一种用于储能式电车的自动充电控制系统的制作方法

本实用新型涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种用于储能式电车的自动充电控制系统。

背景技术：

对于采用超级电容、电池等作为储能元件的电车，在车站、停车场或车辆段需要充电，以补充在线路上运营消耗掉的电能。为缩短充电时间，通常采用大电流充电，对于将充电机(dc/dc变换装置)设置在地面的电车，同一套充电机在任一时刻只允许给一台电车充电，不允许同时给两台及多台电车充电。受投资限制，尤其是在停车场和车辆段如果给每个列位配置一套充电机将增加生产房屋的面积，提高上千万的工程投资。因此，现有工程一般采用人工手动的方式给停在停车场或车辆段停车库的电车充电，运营效率不高、运营工作量和难度较大。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术对应的不足，提供一种用于储能式电车的自动充电控制系统，要解决现有问题、实现一套充电机自动对停车库的数十辆车进行充电，以节省工程投资和减少运营维护工作量和作业的难度。

本实用新型的目的是采用下述方案实现的：本实用新型提供了一种用于储能式电车的自动充电控制系统，包括充电机、控制器以及设置在每个停车位的充电回路、电压检测装置、位置传感器，所述充电机与控制器通信连接，所述控制器用于输出充电或停机信号给充电机，控制充电机的工作状态，各个电压检测装置、位置传感器与控制器的输入端通信连接，各停车位的位置传感器用于采集该停车位的停车进入及停车位置信号，并将采集到的信号传递给控制器，各停车位的电压检测装置用于采集该停车位的充电回路车辆侧的电压信号，并将采集到的电压信号传递给控制器，各停车位的充电回路均与充电机电连接，用于给该停车位的电车充电，所述控制器的输出端与各个充电回路的充电开关电连接，用于输出控制信号给各停车位的充电回路的充电开关，用于控制各停车位的充电回路的开关状态。

本实用新型提供了一种用于储能式电车的自动充电控制系统，包括充电机、控制器以及设置在每个停车位的充电回路、位置传感器，所述充电机与控制器通信连接，所述控制器用于输出充电或停机信号给充电机，控制充电机的工作状态，并采集充电机的输出电流、电压信号，各个位置传感器与控制器的输入端通信连接，各停车位的位置传感器用于采集该停车位的停车进入及停车位置信号，并将采集到的信号传递给控制器，各停车位的充电回路均与充电机电连接，用于给该停车位的电车充电，所述控制器的输出端与各个充电回路的充电开关电连接，用于输出控制信号给各停车位的充电回路的充电开关，用于控制各停车位的充电回路的开关状态。

进一步地，当其中一个充电回路的充电开关闭合时，其他充电回路的充电开关断开，保证同一时刻只有一个充电回路的充电开关闭合，同一充电机同一时刻仅向一辆车充电。

进一步地，充电开关采用断路器、接触器、负荷开关或电动隔离开关这类可远程控制的电动开关。

进一步地，所述电压检测装置采用电压变送器。

进一步地，位置传感器采用超声波、红外线或射频信号探测方式。

进一步地，用于储能式电车的自动充电控制系统还包括指令输入装置和显示装置，所述指令输入装置与控制器通信连接，所述指令输入装置用于将操作者的指令信号输入给控制器；所述显示装置与控制器通信连接，所述显示装置用于接收控制器的控制信号，显示控制器采集的信息。

进一步地，所述控制器用于采集充电机的输出电流、电压信号。

进一步地，各停车位的充电开关的一端与充电机输出母线正极连接，各停车位的充电开关的另一端与电车的充电端正极连接，电车的充电端负极与充电机输出母线负极连接，形成一个充电回路。

本实用新型具有的优点是：本实用新型的用于储能式电车的自动充电控制系统，包括充电机、控制器以及设置在每个停车位的充电回路、电压检测装置、位置传感器，所述充电机与控制器通信连接，所述控制器用于输出充电或停机信号给充电机，控制充电机的工作状态，各个电压检测装置、位置传感器与控制器的输入端通信连接，各停车位的位置传感器用于采集该停车位的停车进入及停车位置信号，并将采集到的信号传递给控制器，各停车位的电压检测装置用于采集该停车位的充电回路车辆侧的电压信号，并将采集到的电压信号传递给控制器，各停车位的充电回路均与充电机电连接，用于给该停车位的电车充电，所述控制器的输出端与各个充电回路的充电开关电连接，用于输出控制信号给各停车位的充电回路的充电开关，用于控制各停车位的充电回路的开关状态。采用上述方案使得本实用新型在增加投资不多的情况下，通过一套充电机即可实现对停车场或车辆段内数十辆储能式车辆进行充电，可大幅减少充电机的数量和人工手动充电的工作量，从总体上讲，可节约工程投资近千万。

