一种无轨电车供电系统及其供电控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种无轨电车供电系统及其供电控制方法，该系统中隔离DC/DC的输入端通过集电杆与直流供电线网连接，隔离DC/DC通过超级电容连接无轨电车的动力系统；动力电池通过双向DC/DC连接到隔离DC/DC的输入端；当V1＜V实际＜V2时，线网通过隔离DC/DC为电车提供电能；当V3＜V实际＜V4时，线网通过隔离DC/DC为电车提供电能，同时线网通过双向DC/DC为动力电池充电；当V实际＜V5时，线网通过隔离DC/DC为电车提供电能，同时动力电池依次通过双向DC/DC和隔离DC/DC为电车提供电能。本发明专利技术能够有效控制电车的运行，并且当线网电压波动较为严重时，通过相应的控制调节，避免无轨电车供电系统内部设备损坏的后果，不但保证了电车的安全运行，而且避免了对乘客和司机造成人身伤害。

A Trackless Tram Power Supply System and Its Power Supply Control Method

The invention relates to a trolley-bus power supply system and its power supply control method, in which the input terminal of isolated DC/DC is connected to the DC power supply network through a collector pole, and the power system of isolated DC/DC is connected to the trolley-bus through a supercapacitor; the power battery is connected to the input terminal of isolated DC/DC through a bidirectional DC/DC; when V1

【技术实现步骤摘要】
一种无轨电车供电系统及其供电控制方法本申请为下述申请的分案申请，原申请的申请日：2015年12月04日，原申请的申请号：201510880635.X，原申请的专利技术名称：一种无轨电车供电系统及其供电控制方法。
本专利技术涉及一种无轨电车供电系统及其供电控制方法。
技术介绍
无轨电车作为一种传统车辆，曾经在城市公共交通领域发挥过一定作用，但由于其本身缺陷，伴随着技术发展，无轨电车逐渐被燃油动力的公共交通车辆所取代。随着环境污染和能源问题不断加剧，无轨电车又重新回到人们的视野中，无轨电车以其“零排放”的优点，可满足大气污染治理的需求，且符合新能源汽车的发展方向，日益受到了人们的关注。申请号为201410319626的中国专利申请公开了一种无轨电车以及其隔离式供电系统，该供电系统在工作时，根据整车需求功率的大小，对应控制隔离式DC/DC和动力电池来满足车辆的有效运行。但是由于无轨电车的供电线网为直流电，其是通过三相交流电升压整流得到的高压直流电，而且由于供电馈线较长以及负载的不确定性，易导致线网电压的不稳定和系统负载工作的异常，而这种异常进一步影响到线网的供电质量。在线网电压不稳定的前提下，根据整车需求功率的大小就无法控制电车的有效运行，线网电压波动较为严重时，可能会造成无轨电车供电系统内部设备损坏的后果，不但无法保证电车的安全运行，而且可能会对乘客和司机造成人身伤害。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种无轨电车供电系统，用以解决在线网电压不稳定的前提下，无法控制电车的有效运行的问题。本专利技术同时提供该无轨电车供电系统的供电控制方法，用以解决在线网电压不稳定的前提下，无法控制电车的有效运行的问题。