[发明专利]一种无接触网供电城市轨道车辆制动能量回收方法

说明书

本发明公开一种无接触网供电城市轨道车辆制动能量回收方法，包括步骤：设定车辆制动距离；在制动前根据速度优化算法得到最优的制动速度曲线；车辆按照所述最优的制动速度曲线运行；在制动过程中采用分段电阻投入的方式,消耗多余的制动功率，确保母线电压的稳定。本发明使车辆在该速度曲线运行下可以回收更多的制动能量；改变了车辆制动过程中制动功率随时间的分布，实现了在满足制动距离要求以及其他各项指标的前提下超级电容吸收的制动能量达到最大化；极大提高氢燃料电池有轨车辆的运行里程，而且将延长车辆制动部件的使用寿命。

技术领域

本发明属于混合动力技术领域，特别是涉及一种无接触网供电城市轨道车辆制动能量回收方法。

背景技术

低碳化，节能，高效，绿色成为21世纪全球发展的主题，在交通领域发展低碳排放、节能、清洁的交通工具更是一种发展趋势，氢燃料电池混合动力有轨车辆作为一种正在发展的交通工具，其消耗氢气排放物是水，因此相比于其他交通工具更加环保、清洁。但由于有轨车辆在运行中站间距较短，因此车辆运行过程中存在频繁的起动-制动，在制动过程中将可以车辆蕴藏着大量的机械能可被回收再利用，但目前的有轨车辆在制动过程中大量的机械能被制动电阻等设备消耗，只有少部分被吸收再利用，不仅能量的利用率低而且大量的热量排向周围环境，对周围环境产生影响。提高有轨车辆制动能量回收率已近成为急需解决的问题。

在目前的混合动力电池制动的研究中，对制动过程中优化策略考虑较少，大多为根据司机经验对车辆制动，其不能最大化的吸收制动过程的制动功率，较大的影响了车辆的运行里程。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种无接触网供电城市轨道车辆制动能量回收方法，使车辆在该速度曲线运行下可以回收更多的制动能量；改变了车辆制动过程中制动功率随时间的分布，实现了在满足制动距离要求以及其他各项指标的前提下超级电容吸收的制动能量达到最大化；极大提高氢燃料电池有轨车辆的运行里程，而且将延长车辆制动部件的使用寿命。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种无接触网供电城市轨道车辆制动能量回收方法，包括步骤：

S100，设定车辆制动距离；

S200，在制动前根据速度优化算法得到最优的制动速度曲线，车辆按照所述最优的制动速度曲线运行；

S300，在制动过程中采用分段电阻投入的方式,消耗多余的制动功率，确保母线电压的稳定。

进一步的是，所述速度优化算法包括步骤：

S201：车辆制动时先根据车辆电机制动特性曲线制动；

S202：在速度降到功率变换点后改变电机制动状态，使电机制动的输出功率满足超级电容最大吸收功率的要求且使车辆制动距离满足要求值，得到最优的制动速度曲线。

进一步的是，所述步骤S202包括步骤：

当速度降低到功率变换点后，改变电机的制动状态，使电机设定的功率发出制动功率；

车辆按电机制动曲线制动过程中电机制动功率为输出的最大制动功率；在此过程中电机以最大减速度减速，车辆速度快速降低，车辆按电机制动曲线制动车辆，制动距离短；

车辆按预设制动功率制动，使电机制动的输出功率满足超级电容吸收能量；改变制动过程中的功率变换点，使制动距离满足要求值。

进一步的是，所述速度优化算法包括步骤：

(1)根据所述车辆制动距离s^*，计算超级电容最大吸收功率P_sc(t)；设定采样时间为T、减速度最大值a_max和舒适度限定值difa_max；