[发明专利]一种双源无轨电车动力系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电动汽车领域，具体涉及双源无轨电车动力系统结构及控制方法。

背景技术

汽车在推动社会经济发展的同时，也导致能源危机、环境污染、全球气温上升危害加剧，节能减排是未来汽车发展的主攻方向，新能源交通工具越来越被人们所重视，发展电动汽车将是解决这两个技术难题的最好途径。电动汽车因其零排放、低噪声等优点受到了广泛关注，世界各国都将电动汽车作为汽车工业的发展方向。

双源无轨电车也是电动汽车领域里的一种。双源无轨电车，是指使用电网线轨和自身加装的电池双源供电，在有线网的路段可依靠线网供电，同时对电池进行充电，没有线网的时候则靠电池中储存的电量运行的车辆。

现有双源无轨电车动力系统方案：

电机驱动器和其它用电设备直接与城市电网连接，在有电网区域电网作为电源给整车供电，在没有电网区域，动力电池作为电源直接给整车供电。电车上装有制动电阻，电车制动时，回馈能量全部由制动电阻消耗。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种双源无轨电车动力系统结构，为电机控制器及其它用电设备提供稳定的直流电压，实现电机控制器及其它用电设备与城市公交电网电气隔离。

本发明具体采用如下技术方案：

双源无轨电车动力系统，其特征在于包括集电装置、DC/DC隔离稳压电源、充电器、电机驱动器及其连接的电机、其他用电设备和动力电池，集电装置经第一断路器连接DC/DC隔离稳压电源，充电器、电机驱动器、其他用电设备并联在DC/DC隔离稳压电源直流输出母线两端，充电器经第二断路器连接动力电池，动力电池经第三断路器连接DC/DC隔离稳压电源输入端，第二断路器经第四断路器和防止电车制动电流回流到动力电池的防反二极管连接DC/DC隔离稳压电源直流输出母线两端。

优选地，所述DC/DC隔离稳压电源直流输出母线两端还并联有超级电容，一方面用来回收电车制动时的回馈能量，另一方面在电车启动和加速时瞬间提供一个较大的电流。

本发明的另一目的是提供上述系统的控制方法，其特征在于：

（1）在有电网区域

第一、第二断路器闭合，第三、第四断路器断开，电网通过DC/DC隔离稳压电源后，输出稳定的直流电压给电机驱动器供电，同时，如果动力电池SOC未达到设定满载值，充电器启动，给动力电池充电，动力电池充满后第二断路器断开；

（2）在无电网区域

第三断路器闭合，第一、第二、第四断路器断开，动力电池通过DC/DC隔离稳压电源后，输出稳定的直流电压给电机驱动器供电。

当DC/DC隔离稳压电源不能正常运行，第四断路器闭合，第一、第二、第三断路器断开，动力电池直接给电机驱动器供电。

当电车制动功率超出动力电池所能吸收的最大功率，系统根据直流母线电压升高数值计算所需机械制动能量，并传递给机械制动装置实现机电联合制动。

本发明具有如下有益效果：

1.在电机驱动器、其它用电设备与城市电网之间增加一个高压DC/DC隔离稳压电源，为整车用电系统提供一个稳定的直流电压，不仅解决了整车用电设备输入电压波动的问题，而且使电网与整车用电设备之间电气隔离，解决了跨步电压等安全隐患问题。

2.在没有城市公交电网的区域，电车通过动力电池供电，此时动力电池接在高压DC/DC隔离稳压电源的输入端，通过此设备升压后为整车用电设备供电，解决了电池电压等级和电机驱动器直流电压等级不匹配的问题。

3.在一具体实施例中，在动力系统中增加超级电容，一方面用来回收电车制动时的回馈能量，避免了电能的浪费；另一方面在电车启动和加速时能瞬间提供一个较大的电流，满足电机输出高转矩的需求，解决了相应工况下电机输出功率不足的问题。

4. 在没有超级电容的情况下，依靠动力电池也能回收电车制动时大部分回馈能量，当制动功率超出动力电池所能吸收的最大功率，可以利用机电联合制动达到制动效果。

附图说明

图1是本发明系统原理图。

图2是本发明系统带超级电容的原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步的说明。

实施例一