例，所述转向架包括：转向架构架，所述转向架构架适于跨座在所述轨道梁上且与所述车体相连；走行轮，所述走行轮可枢转地安装在所述转向架构架上且配合在所述轨道梁的上表面上；动力装置，所述动力装置安装在所述转向架构架上且与所述走行轮传动连接；水平轮，所述水平轮可枢转地安装在所述转向架构架上且配合在所述轨道梁的侧表面上。

根据本发明的一个实施例，所述转向架还包括：牵引装置，所述牵引装置安装在所述转向架构架上且与所述车体相连；支撑悬挂装置，所述支撑悬挂装置安装在所述转向架构架上且与所述车体相连。

为达到上述目的，本发明又一方面实施例提出的一种列车的制动回收方法，包括以下步骤：对所述列车进行制动，并根据制动力生成制动电能，并将所述制动电能反馈至牵引网；监测所述牵引网的电压；根据所述牵引网的电压控制充电电容对所述列车的制动电能进行吸收；根据所述牵引网的电压控制储能电站进行充电或放电。

根据本发明实施例提出的列车的制动回收方法，首先对列车进行制动，并根据制动力生成制动电能，并将制动电能反馈至牵引网，然后监测牵引网的电压，并根据牵引网的电压控制充电电容对列车的制动电能进行吸收，如果牵引网的电压继续升高，则再利用储能电站进行吸收。此外，还可以根据牵引网的电压控制储能电站对牵引网进行放电，从而避免牵引网的电压过低，维持牵引网的正常工作。在本发明实施例中，对列车进行制动后先将制动电能反馈至牵引网，此时如果牵引网上的列车比较多，则会将反馈的制动电能均匀到其他列车，因此牵引网的电压不会升高很多。反之如果此时牵引网上的列车较少，或者此时制动的列车较多，则牵引网的电压就会升高，在本发明实施例中，优先使用车载充电电容进行吸收，如果在车载充电电容吸收之后牵引网的电压继续升高，则再使用储能电站进行吸收。本发明实施例通过列车上的充电电容和储能电站对制动电能进行吸收，从而实现了制动电能的回收和再利用，减少了能源浪费，降低牵引网的负载。并且，本发明实施例还可以有效监控牵引网的电压，保护系统的零部件，提高了系统的安全性。

根据本发明的一个实施例，所述列车的制动回收方法还包括：当所述牵引网的电压大于第一预设阈值时，控制所述充电电容吸收所述制动电能以为所述充电电容充电。

根据本发明的一个实施例，所述列车的制动回收方法还包括：当所述牵引网的电压大于第二预设阈值时，对列车进行机械制动配合实施电制动对所述列车进行制动，其中，第二预设阈值大于第一预设阈值。

根据本发明的一个实施例，所述列车的制动回收方法还包括：当所述牵引网的电压大于第三预设阈值时，控制所述储能电站进行充电。

根据本发明的一个实施例，所述列车的制动回收方法还包括：当所述牵引网的电压小于第四预设阈值时，控制所述储能电站进行放电，其中，所述第四预设阈值小于所述第三预设阈值。

根据本发明的一个实施例，当所述牵引网的电压小于第五预设阈值时，控制所述储能电站向所述牵引网进行放电，同时，控制所述充电电容向所述牵引网进行放电，其中，所述第五预设阈值小于所述第四预设阈值。

附图说明

图1为根据本发明实施例的列车的制动回收装置的方框示意图；

图2为根据本发明一个实施例的列车的制动回收装置的电路原理图；

图3为根据本发明一个具体实施例的列车的制动回收装置的电路原理图，其中，牵引网的电压大于第一预设阈值；

图4为根据本发明另一个具体实施例的列车的制动回收装置的电路原理图，其中，牵引网的电压大于第四预设阈值；

图5为根据本发明一个具体实施例的列车的制动回收系统的方框示意图；

图6为根据本发明实施例的列车的方框示意图；

图7为根据本发明一个具体实施例的列车的方框示意图；

图8为根据本发明一个具体实施例的列车的结构示意图；

图9为根据本发明实施例的列车的制动回收方法的流程图；

图10为根据本发明一个具体实施例的列车的制动回收方法的流程图；以及

图11为根据本发明另一个具体实施例的列车的制动回收方法的流程图。

附图标记：

牵引网1、列车2和储能电站3；

电制动器201、充电电容202、配电器203、双向DC/DC变换器204和第一控制器205；

机械制动器206；第二控制器301；

转向架20和车体30；

转向架构架21、走行轮22、动力装置23和水平轮24；

牵引装置25和支撑悬挂装置26。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图来描述本发明实施例提出的列车的制动回收系统和方法及列车。

