[发明专利]纯电公铁两用车的运行控制系统

说明书

本专利公开了一种纯电公铁两用车的运行控制系统，包括主控CPU单元，供能储能装置，驾驶室操控单元，以及安装在前、后公铁轮对电机组装上的AC/DC双向逆变器和电压电流、转速传感器。本专利的有益效果在于：引入高功率比的超级电容作为辅助电源以适应公铁两用车公路运行时重载爬坡的高功率放电与制动高功率回收的工况特性，用牵引电机铁路模式下的发电状态运行补充电能解决了传统公铁两用车需要长时间静置充电造成车辆利用率低的困扰，采用公铁轮对电机组装并辅以换轴箱、液压升降箱实现了铁路运行模式和公路运行模式的转换。

技术领域

本专利涉及一种车辆运行控制系统，尤其涉及一种用于物流运输纯电公铁两用车的运行控制系统。

背景技术

目前，我国是全球最大的能源进口国，提高能源的利用率对我国意义深厚。尤其在公路铁路运输行业这种能源使用密集型产业之中，单个目标单位运行周期内的能源使用率提高意味着绝对值的大幅提升。再生制动方案中电容储能应用最为广泛，而电容储能应用又分为小电压大容量与大电压小容量两种，两者控制原理基本一致，且都具有储存能源与稳定电源的双重属性。

2020年10月9日十四五规划中的关于《新能源汽车产业发展规划》提出了我国发展新能源汽车的目标：2035年公共领域用车全面实现电动化。而纯电复合电源公铁两用车正是其中一个重要的发展方向。我国发展新能源车意义重大一则可以减少我国对原油进口的依赖程度；二则可以降低城市尾气排放，达到保护环境的目的；三则从汽车开发技术上来说，大力发展新能源车，有利于我国绕开燃油车技术壁垒实现汽车领域的弯道超车。

纯电公铁两用车的投入使用有助于减少公路铁路联运的二次倒运，同时我国近年鼓励开展多式联运的发展。中国的多式联运受限于联运设备技术的水平和多式联运基础设施，公铁设备的不配套等因素阻碍着中国的多式联运向更多维度的发展。考虑到我国的公路运输过程中存在着超限超载严重、事故多发、环境污染等种种问题，提倡建立以铁路为引领的，公路为节点的多式联运运输系统就有了巨大的现实意义。应该基于我国经济发展水平和物流市场格局的不断变化与需求，加快开发利于环保与能源节约的复合电源纯电运输公铁两用车。铁路具有运送距离长、运送质量大、平均成本低、全天候的优势，公路具有灵活机动的特点。纯电新型公铁两用车运输方式的发展进步，使得公路运输与铁路运输成为了一个有机的整体。未来绿色经济的纯电公铁两用车的多式联运方式能为解决我国内陆地区集装箱中转站大型专业吊装设备、资金投入不足等问题提供一个先进的解决方案，能够适应不断发展的物流运输需求。与此同时，纯电公铁两用车有利于保护自然生态环境，减少日益严重的公路交通拥堵、道路养护、尾气排放和交通事故等问题，符合我国绿色低碳的可持续发展战略要求。

相比于传统的柴油货运系统，纯电公铁两用车结构相对简单，零部件的安装具有高度的灵活性，又因为环保在工业生产中考虑的比例越来越多，未来在公铁两用车的动力源问题考虑上，更多的会采用既节能又环保的蓄电池，就能源转化效率而言，传统燃油运输系统的转化率在20%左右，电动机的转化效率则高达90%以上，即便考虑燃煤发电的能源损失问题，纯电动车的总效率也高于35%。随着纯电公铁两用车的推广应用，转运效率的提高，可以很显然地看到平均货运成本的降低，减少传统长距离公路运输导致的疲劳驾驶问题，降低我国目前不低的货车运输事故率与货损率。公铁两用车运输的载重/自重比高于驮背运输、单层集装箱运输，某些指标甚至超过了双层集装箱运输，经济效益显著；同时还减少了运输费用和站场投资，减少货损和占地面积，实现零库存，提高服务质量和企业竞争力。

因此本专利以铁路运输站点到最近的物流园的短距离公路往返运行为应用场景，在考虑常见循环工况下的动力与储能需求以及内燃机牵引在城市路段低速运行油耗高的情况后，充分发挥纯电动车在特定场景限定区域的运行优势，致力于研究一种具有高能源利用效率的以复合电源为动力的纯电动包含车轴发电充能与制动回收策略的公铁两用车的运行控制系统。

专利内容

为了克服目前公路铁路联运领域研究的匮乏以及对纯电动公铁两用车货运的应用案例较少，还有对重卡复合电源的能量控制效率的不足，本专利为了解决上述问题公开了一种纯电公铁两用车的运行控制系统。