[发明专利]基于受电弓及动力电池的双电源供电控制方法及系统

说明书

本发明提供了基于受电弓及动力电池的双电源供电控制方法及系统，包括：确定列车处于有网区向无网区的过渡区域时，控制双向DC/DC电路完成充电模式转换成放电模式之后电车进入无网区，列车供电由第一充电弓供电转换为动力电池供电；确定电车处于无网区向有网区的过渡区域时，控制第一充电弓完成升弓后列车再进入有网区，列车供电由动力电池供电转换为第一充电弓供电；上述无网区与有网区之间过渡区域的供电是在列车不断电、不停车的前提下自动切换。自动实现列车接触网供电和动力电池供电的无缝转换，转换过程列车不停车、不断电，提升了列车平均旅行速度。

技术领域

本发明属于技术列车供电控制技术领域，具体涉及基于受电弓及动力电池的双电源供电控制方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

当线路存在有网区及无网区工况时，一般车辆解决方案为兼容受电弓及动力电池供电模式，即在有网区运行时由受电弓供电，无网区时由动力电池供电，但在线路之间往返运行时，动力电池电量如何保证始终满足无网区线路能耗，是必须解决的难题。

通过车载受电弓为动力电池充电时需配置大功率双向DC/DC进行充放电控制，动力电池充电越快，列车牵引性能越高，需配置的双向DC/DC功率越大，双向DC/DC尺寸及重量越大，这与车辆有限的安装空间与轴重存在矛盾。同时，为了满足无网区返程能耗，终点站充电桩通过既有受电弓和双向DC/DC为动力电池充电，受制于既有受电弓和双向DC/DC能力，充电时间较长，不利于列车运营编排。

另外，有网区运行时，受制于接触网供电能力，受电弓供电满足列车正常运营情况下，为动力电池充电，该充电电流较小，配置的双向DC/DC能力浪费，同时由于双向DC/DC重量较大，进一步导致列车日常运营能耗增加。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了基于受电弓及动力电池的双电源供电控制方法及系统，本发明自动实现列车接触网供电和动力电池供电的无缝转换，转换过程列车不停车、不断电。

根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：

第一方面，公开了基于受电弓及动力电池的双电源供电控制方法，包括：

确定列车处于有网区向无网区的过渡区域时，控制双向DC/DC电路完成充电模式转换成放电模式之后电车进入无网区，列车供电由第一充电弓供电转换为动力电池供电；

确定电车处于无网区向有网区的过渡区域时，控制第一充电弓完成升弓后列车再进入有网区，列车供电由动力电池供电转换为第一充电弓供电；

上述无网区与有网区之间过渡区域的供电是在列车不断电、不停车的前提下自动切换。

进一步的技术方案，还包括对动力电池充电，所述动力电池充电方式包括：在充电桩处利用第二充电弓升弓对动力电池充电；

充电桩充电工况下，双向DC/DC电路开关闭合，充电桩通过第二受电弓为动力电池充电，同时通过双向DC/DC电路提供列车牵引用电及辅助负载用电。

进一步的技术方案，经过无网区向有网区的过渡区域之后，列车处于有网区接触网供电时，控制第一充电弓连接接触网；

监控到接触网网压后，双向DC/DC电路自动调整高压母线侧输出电压，使其略低于接触网电压，列车自动控制高压电气箱内开关闭合，整车供电转由接触网供电。

优选的，所述动力电池充电方式还包括：列车处于有网区时，双向DC/DC电路自动转换成充电模式，将接触网的剩余能量通过双向DC/DC电路给动力电池充电。

进一步的技术方案，经过无网区向有网区的过渡区域之后，列车处于有网区制动工况时，列车动能通过牵引电机和牵引变流器转化为电能，双向DC/DC电路自动调控高压母线侧电压，使其略低于接触网电压。