如图1所示，为根据本发明实施例的列车的制动回收系统的方框示意图。如图1所示，该列车的制动回收系统包括：牵引网1、连接在牵引网1上的多个列车2，以及设置在牵引网1上的多个储能电站3。其中，牵引网1向多个列车2提供直流电，列车2通过取电装置从牵引网之中取电。在本发明的一个实施例中，列车2为跨座式单轨列车。在本发明的实施例中可以通过列车2的充电电容和/或储能电站3对列车2产生的制动电能进行回收。对于列车2而言，不仅可以吸收自身产生的制动电能，也可以吸收其他列车2产生的制动电能。由于列车2在向牵引网1反馈制动电能时，牵引网1的电压会升高，因此列车2和储能电站3可以对牵引网1的电压进行监控。当牵引网1的电压升高时，可通过列车2的充电电容和/或储能电站3进行吸收，从而防止牵引网1的电压超过最大额定电压，而出现故障。具体的吸收过程，将在以下的实施例中进行详细介绍。在本发明的实施例中，储能电站3可以设置在车站之中，将吸收的制动电能为车站进行供电，例如为车站的空调、多媒体、灯光等进行供电。在本发明的实施例中，储能电站3按照预设距离间隔设置，例如每3-6公里内设置两个储能电站3，每个储能电站3的功率为0.5-2MW。当然本领域技术人员可根据列车2的具体运营环境，选择合适的储能电站3的数量及功率。

如图2所示，为根据本发明一个实施例的列车的制动回收系统的方框示意图。为了便于描述，在该实施例中仅示出了一个储能电站。如图2所示，列车2包括：电制动器201、充电电容202、配电器203、双向DC/DC变换器204和第一控制器205。

其中，配电器203与牵引网1和电制动器201相连，配电器203和电制动器201之间具有节点；双向DC/DC变换器204的一端与充电电容202相连，双向DC/DC变换器204的另一端与配电器203和电制动器201之间的节点相连；第一控制器205与配电器203和双向DC/DC变换器204相连，第一控制器205用于在列车2制动时根据牵引网1的电压U控制双向DC/DC变换器204开启,并控制双向DC/DC变换器204进入充电模式,以使充电电容202对列车2制动电能进行吸收。在本发明的实施例中,储能电站3，储能电站3与牵引网1相连，储能电站3包括第二控制器301，第二控制器301用于根据牵引网1的电压U进行充电或放电。在本发明的实施例中，如图2所示，储能电站3可包括多个160KW-80KWh模块，多个160KW-80KWh模块的正极相连，并通过正极柜与牵引网1的正极相连，多个160KW-80KWh模块的负极相连，并通过负极柜与牵引网1的负极相连。

具体来说，在列车2进行制动时，牵引电机从电动机工况转变为发电机工况，电制动器201产生制动电能并将制动电能反馈至牵引网。当牵引网1上的列车数量较少即牵引网1上的负载较小，或者牵引网1上制动的列车较多时，反馈到牵引网1上的制动电能会超过牵引网1上的列车运行所需的电能，从而引起牵引网的电压U的升高。此时，第一控制器205实时监测牵引网1的电压U，当牵引网1的电压U升高时，优先通过第一控制器205控制列车2的双向DC/DC变换器204开启，并控制双向DC/DC变换器204进入充电模式，以使充电电容202吸收制动电能。同时，储能电站3的第二控制器301监测牵引网的电压U，如果在列车2的充电电容202进行吸收之后，牵引网1的电压U继续升高，则第二控制器301控制储能电站3从牵引网1吸收电能进行充电。同样地，当牵引网1上的列车数量较多，即牵引网1上的负载较大时，牵引网1的电压U会降低，此时储能电站3的第二控制器301实时监测牵引网1的电压U，当牵引网1的电压U降低时，优先通过第二控制器301控制储能电站3进行放电以提高牵引网1的电压。如果牵引网1的电压U继续降低，则第一控制器205也可控制充电电容202进行放电以提高牵引网1的电压。

