[发明专利]一种双源无轨电车用车网电量平衡控制系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种双源无轨电车用车网电量平衡控制系统及控制方法，该系统主要包括多能源控制模块、动力电池能量管理模块、线网能量管理模块。根据整车状态、司机驾驶行为来计算整车的功率需求，并进行动力电池和线网的多能源控制分配；按照多能源控制模块的指令分配管理各自的能量流向及功率，最终达到车载动力电池和线网能量的平衡利用。

技术领域

本发明属于新能源汽车设计与制造的技术领域，特别是涉及一种双源无轨电车用车网电量平衡控制系统及控制方法。

背景技术

目前，在城市空气污染加重和石油对外依存度越来越高的严峻形势下，国内传统的燃油客车已无法满足节能减排的需要，国家开始大力推广新能源汽车。新能源汽车主要包括混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车等各类别产品。其中，纯电动汽车符合节能环保的要求，但是纯电动汽车中存在的续驶里程短、大容量电池和充电站的建设成本等问题制约了其发展。

然而，纯电动汽车仍然需要设置大量充电桩为其快速充电。近年来，随着纯电动客车的进一步发展，无轨电车技术再次被人们所关注。在现有技术中，无轨电车能够实现车辆的挂网纯电动行驶，无需额外设立充电桩，但对线网的依赖性强，不能脱网运营同样制约其发展。因此，将线网能源或者其他能源和纯电动电池能源相结合的双源无轨电车备受关注。双源无轨电车多应用于公交线路中，双源无轨电车采用了快充电池系统及已有网线设施，在有架空网线的路段可依靠电网供电驱动车辆运行，同时可对电池进行充电，在无架空网线区段则靠储能系统中储存的电量运行；从而克服了纯电动汽车和无轨电车需充电桩或受制于电网布局的天生缺陷，实现“多线路运行、共享网线充电”，解决了纯电动汽车的续驶里程短、大容量电池和充电站的建设成本等问题。现有技术中的双源无轨电车实现了双源供电，使车辆既能搭线运行，又能脱线运行，解决了电车机动性差的缺陷；同时采用了自动升降的集电杆，克服了电车经常出现的“掉辫子”现象。

然而，现有技术中的双源无轨电车中存在了一些问题。随着城市化进程的加快，各地新增双源无轨电车的数量也明显放量，但是由于双源无轨电车线网变电站可增容量有限。当车载动力电池电量不足时，由于能量主要来自线网导致线网负荷过大，经常出现多辆双源无轨电车争抢线网资源导致集体无法运行甚至变电站跳闸；当双源无轨电车车载动力电池电量较多时，出于对车载动力电池的保护就会降低整车制动能量回收的功率，导致能量白白浪费。由于制动能量回收功能的减弱甚至失效也会延长整车的制动距离致使安全性降低。

综上所述，现有技术中对于如何解决现有双源无轨电车因数量大幅增加与双源无轨电车线网变电站可增容量有限之间存在矛盾，导致双源无轨电车车载电池和无轨电车线网的电量不平衡，出现多辆双源无轨电车停止运行甚至变电站跳闸，或整车制动能量回收的功率降低，能量白白浪费，甚至延长整车的制动距离致使安全性降低的问题，尚缺乏有效的解决方案。

发明内容

本发明为了克服的现有技术中存在的上述问题，提供一种双源无轨电车用车网电量平衡控制系统及控制方法，实现双源无轨电车车载电池和无轨电车线网的电量平衡，一方面保证车载动力电池维持合适的电量，另一方面在运行时进行车载动力电池供电和线网供电的合理调配，达到车网电量平衡。

为了实现上述目的，本发明采用如下一种技术方案：

一种双源无轨电车用车网电量平衡控制系统，该系统包括：

控制层，所述控制层用于计算整车功率需求，并进行车载动力电池和线网的多能源控制分配，并将控制分配指令发送至执行层；

和

执行层，所述执行层接收所述控制层的控制分配指令，根据所述控制分配指令管理能量流向及功率，达到车载动力电池和线网能量的平衡。

进一步的，所述控制层包括多能源控制模块，

所述多能源控制模块与车载终端连接，通过车载终端采集双源无轨电车的车辆信息，并根据车辆信息计算整车的电能功率需求；