本發(fā)明屬于軌道交通車(chē)輛牽引/制動(dòng)技術(shù)以及電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)的交叉領(lǐng)域，特別是一種用于離網(wǎng)有軌電車(chē)的制動(dòng)能量回收再利用系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有傳統(tǒng)軌道交通制動(dòng)能量回收技術(shù)大多為電阻消耗型和電網(wǎng)回饋型。電阻消耗型控制簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、工作穩(wěn)定，但所有能量均被消耗為熱能，不僅形成了熱污染，還增加空調(diào)系統(tǒng)的耗電量，實(shí)質(zhì)上制動(dòng)能并沒(méi)有得到回收利用，能量綜合使用效率極大降低。電網(wǎng)回饋型實(shí)現(xiàn)了電能的回收再利用，但只適用于掛網(wǎng)運(yùn)行車(chē)輛。城市軌道交通為實(shí)現(xiàn)美觀及節(jié)約成本的目的，通常采用離網(wǎng)有軌電車(chē)。本發(fā)明提供了一種用于離網(wǎng)有軌電車(chē)的制動(dòng)能量回收再利用系統(tǒng)，將替代傳統(tǒng)軌道交通制動(dòng)能量回收技術(shù)，有效的節(jié)約并利用能源，將有軌電車(chē)制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電能回收并儲(chǔ)存，待需要牽引時(shí)釋放利用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種用于離網(wǎng)有軌電車(chē)的制動(dòng)能量回收再利用系統(tǒng)，解決離網(wǎng)有軌電車(chē)的制動(dòng)能量回收再利用的問(wèn)題。
為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：
一種用于離網(wǎng)有軌電車(chē)的制動(dòng)能量回收再利用系統(tǒng)，包括：ecu能量控制單元、bms電池管理系統(tǒng)、dc/dc變換器、預(yù)充電阻、預(yù)充接觸器、主接觸器、斷路器、霍爾電流傳感器、熔斷器、鋰電池組、霍爾電壓傳感器和對(duì)外電氣接口；
所述ecu能量控制單元與bms電池管理系統(tǒng)和對(duì)外電氣接口相連，用于接收外部指令并發(fā)出控制信號(hào)；
所述dc/dc變換器與主接觸器、預(yù)充電阻和斷路器相連，斷路器與對(duì)外電氣接口相連，對(duì)外電氣接口與牽引逆變器相連，牽引逆變器與牽引電機(jī)相連；
所述bms電池管理系統(tǒng)與鋰電池組、主接觸器、預(yù)充接觸器、霍爾電流傳感器和霍爾電壓傳感器相連，主接觸器和預(yù)充接觸器均與霍爾電流傳感器相連，霍爾電流傳感器與熔斷器相連，熔斷器與鋰電池組相連，鋰電池組與霍爾電壓傳感器相連；所述bms電池管理系統(tǒng)還與dc/dc變換器相連；
所述dc/dc變換器用于將牽引電機(jī)產(chǎn)能的制動(dòng)電能進(jìn)行電壓變換，將電壓變換成符合鋰電池組工作額定電壓范圍的電壓；用于將鋰電池組釋放的電能進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，將電壓變換成符合牽引逆變器工作電壓范圍的電壓，牽引逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成交流電供給牽引電機(jī)使用，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛牽引；
所述bms電池管理系統(tǒng)用于接收ecu能量控制單元發(fā)送的指令，控制dc/dc變換器的輸出電壓和功率；
所述bms電池管理系統(tǒng)用于接收ecu能量控制單元發(fā)送的指令，控制主接觸器閉合主接觸器所在的支路，鋰電池組實(shí)現(xiàn)充電過(guò)程，完成能量回收；
用于接收ecu能量控制單元發(fā)送的指令，控制預(yù)充接觸器閉合預(yù)充電支路，控制主接觸器斷開(kāi)主接觸器所在的支路，鋰電池組實(shí)現(xiàn)放電過(guò)程，完成能量釋放，bms電池管理系統(tǒng)收到預(yù)充電完成的信號(hào)后，控制預(yù)充接觸器斷開(kāi)預(yù)充電支路，控制主接觸器閉合主接觸器所在的支路；
所述霍爾電壓傳感器用于檢測(cè)鋰電池組的電壓信號(hào)并將電壓信號(hào)反饋給bms電池管理系統(tǒng)；
所述霍爾電流傳感器用于檢測(cè)鋰電池組的電流信號(hào)并將電流信號(hào)反饋給bms電池管理系統(tǒng)；
所述預(yù)充電阻用于降低預(yù)充電支路的電流；所述斷路器用于維修電路；所述熔斷器用于保護(hù)電路。
在上述方案的基礎(chǔ)上，所述對(duì)外電氣接口包括主電路接口、通訊接口和硬線接口。
在上述方案的基礎(chǔ)上，所述ecu能量控制單元與通訊接口和硬線接口相連。
在上述方案的基礎(chǔ)上，所述斷路器與主電路接口相連，主電路接口與牽引逆變器相連。
在上述方案的基礎(chǔ)上，所述ecu能量控制單元與外部設(shè)備采用can通信，與內(nèi)部的bms電池管理系統(tǒng)采用can通信。
在上述方案的基礎(chǔ)上，所述預(yù)充電支路由預(yù)充接觸器和預(yù)充電阻串聯(lián)組成。
