一种电源管理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电源管理系统，应用于无触网运行的有轨电车，包括超级电容，用于通过第一双向DC/DC为牵引系统供电；蓄电池，用于通过第二双向DC/DC为辅助系统供电；控制单元，用于控制超级电容为牵引系统供电，以及控制蓄电池为辅助系统供电。本发明专利技术提供的系统使有轨电车在匀速运行的阶段可以不用限速运行，提高了有轨电车的运行速度，并且，由于该系统对各储能元件的功能的分配非常合理，避免了蓄电池同时为牵引系统和辅助系统供电的情况，减小了蓄电池的负荷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及轨道交通电源管理
，特别是涉及一种电源管理系统。
技术介绍
当前社会，有轨电车已成为人们生活中必不可少的交通工具，人们对有轨电车的要求也越来越高。随着有轨电车数量的增多，有轨电车触网运行的弊端也日渐明显，因此如今在轨道交通领域，越来越多的有轨电车采用无触网技术。在无触网技术中，由于有轨电车并不与电网连接，而是依赖于自身携带的电源为自身进行供电，因而如何对有轨电车的电源进行管理就成为了无触网技术中的首要问题。现今无触网运行的有轨电车已有多种电源管理技术，多储能元件混合的技术就是其中一种，其中最为常见的是采用超级电容和电池混合的技术，电池负责在有轨电车匀速运行阶段为牵引系统和辅助系统进行供电，超级电容负责在有轨电车启动加速阶段为牵引系统提供能量输出，并在有轨电车制动阶段对牵引系统进行能量回收，其中，电池和超级电容是通过各自的DC/DC (Direct-Current/Direct-Current，双向直流斩波器)来为各自负责的系统进行供电的。在该现有技术中，由于采用电池在有轨电车匀速运行阶段进行供电，而电池的最大输出电流有限，无法提供大电流，因此通常在电池进行供电时，有轨电车要限速运行，并且，采用电池同时为牵引系统和辅助系统供电，使电池承担了很大的负荷。因此，如何对各储能元件的功能进行合理分配，提高有轨电车的运行速度是本领域技术人员目前需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电源管理系统，使有轨电车在匀速运行的阶段可以不用限速运行，提高了有轨电车的运行速度，并且，由于该系统对各储能元件的功能的分配非常合理，避免了蓄电池同时为牵引系统和辅助系统供电的情况，减小了蓄电池的负荷。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种电源管理系统，应用于无触网运行的有轨电车，包括:超级电容，用于通过第一双向DC/DC为牵引系统供电；蓄电池，用于通过第二双向DC/DC为辅助系统供电；控制单元，用于控制所述超级电容为所述牵引系统供电，以及控制所述蓄电池为所述辅助系统供电。优选地，还包括:开关，用于当所述控制单元判断得到所述超级电容的电压小于第一电压阈值时，所述控制单元控制所述开关闭合，所述蓄电池为所述超级电容充电以及为所述牵引系统供电；或者，用于当所述控制单元判断得到所述超级电容的电压大于第二电压阈值时，所述控制单元控制所述开关闭合，所述牵引系统为所述蓄电池充电以及为所述辅助系统供电。优选地，所述第一电压阈值为直流500V。优选地，所述第二电压阈值为直流850V。优选地，所述超级电容的充电截止电压为直流900V。优选地，所述蓄电池的充电截止电压为直流900V。本专利技术提供了一种多储能元件的电源管理系统，包括超级电容、蓄电池，和控制单元。该系统采用超级电容为有轨电车的牵引系统供电，采用蓄电池为有轨电车的辅助系统供电，由于超级电容可以提供大电流，因此有轨电车在匀速运行的阶段可以不用限速运行，提高了有轨电车的运行速度，并且，由于该系统对各储能元件的功能的分配非常合理，避免了蓄电池同时为牵引系统和辅助系统供电的情况，减小了蓄电池的负荷。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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为本专利技术提供的一种电源管理系统的结构示意图；图2为本专利技术提供的另一种电源管理系统的结构示意图。