一种城轨车辆电池应急牵引控制方法及其控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种城轨车辆电池应急牵引控制方法，包括：当车辆需要开启应急牵引模式时，通过硬线信号控制和网络信号控制相结合实现转换开关箱与TCMS系统，供电模式开关与转换开关箱、DC/DC变流器与牵引系统，电池系统与牵引系统，TCMS系统与制动系统，TCMS系统与牵引系统相互之间，TCMS系统与DC/DC变流器相互之间，以及DC/DC变流器与电池系统相互之间的连接以启动牵引电池运行车辆。本发明专利技术还公开了一种城轨车辆电池应急牵引控制系统。该控制方法和控制系统实现了整车各系统的统筹管理，同时又实现各子系统的分级独立控制，实时通信并联动，实时监测故障状态，实现供电方式的合理转换，保证车辆在应急牵引模式下安全可靠运行。

A Battery Emergency Traction Control Method and Its Control System for Urban Rail Vehicles

【技术实现步骤摘要】
一种城轨车辆电池应急牵引控制方法及其控制系统
本专利技术涉及电池控制
，并且更具体地，特别是指一种城轨车辆电池应急牵引控制方法及其控制系统。
技术介绍
目前城轨车辆主要通过接触网或者第三轨方式供电，该供电方式是车辆正常运行时的受流方式。当车辆运营中发生电网故障，或进入特殊无电区(如段内移库、坡道无电区、交叉路口等)，车辆将无法受流运行，所以设计一种应急牵引控制方法，解决特殊工况的应急牵引问题。针对以上问题，现提出一种适用于城轨车辆的锂电池应急供电方式的自牵引控制逻辑，车辆正常运行无论采用接触网供电还是第三轨供电方式，都可在供电中断的情况下，通过锂电池所储存的能量驱动车辆低速移动，使车辆自牵引至所需车站或进行移库操作。现专利技术一种逻辑合理的锂电池应急牵引控制方法，使各系统同步通信联动，安全可靠的实现车辆自牵引运行。碱性蓄电池应急牵引方案是通过增加车辆蓄电池容量的方式，辅助车辆通过无电区，通常该方案适用无电区距离较短的平直线路。该方案整车电路改变较小，控制逻辑较简单，主要通过牵引系统内部控制实现碱性蓄电池能流输出，驱动牵引电机。该方案所采用的碱性蓄电池具有能量密度低、功率密度低、循环寿命短、重量体积较大等缺点，所以无法适用于地铁车辆应急牵引的长距离运行、频繁使用的要求。该方案控制逻辑简单，无法保证应急情况下车辆的运行安全。现有技术中尚未披露一种城轨车辆电池应急牵引控制方法及其控制系统，以解决上述技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提出一种城轨车辆电池应急牵引控制方法及其控制系统，该系统和方法实现了整车各系统的统筹管理，同时又实现各子系统的分级独立控制，实时通信并联动，实时监测故障状态，实现供电方式的合理转换，保证车辆在应急牵引模式下安全可靠运行。基于上述目的，本专利技术实施例的一方面提供了一种城轨车辆电池应急牵引控制方法，包括以下步骤：当车辆需要开启应急牵引模式时，通过硬线信号控制和网络信号控制相结合实现转换开关箱与TCMS系统，供电模式开关与转换开关箱、DC/DC变流器与牵引系统，电池系统与牵引系统，TCMS系统与制动系统，TCMS系统与牵引系统相互之间，TCMS系统与DC/DC变流器相互之间，以及DC/DC变流器与电池系统相互之间的连接以启动牵引电池运行车辆。在一些实施方式中，通过硬线信号控制和网络信号控制相结合实现转换开关箱与TCMS系统，供电模式开关与转换开关箱、DC/DC变流器与牵引系统，电池系统与牵引系统，TCMS系统与制动系统，TCMS系统与牵引系统相互之间，TCMS系统与DC/DC变流器相互之间，以及DC/DC变流器与电池系统相互之间的通信，包括：将供电模式开关旋转至电池位，通过供电模式开关将“电池位硬线信号”传输到DC/DC变流器、牵引系统以及转换开关箱；在转换开关箱接收到供电模式开关的“电池位硬线信号”后闭合电池运行接触器，并将“转换开关电池位”状态信号传输到TCMS系统；通过TCMS系统将“转换开关到位信号”传输到DC/DC变流器，将“电池牵引-预备”和“电池牵引信号”传输到牵引系统以及将“转向架强制缓解指令”传输到制动系统；通过车辆控制电路将“车辆生命中断信号”传输给DC/DC变流器，并且通过电池系统将“电池故障信号”传输到DC/DC变流器。在一些实施方式中，该方法还包括，在回复正常供电后，通过DC/DC变流器控制充电电流和电压以为电池充电。在一些实施方式中，制动系统控制还包括，当制动系统接收到“转向架强制缓解指令”之后启动应急牵引纯空气制动模式。在一些实施方式中，DC/DC变流器控制还包括，当DC/DC变流器接收到供电模式开关的“电池位硬线信号”和TCMS系统的“转换开关到位信号”之后启动，对电池进行升压，反方向输出车辆牵引所需电压，再通过车辆牵引母线给其他车厢的牵引逆变器供电；当DC/DC变流器接收到“车辆生命中断信号”和“电池故障信号”时，退出运行DC/DC变流器。在一些实施方式中，DC/DC变流器控制还包括，当DC/DC变流器接收到供电模式开关的“电池位硬线信号”和紧急运行按钮的“紧急运行按钮信号”之后启动，对电池进行升压，反方向输出车辆牵引所需电压，再通过车辆牵引母线给其他车厢的牵引逆变器供电。在一些实施方式中，牵引系统控制还包括，当牵引系统接收到“电池位硬线信号”、“电池牵引-预备”以及“电池牵引信号”之后进入电池应急牵引模式；当车辆进入电池应急牵引模式后牵引系统开启限速控制；通过牵引系统实时监测电池和DC/DC变流器的运行状态并在检测到故障信号后退出电池紧急牵引模式。在一些实施方式中，电池系统控制还包括，通过电池管理系统BMS控制电池系统的开闭；当电池系统开启后，通过DC/DC变流器控制电池系统在放电过程中的输出电压和电流并且通过电池管理系统BMS实时监测故障情况并检测到故障时输出“电池故障信号”。本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种城轨车辆电池应急牵引控制系统，包括：供电模式开关，该供电模式开关连接牵引系统和转换开关箱；TCMS系统，该TCMS系统连接转换开关箱、制动系统和牵引系统；DC/DC变流器，该DC/DC变流器连接供电模式开关、TCMS系统；电池系统，该电池系统连接牵引系统和DC/DC变流器；以及控制断路器；其中，控制断路器布置在车辆电气控制箱中以控制上述部件。在一些实施方式中，该系统还包括紧急运行按钮，该紧急运行按钮连接DC/DC变流器。在一些实施方式中，转换开关箱包括正常运行接触器、电池运行接触器以及用于控制正常运行接触器和电池运行接触器的中间继电器。技术效果：本专利技术实施例提供了一种城轨车辆电池应急牵引控制方法及其控制系统，(1)解决了段内移库、交叉路口和复杂坡道等特殊工况的牵引难题,实现了整车各系统的统筹管理，同时又实现各子系统的分级独立控制，实时通信并联动，实时监测故障状态，实现供电方式的合理转换，保证车辆在应急牵引模式下安全可靠运行。(2)通过硬线信号控制和网络信号控制相结合的控制逻辑实现各系统通信并联动，保证供电方式之间的安全转换以及车辆的安全运行。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的电池牵引控制网络拓补示意图；图2为本专利技术的DC/DC变流器控制逻辑的示意图；图3为本专利技术的牵引系统电池牵引模式控制逻辑的示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术实施例进一步详细说明。需要说明的是，本专利技术实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本专利技术实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。基于上述目的，本专利技术实施例的第一个方面，提出了一种城轨车辆电池应急牵引控制方法的实施例。图1示出的是本专利技术提供的电池牵引控制网络拓补示意图。一种城轨车辆电池应急牵引控制方法，优选地，包括以下步骤：当车辆需要开启应急牵引模式时，通过硬线信号控制和网络信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种城轨车辆电池应急牵引控制方法，其特征在于，包括以下步骤：当车辆需要开启应急牵引模式时，通过硬线信号控制和网络信号控制相结合实现转换开关箱与TCMS系统，供电模式开关与转换开关箱，DC/DC变流器与牵引系统，电池系统与牵引系统，TCMS系统与制动系统，TCMS系统与牵引系统相互之间，TCMS系统与DC/DC变流器相互之间，以及DC/DC变流器与电池系统相互之间的连接以启动牵引电池运行车辆。