在本发明的实施例中，充电电容205自身充电放电迅速，可以吸收列车2制动瞬间产生的较大的制动电能。

需要说明的是，储能电站3可设置在车站之中，以将回收的制动电能用于为车站的照明、空调、多媒体等进行供电。这样，通过充电电容202和储能电站3可以将制动电能进行回收和再利用，同时可以降低变电站的负荷，节约了能源。

还需要说明的是，充电电容202设置在列车2上，可以快速吸收列车产生的制动电能，由于储能电站3与列车2之间的距离较远，导致储能电站3吸收制动电能滞后。因此，在本发明的实施例中优先选择充电电容202吸收制动电能，以实现制动电能的快速吸收，从而防止未被吸收或者消耗的制动电能引起牵引网的电压U升高，保护了系统的零部件，避免牵引网1上的电器损坏，提高了系统的安全性。

根据本发明的另一个具体实施例，如果牵引网1上只有一列列车2运行即牵引网1上没有其他列车吸收制动电能，且列车2制动产生的制动电能较大，则制动电能主要由储能电站3吸收，例如首先第一控制器205控制充电电容202吸收少部分制动电能，例如30％的制动电能，然后第二控制器301控制储能电站3吸收制动电能的70％，以完成制动电能的回收。

根据本发明的一个实施例，储能电站3可为多个，多个储能电站3按照预设距离间隔设置。在本发明的实施例中，储能电站3可以设置在车站之中，以将吸收的制动电能为车站进行供电，例如为车站的空调、多媒体、灯光等进行供电。

根据本发明的一个实施例，可每3-6公里内设置两个储能电站3，储能电站3的功率可为0.5-2MW。其中，本领域技术人员可根据列车2的具体运营环境，选择合适的储能电站3的数量及功率。

由此，本发明实施例通过控制列车上的充电电容和储能电站吸收制动电能，实现了制动电能的回收和再利用，减少了能源浪费，降低牵引网的负载。并且，本发明实施例还可以有效监控牵引网的电压，保护系统零部件，提高系统安全性。

下面参考图3和4来分析本发明实施例的列车的制动回收系统的具体工作原理。

根据本发明的一个实施例，如图3所示，当列车2开始制动时向牵引网1馈电，其中，第一控制器205用于在牵引网1的电压U大于第一预设阈值U1，例如845V时，控制充电电容202吸收制动电能以为充电电容202充电。此时，电路中的电能按照图3所示箭头指示的方向流动，其中，列车2产生的制动电能反馈至牵引网1，并且列车2的充电电容202吸收制动电能。在本发明的实施例中，列车2的制动电能先反馈至牵引网，会导致牵引网1的电压U升高，实时检测牵引网1的电压U，当牵引网1的电压U大于第一预设阈值U1时，第一控制器205控制双向DC/DC变换器204开启，并控制双向DC/DC变换器204进入充电模式，以使充电电容202吸收制动电能。在本发明的实施例中，当第一控制器205控制双向DC/DC变换器204进入充电模式时，双向DC/DC变换器204将高压侧的直流电变换为与充电电容202的电压匹配的直流电，以对充电电容202进行充电即控制充电电容202吸收制动电能。

根据本发明的一个实施例，在充电电容202吸收制动电能之后，牵引网1的电压U会下降，第一控制器205用于在牵引网1的电压U小于第七预设阈值U7，例如830V时，控制双向DC/DC变换器204关闭，以使充电电容202停止吸收制动电能。此时，列车2产生的制动电能通过配电器203反馈至牵引网1，且列车2的充电电容205和储能电站3均不吸收制动电能。

具体来说，在列车2进行制动时，制动电能反馈至牵引网1，牵引网1的电压U升高，实时检测牵引网的电压U，如果牵引网的电压U大于第一预设阈值U1，例如845V，说明此时反馈到牵引网1上的制动电能过剩，则第一控制器205控制双向DC/DC变换器204工作在充电模式以通过充电电容202吸收制动电能。此时，列车2产生的制动电能通过配电器203反馈给牵引网1，同时通过双向DC/DC变换器204对充电电容202进行充电，即通过充电电容202吸收部分制动电能。之后如果牵引网的电压U小于第七预设阈值U7，例如830V，说明此时反馈到牵引网1上的制动电能与牵引网1上的负载要求基本达到了平衡，则第一控制器205控制双向DC/DC变换器204关闭。此时，充电电容202停止吸收制动电能，列车2产生的制动电能通过配电器203反馈至牵引网1。

