[发明专利]一种轨道车辆储能系统充电方法

说明书

本发明公开了一种轨道车辆储能系统充电方法，该方法采用至少两套储能系统并联供电，每套储能系统均配备有电芯管理系统CMS；采用的充电桩系统与储能系统上的电芯管理系统CMS之间无线双向通信连接；充电桩系统在给储能系统充电之前，先判断每个储能系统的电压之间是否存在不适合同时充电的电压差，若不存在，则控制充电桩同时对每个储能系统进行充电；若存在，则将各储能系统的电压调节到适合同时充电的电压差后再控制充电桩同时对每个储能系统进行充电；具体充电过程中先用恒流充电，直到储能系统电压稳定后再换成恒压充电，到储能系统电流稳定后，结束充电。该方法具有包含多个储能模块，充电安全性、稳定性与充电效率可以兼顾的效果。

技术领域

本发明涉及电动轨道车辆储能系统充电技术领域，具体是指一种轨道车辆储能系统充电方法。

背景技术

目前，为了推动新能源车辆的发展。部分型号的轨道车辆也开始朝着向带有储能系统的结构发展。即通过在轨道车辆上安装储能系统，然后在车站安装对应的充电系统并配合其他控制系统与传感器装置组成充电结构。车辆在全部或者部分车站通过升弓充电，出站后靠储能系统存储的能量降弓无架线行驶。

在轨道车辆的储能系统的充电方法方面，首先，现有技术中带储能系统的轨道车辆很多只带有一套储能系统，充电方法也只针对单一的储能系统，当车辆在降弓无架线行驶时，一旦出现供能故障，车辆就会全面断电，而单一储能系统反复频繁的充放电，也会加速其衰减，不利于系统长久稳定的运行。

目前针对单一储能系统的充电方式主要有浮充、均充、快速充电、恒流充电四种方式。其中浮充是指一种连续、长时间的恒电压充电方法。浮充电压略高于涓流充电电压，足以补偿蓄电池自放电损失并能够在电池放电后较快地使蓄电池恢复到接近完全充电状态，又称连续充电。这种充电方式，不能控制电流大小，容易对充电器和电池造成损坏。

其中均充是指以定电流和定时间的方式对电池充电，充电较快。充电电压与浮充相比要大。在专业维护人员对电池保养时经常用的充电模式，这种模式还有利于激活电池的化学特性。其中恒流充电是指电流维持在恒定值的充电方法，是一种广泛采用的充电方法。蓄电池的初充电，运行中的蓄电池的容量检查，运行中的牵引蓄电池的充电以及蓄电池极板的化成充电，多采用恒流或分阶段恒流充电。但均充和恒流充电时，电池的充电额定电压得不到保障，容易把电池充爆。

其中快速充电的充电方式能在1～5h内使蓄电池达到或接近完全充电状态的一种充电方法。常用于牵引用蓄电池需要在较短时间内恢复完全充电状态时的充电。快速充电对蓄电池的性能和寿命有损。蓄电池的正常充电耗时约10～20h，如何能快速充电而不损害蓄电池的性能和寿命，目前还没有完全突破相关瓶颈。

而目前用于轨道车辆的储能系统的充电方法多是直接采用与电动小汽车的充电方法相同的方法，没有考虑轨道车辆对功率、安全性、稳定性与效率等要求更高的特殊性。

综上所述，现有技术中针对于轨道车辆的储能系统充电方法仍然存在储能模块单一，充电安全性、稳定性与充电效率无法兼顾等不足之处。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种包含多个储能模块，充电安全性、稳定性与充电效率可以兼顾的轨道车辆储能系统充电方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种轨道车辆储能系统充电方法，该方法采用至少两套储能系统并联供电，为轨道车辆提供动力来源，每套储能系统均配备有电芯管理系统CMS；采用充电桩系统为轨道车辆的储能系统充电，充电桩系统与储能系统上的电芯管理系统CMS之间无线双向通信连接；充电桩系统在给储能系统充电之前，先根据储能系统特性以及实际运行工况判断每个储能系统的电压之间是否存在不适合同时充电的电压差，若不存在，则控制充电桩同时对每个储能系统进行充电；若存在，则将各储能系统的电压调节到适合同时充电的电压差后再控制充电桩同时对每个储能系统进行充电；具体充电过程中采用先用恒流充电，直到储能系统电压稳定后再换成恒压充电，到储能系统电流稳定后，确认储能系统电能充满，结束充电。