【技术特征摘要】
1.一种城轨车辆电池应急牵引控制方法，其特征在于，包括以下步骤：当车辆需要开启应急牵引模式时，通过硬线信号控制和网络信号控制相结合实现转换开关箱与TCMS系统，供电模式开关与转换开关箱，DC/DC变流器与牵引系统，电池系统与牵引系统，TCMS系统与制动系统，TCMS系统与牵引系统相互之间，TCMS系统与DC/DC变流器相互之间，以及DC/DC变流器与电池系统相互之间的连接以启动牵引电池运行车辆。2.根据权利要求1所述的城轨车辆电池应急牵引控制方法，其特征在于，通过硬线信号控制和网络信号控制相结合实现转换开关箱与TCMS系统，供电模式开关与转换开关箱，DC/DC变流器与牵引系统，电池系统与牵引系统，TCMS系统与制动系统，TCMS系统与牵引系统相互之间，TCMS系统与DC/DC变流器相互之间，以及DC/DC变流器与电池系统相互之间的通信，包括：将所述供电模式开关旋转至电池位，通过所述供电模式开关将“电池位硬线信号”传输到所述DC/DC变流器、所述牵引系统以及所述转换开关箱；在所述转换开关箱接收到所述供电模式开关的“电池位硬线信号”后闭合电池运行接触器，并将“转换开关电池位”状态信号传输到所述TCMS系统；通过所述TCMS系统将“转换开关到位信号”传输到所述DC/DC变流器，将“电池牵引-预备”和“电池牵引信号”传输到所述牵引系统以及将“转向架强制缓解指令”传输到所述制动系统；通过车辆控制电路将“车辆生命中断信号”传输给所述DC/DC变流器，并且通过电池系统将“电池故障信号”传输到所述DC/DC变流器。3.根据权利要求2所述的城轨车辆电池应急牵引控制方法，其特征在于，还包括：在恢复正常供电后，通过所述DC/DC变流器控制充电电流和电压以为电池充电。4.根据权利要求2所述的城轨车辆电池应急牵引控制方法，其特征在于，制动系统控制还包括：当所述制动系统接收到“转向架强制缓解指令”之后启动应急牵引纯空气制动模式。5.根据权利要求2所述的城轨车辆电池应急牵引控制方法，其特征在于，DC/DC变流器控制还包括：当所述DC/DC变流器接收到所述供电模式开关的“电池位硬线信号”和所述TCMS系统的“转换开关到位信号”之后启...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴英帅，刘秀美，李雨，王尔为，南景宏，尹智勇，
申请(专利权)人：中车大连机车车辆有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21