附图说明

图1为本实用新型的用于储能式电车的自动充电控制系统的原理示意图。

附图中，1为充电机，2为控制器，3为电车，4为充电开关，5为电压变送器，6为位置传感器，7为充电机输出母线正极，8为充电机输出母线负极。

具体实施方式

实施例一

参见图1，本实施例提供了一种用于储能式电车的自动充电控制系统，包括充电机1、控制器2以及设置在每个停车位的充电回路、电压检测装置、位置传感器，所述充电机与控制器通信连接，所述控制器用于输出充电或停机信号给充电机，控制充电机的工作状态，各个电压检测装置、位置传感器与控制器的输入端通信连接，各停车位的位置传感器用于采集该停车位的停车进入及停车位置信号，并将采集到的信号传递给控制器，各停车位的电压检测装置用于采集该停车位的充电回路车辆侧的电压信号，并将采集到的电压信号传递给控制器，各停车位的充电回路均与充电机电连接，用于给该停车位的电车3充电，所述控制器的输出端与各个充电回路的充电开关电连接，用于输出控制信号给各停车位的充电回路的充电开关，用于控制各停车位的充电回路的开关状态。

所述控制器可以根据操作者的指令信号输出充电或停机信号给充电机，控制充电机的工作状态以及输出控制信号给各停车位的充电回路的充电开关，用于控制各停车位的充电回路的开关状态。

本发明的充电机为dc/dc变换装置，为具备变压、变流功能的供电装置。

各停车位的充电开关4的一端与充电机输出母线正极7连接，各停车位的充电开关的另一端与电车的充电端正极连接，电车的充电端负极与充电机输出母线负极8连接，形成一个充电回路。进一步地，所述电压检测装置采用电压变送器。所述电压变送器与充电回路的充电端正极连接。

进一步地，当其中一个充电回路的充电开关闭合时，其他充电回路的充电开关断开，保证同一时刻只有一个充电回路的充电开关闭合，同一充电机同一时刻仅向一辆车充电。上述方案可以通过操作者的指令输入实现，也可以通过预设程序实现。

进一步地，充电开关采用断路器、接触器、负荷开关或电动隔离开关这类可远程控制的电动开关。

进一步地，所述电压检测装置采用电压变送器5。

进一步地，位置传感器6采用超声波、红外线或射频信号探测方式。

进一步地，用于储能式电车的自动充电控制系统还包括指令输入装置，所述指令输入装置与控制器通信连接，所述指令输入装置用于将操作者的指令信号输入给控制器。指令输入装置可以采用按键或触摸屏等。本专利可以通过人工操作指令输入装置，来控制各充电回路的充电开关的开关状态。

所述显示装置与控制器通信连接，所述显示装置用于接收控制器的控制信号，显示信息，包括各个充电回路车辆侧的电压信号ux以及每个充电回路的充电开关的开关状态以及车辆进入停车位的位置信号。显示装置可以显示控制器采集的信息，包括采集的充电机的输出电流、电压信号，采集的每个充电回路的电动充电开关的位置信号，采集的每个充电回路车辆侧的电压信号(由电压变送器提供)、采集的每个停车列位的停车进入及停车位置信号(由位置传感器提供)。

当然，本专利也可以在控制器内预设程序，控制器基于对充电机状态、每个充电回路的开关状态、每辆车储能介质的端电压ux以及停车进入和位置信号按预设程序分析方法和步骤，自动的按照预定顺序定时或按照列车进库顺序对各个回路的车辆进行充电即对各充电回路的充电开关的开关状态的自动控制。控制器内设有按照预定顺序定时充电以及按照列车进库顺序充电两种控制模式用于供操作人员切换和选择。

(1)按照预定顺序定时充电

1)根据设定的开始充电时间启动充电程序(一般设置在停运后、全部车辆均入库后)。

2)控制器检查所有充电回路的开关是否都处于断开位置，如有开关闭合，则等待该充电回路的电压信号ux≥uh时，输出电流ix≤il时，发出充电机停机信号，断开该充电开关。

3)控制器按充电回路序号，从第1个充电回路开始检测车辆侧电压信号(车辆储能回路端电压)，当u1<ul时，发出第1个充电回路开关闭合的信号，当合闸到位且其它开关均处于分位后，发出充电机充电的指令，充电机为1号位置的电车充电。

4)当充电机输出电流降低到il且1号位置电车车辆侧电压信号u1≥uh时，控制器发出充电机停止充电的指令和1号充电回路充电开关分闸指令。

5)当1号充电开关分闸到位且其它开关均处于分闸位置后，控制器开始检测第2个充电回路车辆侧电压信号，当u2<ul时，发出第2个充电回路充电开关闭合的信号，当合闸到位且其它开关均处于分位后，发出充电机充电的指令，充电机为2号位置的电车充电。