本发明实施例优先选择列车2的充电电容202吸收制动电能，以实现制动电能的快速吸收，从而，防止未消耗掉的制动电能引起牵引网的电压U升高，避免牵引网1上的器件损坏。

根据本发明的一个实施例，第二控制器301用于在牵引网1的电压U大于第三预设阈值U3，例如855V时，控制储能电站3进行充电。在本发明的实施例中，当列车2的充电电容202开始吸收制动电能时，此时由于牵引网1上的列车较少，或者此时制动的列车2较多，因此牵引网1的电压还会持续增加。当牵引网1的电压U大于第三预设阈值U3时，第二控制器301控制储能电站3吸收制动电能进行充电，以减轻充电电容202吸收制动电能的压力，从而避免牵引网1的电压U超过最大额定电压。

根据本发明的一个实施例，如图4所示，当牵引网1的电压U小于第四预设阈值U4，例如810V时，第二控制器301控制储能电站3进行放电，其中，第四预设阈值U4小于第三预设阈值U3。在本发明的实施例中，如果牵引网1上的列车较多就会导致牵引网的电压下降，此时为了避免牵引网的电压低于最低额定电压，需要控制储能电站3向牵引网1进行放电。在本发明的一个具体实施例中，牵引网1上存在多个储能电站3，优先选择电量高的储能电站3向牵引网放电，例如电量高的储能电站3放电的功率大，电量低的储能电站3放电的功率略小，从而达到储能电站3之间的电量平衡。

根据本发明的一个实施例，当牵引网1的电压U小于第五预设阈值U5时，第二控制器301控制储能电站3向牵引网1进行放电，同时，第一控制器205控制双向DC/DC变换器204开启，并控制双向DC/DC变换器204进入放电模式，以使列车2的充电电容202向牵引网1进行放电，其中，第五预设阈值U5小于第四预设阈值U4。在本实施例中，如果牵引网1的电压U太小，则控制储能电站3和列车2的充电电容均进行放电，从而将牵引网1的电压快速提高。

根据本发明的一个实施例，在储能电站3向牵引网1放电之后，牵引网1的电压U升高，当牵引网的电压U大于第六预设阈值U6时，第二控制器301控制储能电站3停止放电，其中，第六预设阈值U6大于第四预设阈值U4。

根据本发明的一个实施例，如图5所示，列车2还包括：机械制动器206，用于对列车2进行机械制动。

根据本发明的一个实施例，当牵引网1的电压U大于第二预设阈值U2时，第一控制器205控制机械制动器206启动配合实施电制动器201对列车2进行制动，其中，第二预设阈值U2大于第一预设阈值U1。在本发明的实施例中，如果牵引网1上的列车较少，或者此时制动的列车较多，则在充电电容205和储能电站3吸收制动电能之后，牵引网1的电压U会继续增加，当牵引网1的电压大于第二预设阈值U2时，第一控制器205控制机械制动器206启动，以对列车2进行辅助制动。

具体来说，在充电电容205和储能电站3吸收制动电能之后，牵引网1的电压U会继续增加，第一控制器205实时监测牵引网的电压U，如果牵引网的电压U大于第二预设阈值U2，则第一控制器205控制机械制动器206启动，这样，在对列车2进行电制动的同时通过机械制动对列车2进行辅助制动，以降低列车2产生的制动电能，从而避免牵引网的电压U超过最大额定电压，并且可以实现精准快速停车。