为实现上述目的，本专利技术的方案包括一种无轨电车供电系统，包括：隔离DC/DC、超级电容、双向DC/DC和动力电池，所述隔离DC/DC的输入端通过集电杆与直流供电线网连接，所述隔离DC/DC通过所述超级电容连接无轨电车的动力系统；所述动力电池通过所述双向DC/DC连接到所述隔离DC/DC的输入端；所述无轨电车供电系统的供电控制方法包括以下步骤：(1)实时采集直流线网的实际电压值V实际；(2)当V实际满足：V1＜V实际＜V2时，线网通过隔离DC/DC为电车提供电能；当V实际满足：V3＜V实际＜V4时，线网通过隔离DC/DC为电车提供电能，同时线网通过双向DC/DC为动力电池充电；当V实际满足：V实际＜V5时，线网通过隔离DC/DC为电车提供电能，同时动力电池依次通过双向DC/DC和隔离DC/DC为电车提供电能；其中，V1、V2、V3、V4、V5均为设定电压值，且V5＜V1＜V2＜V3＜V4。所述双向DC/DC包括一个开关管支路，所述开关管支路由两个串联的开关管模块组成；所述开关管支路连接在所述双向DC/DC的输入端之间，其中一个开关管模块与一条动力线路并联，该动力线路上串设有一个电感和所述动力电池。所述集电杆与隔离DC/DC的输入端之间的线路上串接有一个二极管和第一预充电模块，所述第一预充电模块由第一预充电支路和第一主接线支路并联组成，所述第一预充电支路上串设有第一预充电开关和第一分压电阻，所述第一主接线支路上串设有第一主开关。所述动力线路上还串设有第二预充电模块，所述第二预充电模块由第二预充电支路和第二主接线支路并联组成，所述第二预充电支路上串设有第二预充电开关和第二分压电阻，所述第二主接线支路上串设有第二主开关。所述双向DC/DC还包括第一电容支路和第二电容支路，所述第一电容支路上串接有第一电容，第二电容支路上串接有第二电容，所述动力电池与所述第二预充电模块的串联线路与所述第一电容支路并联，所述第二电容支路连接在所述双向DC/DC的输入端之间。一种无轨电车供电系统的供电控制方法，无轨电车供电系统包括：隔离DC/DC、超级电容、双向DC/DC和动力电池，所述隔离DC/DC的输入端通过集电杆与直流供电线网连接，所述隔离DC/DC通过所述超级电容连接无轨电车的动力系统；所述动力电池通过所述双向DC/DC连接到所述隔离DC/DC的输入端；所述供电控制方法包括以下步骤：(1)实时采集直流线网的实际电压值V实际；(2)当V实际满足：V1＜V实际＜V2时，线网通过隔离DC/DC为电车提供电能；当V实际满足：V3＜V实际＜V4时，线网通过隔离DC/DC为电车提供电能，同时线网通过双向DC/DC为动力电池充电；当V实际满足：V实际＜V5时，线网通过隔离DC/DC为电车提供电能，同时动力电池依次通过双向DC/DC和隔离DC/DC为电车提供电能；其中，V1、V2、V3、V4、V5均为设定电压值，且V5＜V1＜V2＜V3＜V4。所述当V实际满足：V1＜V实际＜V2时：当动力电池的SOC≥90％时，动力电池不工作；当动力电池的SOC满足：75％≤SOC<90％时，线网通过双向DC/DC为动力电池进行涓流充电，这里的涓流为：充电电流的范围是0-0.2C。本专利技术提供的无轨电车供电系统中，包括一个双向DC/DC和动力电池，双向DC/DC的输入端连接隔离DC/DC的输入端，双向DC/DC的输出端连接动力电池。该供电系统在工作时，首先实时采集直流线网的实际电压值；然后根据采集到的实际线网电压值进行供电的控制，该方式从最基本的控制元素出发，由于线网波动与电车的运行之间存在着密切的关系，那么，根据线网的实际电压值与若干个设定值之间的关系得出线网波动的强弱，然后根据波动强弱进行相应地控制。通过直接采集线网的电压，根据波动来进行供电控制，当然能够有效控制电车的运行，并且当线网电压波动较为严重时，通过相应地控制调节，避免无轨电车供电系统内部设备损坏的后果，不但保证了电车的安全运行，而且避免了对乘客和司机造成人身伤害。附图说明图1是无轨电车供电系统的整体框图；图2是双向DC/DC的主拓扑图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明。如图1所示的无轨电车供电系统，包括：隔离DC/DC、超级电容、双向DC/DC和动力电池，隔离DC/DC的输入端通过集电杆与直流供电线网连接，隔离DC/DC的输出端通过超级电容连接无轨电车的动力系统，即高压电器系统。双向DC/DC的输入端连接隔离DC/DC的输入端，双向DC/DC的输出端连接动力电池。