【具体实施方式】本专利技术的核心是提供一种电源管理系统，使有轨电车在匀速运行的阶段可以不用限速运行，提高了有轨电车的运行速度，并且，由于该系统对各储能元件的功能的分配非常合理，避免了蓄电池同时为牵引系统和辅助系统供电的情况，减小了蓄电池的负荷。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一参见图1所示，图1为本专利技术提供的一种电源管理系统的结构示意图；该电源管理系统，用于无触网的有轨电车，该系统包括超级电容11、蓄电池12和控制单元13。超级电容11，用于通过第一双向DC/DC为牵引系统供电；可以理解的是，有轨电车运行时分为匀速运行、启动加速和制动三种状态，当有轨电车在匀速运行和启动加速时，控制单元13控制超级电容11为牵引系统提供大放电电流；当有轨电车处于制动运行状态时，控制单元13控制超级电容11通过第一双向DC/DC吸收并储存牵引系统反馈回来的反馈电量。这里的超级电容11泛指能量密度低，充放电电流大的储电元件，可以为石墨烯超级电容，当然，对于具体为哪种超级电容11本专利技术在此不作特别的限定，工作人员可根据实际需要选择合适类型的超级电容11，能够实现上述功能的超级电容11均在本专利技术的保护范围之内。蓄电池12，用于通过第二双向DC/DC为辅助系统供电；这里的蓄电池12泛指能量密度大，充放电电流偏小(相对超级电容)的储电元件，可以为磷酸铁锂电池，当然，对于具体为哪种蓄电池12本专利技术在此不作特别的限定，工作人员可根据实际需要选择合适类型的蓄电池12，能够实现上述功能的蓄电池12均在本专利技术的保护范围之内。根据超级电容11和蓄电池12的特性可知，第一双向DC/DC为充放电流大的直流斩波器，而第二双向DC/DC为充放电流小的直流斩波器，具体采用哪种类型的直流斩波器本专利技术并不做特别限定，可由工作人员根据实际情况自行选择，只要所选取的直流斩波器能够实现本专利技术的目的即可。控制单元13，用于控制超级电容11为牵引系统供电，以及控制蓄电池12为辅助系统供电。其中，图1所示结构图中的超级电容11及其对应的第一双向DC/DC、牵引逆变器及其下部负载(例如制动电阻)；蓄电池12及其对应的第二双向DC/DC、辅助逆变器及其下部负载不代表实际的数量，仅泛指该类型部件，实际系统中可根据具体情况确定各部件的数量，本专利技术并不对以上部件的具体数量进行限定。本专利技术提供了一种多储能元件的电源管理系统，包括超级电容、蓄电池，和控制单元。该系统采用超级电容为有轨电车的牵引系统供电，采用蓄电池为有轨电车的辅助系统供电，由于超级电容可以提供大电流，因此有轨电车在匀速运行的阶段可以不用限速运行，提高了有轨电车的运行速度，并且，由于该系统对各储能元件的功能的分配非常合理，避免了蓄电池同时为牵引系统和辅助系统供电的情况，减小了蓄电池的负荷。实施例二参见图2所示，图2为本专利技术提供的另一种电源管理系统的结构示意图；基于实施例一所给的系统，作为优选地，本专利技术公开的系统还包括:开关14，用于当控制单元13判断得到超级电容11的电压小于第一电压阈值时，控制单元13控制开关14闭合，蓄电池12为超级电容11充电以及为牵引系统供电；或者，用于当控制单元13判断得到超级电容11的电压大于第二电压阈值时，控制单元13控制开关14闭合，牵引系统11为蓄电池12充电以及为辅助系统供电。由此可知，开关14与控制单元13相连，开关14的断开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源管理系统，应用于无触网运行的有轨电车，其特征在于，包括：超级电容，用于通过第一双向DC/DC为牵引系统供电；蓄电池，用于通过第二双向DC/DC为辅助系统供电；控制单元，用于控制所述超级电容为所述牵引系统供电，以及控制所述蓄电池为所述辅助系统供电。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：雷张文，王军民，邓谊柏，聂文斌，屈海洋，张宇，刘厚林，刘劲，陈中杰，金怡，刘健，
申请(专利权)人：南车株洲电力机车有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43