6)当第2个充电回路完成后，重复第2)～4)步骤为第3个充电回路充电，直到对全部充电回路完成充电。

(2)按照列车进库顺序充电

1)当位置传感器检测到停车位有车驶入后，延时t秒(t可根据实际情况进行设置)再次检查该停车位是否有车，如仍有车在停车位，控制器检查所有充电回路的开关是否都处于断开位置，如有开关闭合，则等待该充电回路的电压信号ux≥uh时，输出电流ix≤il时，发出充电机停机信号，断开该充电开关。

2)控制器对有车驶入的车位发出该充电回路开关闭合的信号，当合闸到位且其它开关均处于分位后，发出充电机充电的指令，充电机为该位置的电车充电。当充电机输出电流降低到il且该位置电车车辆侧电压信号ux≥uh时，控制器发出充电机停止充电的指令和该充电回路充电开关分闸指令。

3)当位置传感器检测到其它停车位有车驶入后，重复1)、2)步骤，对下一辆车进行充电。

4)在对某一辆车充电的时候，其它任何位置传感器检测到有车驶入后，该控制器记录该信息，并作为下一个充电作业的排队车辆，当正常充电的车辆完成充电后，控制模块重复1)～2)步骤控制充电开关，对排队车辆进行充电。当在对某一车辆充电过程中，有多个车辆顺序进入车库，则按照入库顺序自动进行排队，按照排队顺序重复1)～2)步骤控制充电开关，对排队车辆进行充电。

本实用新型的ux为电压变送器测量电压信号，uh为车辆储能装置充满电能时车辆的端电压，该值可根据实际情况设定和调整。il为车辆储能装置充满电能时车辆的输入电流，该值可根据实际情况设定和调整。ul为车辆储能装置接近满电能而不需要充电的端电压，该值可根据实际情况设定和调整，ul≤uh。本实用新型通过充电开关的二次节点信号将开关的开、合状态传输给控制器。

进一步地，用于储能式电车的自动充电控制系统还包括显示装置，所述显示装置与控制器电连接，所述显示装置用于接收控制器的控制信号，显示信息，包括各个充电回路车辆侧的电压信号ux以及每个充电回路的充电开关的开关状态以及车辆进入停车位的位置信号。

进一步地，所述控制器用于采集充电机的输出电流、电压信号。

进一步地，所述控制器采用mcu模块。

实施例二

参见图1，本实施例提供了一种用于储能式电车的自动充电控制系统，包括充电机、控制器以及设置在每个停车位的充电回路、电压检测装置、位置传感器，所述充电机与控制器电连接，所述控制器用于输出充电或停机信号给充电机，控制充电机的工作状态，并采集充电机的输出电流、电压信号；各个电压检测装置、位置传感器与控制器的输入端通信连接，各停车位的位置传感器用于采集该停车位的停车进入及停车位置信号，并将采集到的信号传递给控制器，各停车位的电压检测装置用于采集该停车位的充电回路车辆侧的电压信号，并将采集到的电压信号传递给控制器，各停车位的充电回路均与充电机电连接，用于给该停车位的电车充电，所述控制器的输出端与各个充电回路的充电开关电连接，用于输出控制信号给各停车位的充电回路的充电开关，用于控制各停车位的充电回路的开关状态。

本实施例的其他技术特征与实施例一相同。

实施例三

本实施例提供了一种用于储能式电车的自动充电控制系统，包括充电机、控制器以及设置在每个停车位的充电回路、位置传感器，所述充电机与控制器通信连接，所述控制器用于输出充电或停机信号给充电机，控制充电机的工作状态，并采集充电机的输出电流、电压信号，各个位置传感器与控制器的输入端通信连接，各停车位的位置传感器用于采集该停车位的停车进入及停车位置信号，并将采集到的信号传递给控制器，各停车位的充电回路均与充电机电连接，用于给该停车位的电车充电，所述控制器的输出端与各个充电回路的充电开关电连接，用于输出控制信号给各停车位的充电回路的充电开关，用于控制各停车位的充电回路的开关状态。本实施例的其他技术特征与实施例一相同。

本实用新型在增加投资不多的情况下，通过一套充电机即可实现对停车场或车辆段内数十辆储能式车辆进行充电，可大幅减少充电机的数量和人工手动充电的工作量，从总体上讲，可节约工程投资近千万。且如果采用自动控制，由于采用严密的逻辑判断，可避免人工误操作，大幅提高供电可靠性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。