该供电系统还可以单独设置一个控制器，或者使用电车的整车控制器，控制器内部设置有软件程序，通过设定的软件程序控制相应的设备进行相应的工作。集电杆与隔离DC/DC的输入端之间的线路上串接有一个二极管和第一预充电模块，第一预充电模块由第一预充电支路和第一主接线支路并联组成，第一预充电支路上串设有第一预充电开关K1和第一分压电阻，第一主接线支路上串设有第一主开关K2。利用二极管的单向导电性，使电能在输入时有了防反接保护；另外，在挂网行驶时，集电杆接触线网，电车动力系统从线网取电，上电过程中，预充电支路中的第一预充电开关K1吸合，进行预充电；预充电完成后，闭合第一主开关K2，上电完成。如图2所示，双向DC/DC包括一个开关管支路，该开关管支路由两个串联的开关管模块组成，每个开关管模块由一个开关管和一个反向并联的二极管组成；开关管支路连接在双向DC/DC的两个输入端之间，其中一个开关管模块与一条动力线路并联，该动力线路上串设有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无轨电车供电系统，其特征在于，包括：隔离DC/DC、超级电容、双向DC/DC和动力电池，所述隔离DC/DC的输入端通过集电杆与直流供电线网连接，所述隔离DC/DC通过所述超级电容连接无轨电车的动力系统；所述动力电池通过所述双向DC/DC连接到所述隔离DC/DC的输入端；所述无轨电车供电系统的供电控制方法包括以下步骤：(1)实时采集直流线网的实际电压值V实际；(2)当V实际满足：V1＜V实际＜V2时，线网通过隔离DC/DC为电车提供电能；当V实际满足：V3＜V实际＜V4时，线网通过隔离DC/DC为电车提供电能，同时线网通过双向DC/DC为动力电池充电；当V实际满足：V实际＜V5时，线网通过隔离DC/DC为电车提供电能，同时动力电池依次通过双向DC/DC和隔离DC/DC为电车提供电能；其中，V1、V2、V3、V4、V5均为设定电压值，且V5＜V1＜V2＜V3＜V4。

【技术特征摘要】
1.一种无轨电车供电系统，其特征在于，包括：隔离DC/DC、超级电容、双向DC/DC和动力电池，所述隔离DC/DC的输入端通过集电杆与直流供电线网连接，所述隔离DC/DC通过所述超级电容连接无轨电车的动力系统；所述动力电池通过所述双向DC/DC连接到所述隔离DC/DC的输入端；所述无轨电车供电系统的供电控制方法包括以下步骤：(1)实时采集直流线网的实际电压值V实际；(2)当V实际满足：V1＜V实际＜V2时，线网通过隔离DC/DC为电车提供电能；当V实际满足：V3＜V实际＜V4时，线网通过隔离DC/DC为电车提供电能，同时线网通过双向DC/DC为动力电池充电；当V实际满足：V实际＜V5时，线网通过隔离DC/DC为电车提供电能，同时动力电池依次通过双向DC/DC和隔离DC/DC为电车提供电能；其中，V1、V2、V3、V4、V5均为设定电压值，且V5＜V1＜V2＜V3＜V4。2.根据权利要求1所述的无轨电车供电系统，其特征在于，所述双向DC/DC包括一个开关管支路，所述开关管支路由两个串联的开关管模块组成；所述开关管支路连接在所述双向DC/DC的输入端之间，其中一个开关管模块与一条动力线路并联，该动力线路上串设有一个电感和所述动力电池。3.根据权利要求1所述的无轨电车供电系统，其特征在于，所述集电杆与隔离DC/DC的输入端之间的线路上串接有一个二极管和第一预充电模块，所述第一预充电模块由第一预充电支路和第一主接线支路并联组成，所述第一预充电支路上串设有第一预充电开关和第一分压电阻，所述第一主接线支路上串设有第一主开关。4.根据权利要求2所述的无轨电车供电系统，其特征在于，所述动力线路上还串设有第二预充电模块，所述第二预充电模块由第二预充电支路和第二主接线支路并联组成...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨泗鹏，郑维，张磊，乔理想，陈勇刚，毕爽，张广利，韩光辉，
申请(专利权)人：郑州宇通客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41