需要说明的是，当列车2的行驶速度低于5Km/h或者需要进站停车时，同样可以控制机械制动器206开启以对列车2进行制动。

综上，根据本发明实施例提出的列车的制动回收系统，第一控制器在列车制动时控制配电器和双向DC/DC变换器将制动电能反馈至牵引网，先利用充电电容对制动电能进行吸收，当牵引网的电压继续升高时，再利用储能电站进行吸收。此外，储能电站还可以根据牵引网的电压对牵引网进行放电，从而避免牵引网的电压过低，维持牵引网的正常工作。在本发明实施例中，在列车进行制动时先将制动电能反馈至牵引网，此时如果牵引网上的列车比较多，则会将反馈的制动电能均匀到其他列车，因此牵引网的电压不会升高很多。反之如果此时牵引网上的列车较少，或者此时制动的列车较多，则牵引网的电压就会升高，在本发明实施例中，优先使用车载充电电容进行吸收，如果在车载充电电容吸收之后牵引网的电压继续升高，则再使用储能电站进行吸收。本发明实施例通过列车上的充电电容和储能电站对制动电能进行吸收，从而实现了制动电能的回收和再利用，减少了能源浪费，降低牵引网的负载。并且，本发明实施例还可以有效监控牵引网的电压，保护系统的零部件，提高了系统的安全性。

如图6所示，为根据本发明实施例的列车的方框示意图。如图6所示，该列车2包括：电制动器201、充电电容202、配电器203、双向DC/DC变换器204和第一控制器205。

其中，配电器203与牵引网1和电制动器201相连，配电器203和电制动器201之间具有节点；双向DC/DC变换器204的一端与充电电容202相连，双向DC/DC变换器204的另一端与配电器203和电制动器201之间的节点相连；第一控制器205与配电器203和双向DC/DC变换器204相连，第一控制器205用于在列车2制动时根据牵引网1的电压U控制双向DC/DC变换器204开启,并控制双向DC/DC变换器204进入充电模式,以使充电电容202对列车2制动电能进行吸收。

具体来说，在列车2进行制动时，牵引电机从电动机工况转变为发电机工况，电制动器201产生制动电能并将制动电能反馈至牵引网。当牵引网1上的列车数量较少即牵引网1上的负载较小，或者牵引网1上制动的列车较多时，反馈到牵引网1上的制动电能会超过牵引网1上的列车运行所需的电能，从而引起牵引网的电压U的升高。此时，第一控制器205实时监测牵引网1的电压U，当牵引网1的电压U升高时，优先通过第一控制器205控制列车2的双向DC/DC变换器204开启，并控制双向DC/DC变换器204进入充电模式，以使充电电容202吸收制动电能。

在本发明的实施例中，充电电容205自身充电放电迅速，可以吸收列车2制动瞬间产生的较大的制动电能。因此，在本发明的实施例中优先选择充电电容202吸收制动电能，以实现制动电能的快速吸收，从而防止未被吸收或者消耗的制动电能引起牵引网的电压U升高，保护了系统的零部件，避免牵引网1上的电器损坏，提高了系统的安全性。

根据本发明的一个实施例，当列车2开始制动时向牵引网1馈电，其中，第一控制器205监测牵引网1的电压U，并在牵引网1的电压U大于第一预设阈值U1，例如845V时，控制充电电容202吸收制动电能以为充电电容202充电。此时，电路中的电能按照图3所示箭头指示的方向流动，其中，列车2产生的制动电能反馈至牵引网1，并且列车2的充电电容202吸收制动电能。在本发明的实施例中，列车2的制动电能先反馈至牵引网，会导致牵引网1的电压U升高，实时检测牵引网1的电压U，当牵引网1的电压U大于第一预设阈值U1时，第一控制器205控制双向DC/DC变换器204开启，并控制双向DC/DC变换器204进入充电模式，以使充电电容202吸收制动电能。在本发明的实施例中，当第一控制器205控制双向DC/DC变换器204进入充电模式时，双向DC/DC变换器204将高压侧的直流电变换为与充电电容202的电压匹配的直流电，以对充电电容202进行充电即控制充电电容202吸收制动电能。

根据本发明的一个实施例，在充电电容202吸收制动电能之后，牵引网1的电压U会下降，第一控制器205监测牵引网1的电压U，并在牵引网1的电压U小于第五预设阈值U5，例如830V时，控制双向DC/DC变换器204关闭，以使充电电容202停止吸收制动电能。此时，列车2产生的制动电能通过配电器203反馈至牵引网1，且列车2的充电电容205和储能电站3均不吸收制动电能。

