[发明专利]一种用于超级电容储能式有轨电车的充电装置及充电方法

权利要求书

1.一种用于超级电容储能式有轨电车的充电方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

待充电车辆与充电装置连接完成后开始对待充电车辆充电；

采用第一级充电模式对待充电车辆进行充电；

检测到超级电容的电压达到预设的阈值时转换为第二级充电模式对待充电车辆充电；

采用稳压模式保证电路在第一级充电模式和第二级充电模式下的输入电压稳定；

达到充电标准，充电完成，停止充电；

所述第一级充电模式为恒流限压模式，所述恒流限压模式的充电控制方法包括如下步骤：

采样充电装置输出端的充电电流，经过比例系数换算输入直流电流PI控制器；

直流电流PI控制器将采样值与设定值作比较，经过积分放大后输出调制波与三角载波作比较，在调制波与三角载波的交点时刻控制IGBT的通断，得到电流PWM控制信号。

2.根据权利要求1所述的一种用于超级电容储能式有轨电车的充电方法，其特征在于：待充电车辆与充电装置连接完成的判断方法包括如下步骤：

待充电车辆进站，充电装置的充电轨与待充电车辆的受电弓接触；

检测充电轨与受电弓处的电压；

当电压大于设定阈值时，则认为接触有效可以充电。

3.根据权利要求1所述的一种用于超级电容储能式有轨电车的充电方法，其特征在于：所述第二级充电模式为恒压限流模式，所述恒流限压模式的充电控制方法包括如下步骤：

采样超级电容电压，经过比例系数换算送进充电电压PI控制器；

充电电压PI控制器将采样值与设定值作比较，经过积分放大后输出调制波与三角载波作比较，在调制波与三角载波的交点时刻控制IGBT的通断，得到电压PWM控制信号。

4.根据权利要求1所述的一种用于超级电容储能式有轨电车的充电方法，其特征在于：达到充电标准判断方法为：

当处于第二级充电模式时，充电电流下降至阈值；

或超级电容电压达到阈值，并保证第二级充电模式稳定后，则判断充电完成。

5.根据权利要求1所述的一种用于超级电容储能式有轨电车的充电方法，其特征在于：所述稳压模式为电压外环、电流内环的双闭环控制模式，所述电压外环、电流内环的双闭环控制模式的充电控制方法包括如下步骤：

所述电压外环，电压PI调节器根据采集的直流母线电压实际值和给定的电压固定值进行调节，输出电流指令；

所述电流内环，根据电压外环给出的电流指令对Boost变换器的输入电流进行控制。

6.一种用于超级电容储能式有轨电车的充电装置，其特征在于，采用权利要求1～5任一项所述的一种用于超级电容储能式有轨电车的充电方法，充电装置包括依次连接的输入回路、前级DC/DC升压变换器、后级DC/DC降压变换器和输出回路；

所述输入回路包括依次连接的输入防雷、输入隔离开关、输入接触器和输入快熔，所述输入接触器的两端并联有预充电回路，所述输入接触器和输入快熔之间连接有输入稳压电容和电阻；

所述前级DC/DC升压变换器的输入端与所述输入回路的输出端相连接，其输出端与所述后级DC/DC降压变换器的输入端相连；

所述后级DC/DC降压变换器的输出端与所述输出回路相连接；

所述输出回路包括依次相连的输出快熔、钳位二极管、输出接触器、输出隔离开关和输出防雷，所述输出快熔和钳位二极管之间连接有输出稳压电容和电阻。

7.根据权利要求6所述的一种用于超级电容储能式有轨电车的充电装置，其特征在于：所述前级DC/DC升压变换器与所述后级DC/DC降压变换器级联的正、负直流母线上并联有撬棒电路，所述撬棒电路由IGBT模组和电阻串联组成。

8.根据权利要求6所述的一种用于超级电容储能式有轨电车的充电装置，其特征在于：所述前级DC/DC升压变换器与所述后级DC/DC降压变换器相连的正、负直流母线上并联有放电支路，所述放电支路由若干个相同电阻进行相互并联后再与接触器串联组成。