[发明专利]有轨电车紧急牵引模式的超级电容并网控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种有轨电车紧急牵引模式的超级电容并网控制系统及方法，所述控制系统包括：至少两个超级电容模组，每个超级电容模组通过接触器与电车直流母线连接；每个接触器连接至主控单元，所述主控单元根据来自司机室的硬线指令通过控制每个接触器的动作实现超级电容模组的并网控制，使相应的超级电容模组并入电车直流母线。本发明实现了由司机室的硬线开关进行超级电容并网控制，在紧急牵引模式激活后，独立安全可靠的完成超级电容模组的并网操作，保障电车紧急牵引模式的正常运作，能够确保即使有轨电车在处于譬如TCMS系统失效等极端条件下也能顺利将超级电容模组并网，为紧急牵引提供电能。

技术领域

本发明涉及一种有轨电车紧急牵引模式的超级电容并网控制系统及方法，属于轨道交通技术领域。

背景技术

近年来，环境污染、能源枯竭以及全球气候变暖等环保问题日益成为各国政府关注的重点，因此低能耗、零排放的电动车辆愈发受到交通行业的重视，成为现在城市交通发展的热点。

传统有轨电车需要沿轨道架设接触网来为电车运行提供电能供应，即影响城市道路景观也提高了建设成本，随着有轨电车技术的进一步发展，国内已有很多人员进行采用超级电容作为车载储能装置的有轨电车的研究。超级电容的功率密度高，具备快充快放特性，能满足高加速度所需功率，可实施制动能量高效回收，因此采用超级电容作为储能装置的现代有轨电车可以实现停靠短时充电，站间无触网运行的模式，是城市内公共交通的好选择。

由于超级电容功率密度大然而能量密度较低的特点，为满足电车在站间无触网区间行驶的能量要求，必然要求在车内安装容量足够多的超级电容，通常由于车顶空间的限制，这些超级电容以模组的形式分散在有轨车顶的不同位置。实际运行过程中，简单将所有超级电容模组并联后通过一个接触器与车辆直流母线并网存在可靠性低的风险，一旦有一个模组故障就必须切断所有超级电容，因此通常对不同位置的超级电容模组通过各自独立的接触器接入直流母线。由于不同的超级电容模组可能出现电量不一致，电压不同的情况，随意并网可能导致出现较大的电流冲击，产生发热和能量损耗，严重时甚至会损坏超级电容造成更严重的后果，因此需要对超级电容模组的并网方式进行控制。

通常电车的超级电容并网控制由TCMS系统完成，但是在特殊情况下譬如TCMS失效时，车辆处于无触网区间要进行紧急牵引，由于上文所述的超级电容特殊性，简单由人工来闭合超级电容模组接触器进行并网非常危险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种有轨电车紧急牵引模式的超级电容并网控制系统及方法，由司机室的硬线开关控制，在紧急牵引模式激活后，独立安全可靠的完成超级电容模组的并网操作，保障电车紧急牵引模式的正常运作。

本发明提供的一种有轨电车紧急牵引模式的超级电容并网控制系统，包括：至少两个超级电容模组，每个超级电容模组通过接触器与电车直流母线连接；每个接触器连接至主控单元，所述主控单元根据来自司机室的硬线指令通过控制每个接触器的动作实现超级电容模组的并网控制，使相应的超级电容模组并入电车直流母线。

进一步地，所述主控单元包括：独立的可编程逻辑控制器，以及与该可编程逻辑控制器连接的可扩展的输入输出板卡；

所述输入输出板卡包括：

多通道数字量输出板卡，用于输出接触器的闭合和断开指令；

多通道数字量输入板卡，用于接收硬线指令、超级电容模组的故障状态和接触器开闭状态反馈；

多通道模拟量输入板卡，用于检测超级电容模组的电压。

其中，所述多通道数字量输出板卡的通道数量根据实际超级电容模组的接触器数量决定。

其中，所述多通道数字量输入板卡的通道数量根据实际信号数量决定。

其中，所述多通道模拟量输入板卡的通道数量根据实际超级电容模组的数量决定。