具体来说，在列车2进行制动时，制动电能反馈至牵引网1，牵引网1的电压U升高，实时检测牵引网的电压U，如果牵引网的电压U大于第一预设阈值U1，例如845V，说明此时反馈到牵引网1上的制动电能过剩，则第一控制器205控制双向DC/DC变换器204工作在充电模式以通过充电电容202吸收制动电能。此时，列车2产生的制动电能通过配电器203反馈给牵引网1，同时通过双向DC/DC变换器204对充电电容202进行充电，即通过充电电容202吸收部分制动电能。之后如果牵引网的电压U小于第五预设阈值U5，例如830V，说明此时反馈到牵引网1上的制动电能与牵引网1上的负载要求基本达到了平衡，则第一控制器205控制双向DC/DC变换器204关闭。此时，充电电容202停止吸收制动电能，列车2产生的制动电能通过配电器203反馈至牵引网1。

本发明实施例优先选择列车2的充电电容202吸收制动电能，以实现制动电能的快速吸收，从而，防止未消耗掉的制动电能引起牵引网的电压U升高，避免牵引网1上的器件损坏。

根据本发明的一个实施例，如图7所示，列车2还包括：机械制动器206，用于对列车2进行机械制动。

根据本发明的一个实施例，当牵引网1的电压U大于第二预设阈值U2时，第一控制器205控制机械制动器206启动配合实施电制动器201对列车2进行制动，其中，第二预设阈值U2大于第一预设阈值U1。在本发明的实施例中，如果牵引网1上的列车较少，或者此时制动的列车较多，则在充电电容205和储能电站3吸收制动电能之后，牵引网1的电压U会继续增加，当牵引网1的电压大于第二预设阈值U2时，第一控制器205控制机械制动器206启动，以对列车2进行辅助制动。

具体来说，在充电电容205和储能电站3吸收制动电能之后，牵引网1的电压U会继续增加，第一控制器205实时监测牵引网的电压U，如果牵引网的电压U大于第二预设阈值U2，则第一控制器205控制机械制动器206启动，这样，在对列车2进行电制动的同时通过机械制动对列车2进行辅助制动，以降低列车2产生的制动电能，从而避免牵引网的电压U超过最大额定电压，并且可以实现精准快速停车。

需要说明的是，当列车2的行驶速度低于5Km/h或者需要进站停车时，同样可以控制机械制动器206开启以对列车2进行制动。

根据本发明的一个具体实施例，列车2可为跨座式单轨列车。

根据本发明的一个实施例，如图8所示，列车2还包括：转向架20和车体30，其中，转向架20适于跨座在轨道梁上；车体30与转向架20相连且由转向架20牵引沿轨道梁行驶。

根据本发明的一个实施例，如图8所示，转向架20包括：转向架构架21、走行轮22、动力装置23和水平轮24，其中，转向架构架21适于跨座在轨道梁上且与车体30相连；走行轮22可枢转地安装在转向架构架21上且配合在轨道梁的上表面上；动力装置23安装在转向架构架21上且与走行轮22传动连接；水平轮24可枢转地安装在转向架构架21上且配合在轨道梁的侧表面上。

根据本发明的一个实施例，如图8所示，转向架20还包括:牵引装置25和支撑悬挂装置26，其中，牵引装置25安装在转向架构架21上且与车体30相连；支撑悬挂装置26安装在转向架构架21上且与车体30相连。

综上，根据本发明实施例提出的列车，在进行制动时，第一控制器在列车制动时控制配电器和双向DC/DC变换器将制动电能反馈至牵引网，利用充电电容对制动电能进行吸收。在本发明实施例中，在列车进行制动时先将制动电能反馈至牵引网，此时如果牵引网上的列车比较多，则会将反馈的制动电能均匀到其他列车，因此牵引网的电压不会升高很多。反之如果此时牵引网上的列车较少，或者此时制动的列车较多，则牵引网的电压就会升高，在本发明实施例中，优先使用车载充电电容进行吸收。本发明实施例通过列车上的充电电容对制动电能进行吸收，从而实现了制动电能的回收和再利用，减少了能源浪费，降低牵引网的负载。并且，本发明实施例还可以有效监控牵引网的电压，保护系统的零部件，提高了系统的安全性。

