[发明专利]城轨列车车载超级电容器的控制方法

摘要

本发明提供了一种城轨列车车载超级电容器的控制方法，其特征在于：包括车载超级电容器、地面控制系统、列车制动系统和车载控制系统；所述控制方法包括：（一）列车制动时，列车制动系统将制动信号发送给车载控制系统；（二）车载控制系统收到制动信号后，从地面控制系统获取列车所处牵引段当前的实际发车间隔时间Δt；（三）车载控制系统根据获取的Δt按方法一获取当前应投入并联的超级电容器组的个数m；（四）车载控制系统控制m个超级电容器组对有效再生制动反馈能量进行吸收；采用本发明所述的控制方法，提高城轨列车车载超级电容器使用寿命短、降低使用成本。

主权项

1.一种城轨列车车载超级电容器的控制方法，其特征在于：包括车载超级电容器、地面控制系统、列车制动系统和车载控制系统；所述车载超级电容器由多个超级电容器组并联而成，单个超级电容器组由多个电容单体串联而成；所述控制方法包括：(一)列车制动时，列车制动系统将制动信号发送给车载控制系统；(二)车载控制系统收到制动信号后，从地面控制系统获取列车所处牵引段当前的实际发车间隔时间Δt；(三)车载控制系统根据获取的Δt按方法一获取当前应投入并联的超级电容器组的个数m；(四)车载控制系统控制m个并联的超级电容器组对有效再生制动反馈能量进行吸收；所述方法一包括：车载控制系统根据模糊推理表采用模糊推理，计算出当前的吸收系数k；然后按公式一获取当前的有效再生制动反馈能量Erbc；然后按公式二获取当前应投入的电容器总容量Csc；然后按公式三获取单个超级电容器组的电容单体串联数n；然后按公式四获取当前应投入并联的超级电容器组的个数m；所述模糊推理表为：ΔtVSSMLVLkVBBCTVT{VS，S，M，L，VL}为发车间隔时间Δt的模糊论域，其中，VS表示很短，S表示短，M表示长短适中，L表示长，VL表示很长；{VB，B，C，T，VT}为吸收系数k的模糊论域，其中，VB表示很大，B表示大，C表示大小适中，T表示小，VT表示很小；所述公式一为：Erbc＝Erb(1‑k)ηD其中，Erb为有效再生制动能量，Erb按公式五获取；k为吸收系数，k为被吸收制动能量与有效再生制动能量的比值，所述被吸收制动能量为同一牵引段下与该列车相邻的其它列车吸收的制动能量；ηD为双向直流DC/DC变换器的效率；所述公式二为：其中，Ucmax为车载超级电容器的最高工作电压；Ucmin为车载超级电容器的最低工作电压；所述公式三为：其中，Uc‑cell为电容单体电压；所述公式四为：其中，Cc‑cell为电容单体容量；m的值向上取整；所述公式五为：其中，t为再生制动时间，按公式六获取；ΔE为再生制动时间t时域内的动能变化量，ΔE按公式七获取；F0为列车制动过程中的基本阻力；Fa为列车制动过程中的附加阻力，包括坡道附加阻力、曲线附加阻尼和隧道附加阻力；ηI为主逆变器效率，ηM为电机制动效率，ηG为齿轮箱传动效率，ηI、ηM和ηG均为常数；PA为辅助系统功率，PA为常数；v为列车速度；所述公式六为：其中，v1为列车制动开始速度；v2为列车制动结束速度；a为列车制动加速度；所述公式七为：其中，M为列车的等效质量，按公式八获取；所述公式八为：M＝M1(1+γ)+M2其中，M1为列车的自重，M2为列车的负载，γ为列车的回转质量系数。