[发明专利]一种城轨车辆供电系统及供电方法

说明书

本发明公开了一种城轨车辆供电系统及供电方法，其中供电系统包括超级电容，超级电容接供电单元，还包括双向充电机、赝电容、第一电压传感器和第一电流传感器，第一电压传感器和第一电流传感器的检测端均与超级电容相连，第一电压传感器和第一电流传感器的输出端均与双向充电机相连，供电单元、超级电容、赝电容、第一电压传感器和第一电流传感器均与双向充电机相连；超级电容在双向充电机待机时吸收电量或对车辆供电，供电单元在双向充电机工作于降压充电模式时对赝电容充电，超级电容在双向充电机工作于升压充电模式时吸收赝电容提供的电量。本发明利用超级电容和赝电容进行混合供电，续航能力强，工作可靠性高，再生能耗利用率高，运行成本低。

技术领域

本发明属于轨道交通技术领域，特别涉及一种城轨车辆供电系统及供电方法。

背景技术

目前，国内外绝大多数城轨车辆采用接触网、接触轨、锂电池、超级电容、碳酸锂电池中的一种供电，储能和供电形式比较单一。对于单独利用超级电容供电的城轨车辆而言，超级电容的电压输入端接供电单元，其中供电单元包括站台充电单元或牵引再生制动单元。在车辆进站时，站台充电单元与超级电容的电压输入端相连，利用乘客上下车的站停时间，站台充电单元利用大电流快速给超级电容进行充电；在车辆回收再生制动能量时，牵引再生制动单元与超级电容的电压输入端相连，利用超级电容吸收车辆再生制动能耗。车辆行驶时，由超级电容为牵引系统等供电，使车辆正常运行。

虽然超级电容充放电快，但其储能较少，因而这种由单一超级电容供电的城轨车辆续航能力差，车辆对复杂路况（堵车、等红灯等）的应对能力不强，工作可靠性低；车辆无法全部吸收在长大下坡道产生的再生制动能量，再生能耗利用率低，增加运行成本。

发明内容

现有单一使用超级电容供电的城轨车辆储能较少，续航能力差，对复杂路况的应对能力差，工作可靠性低，再生能耗利用率低，运行成本高。本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种城轨车辆供电系统及供电方法，利用超级电容和赝电容进行混合供电，续航能力强，工作可靠性高，再生能耗利用率高，运行成本低。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种城轨车辆供电系统，包括超级电容，超级电容的电压输入端接供电单元，其中供电单元包括站台充电单元和牵引再生制动单元，其结构特点是还包括双向充电机、赝电容、第一电压传感器和第一电流传感器，第一电压传感器的检测端和第一电流传感器的检测端均与超级电容相连，第一电压传感器的输出端和第一电流传感器的输出端均与双向充电机相连，供电单元、超级电容、赝电容、第一电压传感器和第一电流传感器均与双向充电机相连；其中，第一电流传感器用于检测超级电容的电流值I₁并发送至双向充电机；第一电压传感器用于检测超级电容的电压值U₁并发送至双向充电机；双向充电机用于接收第一电流传感器和第一电压传感器的检测值；在供电单元有电量输出时，若U₁＜900V或I₁＞1A，则双向充电机待机；在供电单元有电量输出、U₁≥900V、I₁≤1A三个条件均满足时，双向充电机工作于降压充电模式；在超级电容对车辆供电时，若U₁≥600V，则双向充电机待机；在超级电容对车辆供电时，若U₁＜600V，则双向充电机工作于升压充电模式；超级电容用于在双向充电机待机时吸收供电单元提供的电量或对车辆供电，供电单元用于在双向充电机工作于降压充电模式时通过双向充电机对赝电容充电，超级电容用于在双向充电机工作于升压充电模式时通过双向充电机吸收赝电容提供的电量。