如图9所示,为根据本发明实施例的列车的制动回收方法的流程图。如图9所示,该方法包括以下步骤：

S10：对列车进行制动，并根据制动力生成制动电能，并将制动电能反馈至牵引网。

S20：监测牵引网的电压U。

S30：根据牵引网的电压U控制充电电容对列车的制动电能进行吸收。

S40：根据牵引网的电压U控制储能电站进行充电或放电。

具体来说，在对列车进行制动时，根据制动力生成制动电能，并将制动电能反馈至牵引网。当牵引网上的列车数量较少即牵引网上的负载较小，或者牵引网上制动的列车较多时，反馈到牵引网上的制动电能会超过牵引网上的列车运行所需的电能，从而引起牵引网的电压U升高，实时监测牵引网的电压U，当牵引网的电压U升高时，首先控制列车的充电电容吸收制动电能。同时，继续监测牵引网的电压，如果在控制列车的充电电容进行吸收之后牵引网的电压U继续升高，则控制储能电站吸收制动电能进行充电。同样地，当牵引网上的列车数量较多，即牵引网上的负载较大时，牵引网的电压U会降低，实时监测牵引网的电压U，当牵引网的电压U降低时，首先控制储能电站进行放电以提高牵引网的电压，如果牵引网的电压U继续降低，则控制充电电容进行放电以提高牵引网的电压。

在本发明的实施例中，充电电容自身充电放电迅速，可以吸收列车制动瞬间产生的较大的制动电能。

需要说明的是，储能电站可设置在车站之中，以将回收的制动电能用于为车站的照明、空调、多媒体等进行供电。这样，通过充电电容和储能电站可以将制动电能进行回收和再利用，同时可以降低变电站的负荷，节约了能源。

还需要说明的是，充电电容设置在列车上，可以快速吸收列车产生的制动电能，由于储能电站与列车之间的距离较远，导致储能电站吸收制动电能滞后。因此，在本发明的实施例中优先选择充电电容吸收制动电能，以实现制动电能的快速吸收，从而防止未被吸收或者消耗的制动电能引起牵引网的电压U升高，保护了系统的零部件，避免牵引网上的电器损坏，提高了系统的安全性。

根据本发明的一个实施例，列车的制动回收方法还包括：当牵引网的电压U大于第一预设阈值U1，例如845V时，控制列车的充电电容吸收制动电能。在本发明的实施例中，列车的制动电能先反馈至牵引网，会导致牵引网的电压U升高，实时检测牵引网的电压U，当牵引网的电压U大于第一预设阈值U1时，控制列车的双向DC/DC变换器开启，并控制双向DC/DC变换器进入充电模式，以使充电电容吸收制动电能。在本发明的实施例中，当控制双向DC/DC变换器进入充电模式时，双向DC/DC变换器将高压侧的直流电变换为与充电电容的电压匹配的直流电，以对充电电容进行充电即控制充电电容吸收制动电能。

根据本发明的一个实施例，在充电电容吸收制动电能之后，牵引网的电压U会下降，当牵引网的电压U小于第七预设阈值U7，例如830V时，控制列车的双向DC/DC变换器关闭，以使充电电容停止吸收制动电能。此时，列车产生的制动电能反馈至牵引网，且列车的充电电容和储能电站均不吸收制动电能。

根据本发明的一个实施例，列车的制动回收方法还包括：当牵引网的电压U大于第三预设阈值U3，例如855V时，控制储能电站进行充电。在本发明的实施例中，当列车的充电电容开始吸收制动电能时，此时由于牵引网上的列车较少，或者此时制动的列车较多，因此牵引网的电压还会持续增加。当牵引网的电压U大于第三预设阈值U3时，控制储能电站吸收制动电能进行充电，从而避免牵引网的电压U超过最大额定电压。

根据本发明的一个实施例，列车的制动回收方法还包括：当牵引网的电压U小于第四预设阈值U4，例如810V时，控制储能电站进行放电，其中，第四预设阈值U4小于第三预设阈值U3。在本发明的实施例中，如果牵引网上的列车较多就会导致牵引网的电压下降，此时为了避免牵引网的电压低于最低额定电压，需要控制储能电站向牵引网进行放电。在本发明的一个具体实施例中，牵引网上存在多个储能电站，优先选择电量高的储能电站向牵引网放电，例如电量高的储能电站放电的功率大，电量低的储能电站放电的功率略小，从而达到储能电站之间的电量平衡。

根据本发明的一个实施例，列车的制动回收方法还包括：判断牵引网的电压U是否小于第五预设阈值U5；如果牵引网的电压U小于第五预设阈值U5，则控制储能电站向牵引网进行放电，同时，控制充电电容向牵引网进行放电，其中，第五预设阈值U5小于第四预设阈值U4。在本实施例中，如果牵引网的电压U太小，则控制储能电站和列车的充电电容均进行放电，从而将牵引网的电压快速提高。

根据本发明的一个实施例，列车的制动回收方法还包括：判断牵引网的电压U是否大于第六预设阈值U6；如果牵引网的电压U大于第六预设阈值U6，则控制储能电站停止放电，其中，第六预设阈值U6大于第四预设阈值U4。

根据本发明的一个实施例，列车的制动回收方法还包括：当牵引网的电压U大于第二预设阈值U2时，对列车进行机械制动配合实施电制动对列车进行制动，其中，第二预设阈值U2大于第一预设阈值U1。在本发明的实施例中，如果牵引网上的列车较少，或者此时制动的列车较多，则在充电电容和储能电站吸收制动电能之后，牵引网的电压U会继续增加，当牵引网的电压大于第二预设阈值U2时，控制列车进行机械制动，以对列车进行辅助制动。

具体来说，在充电电容和储能电站吸收制动电能之后，牵引网的电压U会继续增加，实时监测牵引网的电压U，如果牵引网的电压U大于第二预设阈值U2，则控制列车进行机械制动，这样，在对列车进行电制动的同时通过机械制动对列车进行辅助制动，以降低列车产生的制动电能，从而避免牵引网的电压U超过最大额定电压，并且可以实现精准快速停车。

如上所述，如图10和11所示，本发明实施例的制动电能的回收和再利用的具体步骤如下：

一)制动电能的回收

S101：对列车进行制动，并根据制动力生成制动电能，并将制动电能反馈至牵引网。

S102：实时监测牵引网的电压U。

S103：判断牵引网的电压U是否大于第一预设阈值U1例如845V。

如果是，则执行步骤S105；如果否，则重复步骤S103。

S104：控制充电电容吸收制动电能。

S105：判断牵引网的电压U是否大于第三预设阈值U3。

如果是，则执行步骤S106；如果否，则重复步骤S105。

S106：控制储能电站吸收制动电能。

二)制动电能的再利用

S201：监测牵引网的电压U。

S202：判断牵引网的电压U是否小于第四预设阈值U4例如810V。

如果是，则执行步骤S203；如果否，则重复步骤S202。

S203：控制储能电站进行放电。

S204：判断牵引网的电压U是否小于第五预设阈值U5。

如果是，则执行步骤S205；如果否，则重复步骤S204。

S205：控制储能电站向牵引网进行放电，同时，控制充电电容向牵引网进行放电。

这样，可以将充电电容和储能电站中吸收的制动电能消耗掉，以便于充电电容和储能电站继续进行制动能量的回收，节省了运营成本。

综上，根据本发明实施例提出的列车的制动回收方法，首先对列车进行制动，并根据制动力生成制动电能，并将制动电能反馈至牵引网，然后监测牵引网的电压，并根据牵引网的电压控制充电电容对列车的制动电能进行吸收，如果牵引网的电压继续升高，则再利用储能电站进行吸收。此外，还可以根据牵引网的电压控制储能电站对牵引网进行放电，从而避免牵引网的电压过低，维持牵引网的正常工作。在本发明实施例中，对列车进行制动后先将制动电能反馈至牵引网，此时如果牵引网上的列车比较多，则会将反馈的制动电能均匀到其他列车，因此牵引网的电压不会升高很多。反之如果此时牵引网上的列车较少，或者此时制动的列车较多，则牵引网的电压就会升高，在本发明实施例中，优先使用车载充电电容进行吸收，如果在车载充电电容吸收之后牵引网的电压继续升高，则再使用储能电站进行吸收。本发明实施例通过列车上的充电电容和储能电站对制动电能进行吸收，从而实现了制动电能的回收和再利用，减少了能源浪费，降低牵引网的负载。并且，本发明实施例还可以有效监控牵引网的电压，保护系统的零部件，提高了系统的安全性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。