在上述方案的基礎(chǔ)上，所述主接觸器為直流接觸器，所述斷路器為直流斷路器，所述熔斷器為直流熔斷器。
本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)將離網(wǎng)有軌電車(chē)制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的多余機(jī)械能轉(zhuǎn)換的電能通過(guò)鋰電池組儲(chǔ)能的方式儲(chǔ)存起來(lái)，并在有牽引需求時(shí)加以利用，系統(tǒng)通過(guò)bms電池管理系統(tǒng)和ecu能量控制單元控制實(shí)現(xiàn)該過(guò)程。該系統(tǒng)用于離網(wǎng)的有軌電車(chē)，原理簡(jiǎn)單，能量轉(zhuǎn)換率高，降低了運(yùn)行成本，減少了空氣污染。
附圖說(shuō)明
本發(fā)明有如下附圖：
圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
如圖1所示，本發(fā)明所述用于離網(wǎng)有軌電車(chē)的制動(dòng)能量回收再利用系統(tǒng)，包括：ecu能量控制單元、bms電池管理系統(tǒng)、dc/dc變換器、預(yù)充電阻、預(yù)充接觸器、主接觸器、斷路器、霍爾電流傳感器、熔斷器、鋰電池組、霍爾電壓傳感器和對(duì)外電氣接口；
所述ecu能量控制單元與bms電池管理系統(tǒng)和對(duì)外電氣接口相連，用于接收外部指令并發(fā)出控制信號(hào)；
所述dc/dc變換器與主接觸器、預(yù)充電阻和斷路器相連，斷路器與對(duì)外電氣接口相連，對(duì)外電氣接口與牽引逆變器相連，牽引逆變器與牽引電機(jī)相連；
所述bms電池管理系統(tǒng)與鋰電池組、主接觸器、預(yù)充接觸器、霍爾電流傳感器和霍爾電壓傳感器相連，主接觸器和預(yù)充接觸器均與霍爾電流傳感器相連，霍爾電流傳感器與熔斷器相連，熔斷器與鋰電池組相連，鋰電池組與霍爾電壓傳感器相連；所述bms電池管理系統(tǒng)還與dc/dc變換器相連；
所述dc/dc變換器用于將牽引電機(jī)產(chǎn)能的制動(dòng)電能進(jìn)行電壓變換，將電壓變換成符合鋰電池組工作額定電壓范圍的電壓；用于將鋰電池組釋放的電能進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，將電壓變換成符合牽引逆變器工作電壓范圍的電壓，牽引逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成交流電供給牽引電機(jī)使用，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛牽引；
所述bms電池管理系統(tǒng)用于接收ecu能量控制單元發(fā)送的指令，控制dc/dc變換器的輸出電壓和功率；
所述bms電池管理系統(tǒng)用于接收ecu能量控制單元發(fā)送的指令，控制主接觸器閉合主接觸器所在的支路，鋰電池組實(shí)現(xiàn)充電過(guò)程，完成能量回收；
用于接收ecu能量控制單元發(fā)送的指令，控制預(yù)充接觸器閉合預(yù)充電支路，控制主接觸器斷開(kāi)主接觸器所在的支路，鋰電池組實(shí)現(xiàn)放電過(guò)程，完成能量釋放，bms電池管理系統(tǒng)收到預(yù)充電完成的信號(hào)后，控制預(yù)充接觸器斷開(kāi)預(yù)充電支路，控制主接觸器閉合主接觸器所在的支路；
所述霍爾電壓傳感器用于檢測(cè)鋰電池組的電壓信號(hào)并將電壓信號(hào)反饋給bms電池管理系統(tǒng)；
所述霍爾電流傳感器用于檢測(cè)鋰電池組的電流信號(hào)并將電流信號(hào)反饋給bms電池管理系統(tǒng)；
所述預(yù)充電阻用于降低預(yù)充電支路的電流；所述斷路器用于維修電路；所述熔斷器用于保護(hù)電路。
在上述方案的基礎(chǔ)上，所述對(duì)外電氣接口包括主電路接口、通訊接口和硬線接口。
在上述方案的基礎(chǔ)上，所述ecu能量控制單元與通訊接口和硬線接口相連。
在上述方案的基礎(chǔ)上，所述斷路器與主電路接口相連，主電路接口與牽引逆變器相連。
在上述方案的基礎(chǔ)上，所述ecu能量控制單元與外部設(shè)備采用can通信，與內(nèi)部的bms電池管理系統(tǒng)采用can通信。
在上述方案的基礎(chǔ)上，所述預(yù)充電支路由預(yù)充接觸器和預(yù)充電阻串聯(lián)組成。
在上述方案的基礎(chǔ)上，所述主接觸器為直流接觸器，所述斷路器為直流斷路器，所述熔斷器為直流熔斷器。
當(dāng)有軌電車(chē)制動(dòng)時(shí)，牽引電機(jī)產(chǎn)生的制動(dòng)電能通過(guò)牽引逆變器輸入到系統(tǒng)中，經(jīng)dc/dc變換器進(jìn)行電壓變換，將電壓變換成符合鋰電池組工作額定電壓范圍的電壓。ecu能量控制單元為該系統(tǒng)的能量控制單元，能量回收過(guò)程中，ecu能量控制單元發(fā)出控制信號(hào)，bms電池管理系統(tǒng)接收指令并控制主接觸器，閉合主接觸器所在的支路，此時(shí)鋰電池組實(shí)現(xiàn)充電過(guò)程，完成能量回收。當(dāng)有軌電車(chē)需要牽引電能時(shí)，ecu能量控制單元發(fā)出控制信號(hào)，bms電池管理系統(tǒng)控制預(yù)充接觸器閉合預(yù)充電支路，此時(shí)鋰電池組實(shí)現(xiàn)放電過(guò)程，完成能量釋放，電能經(jīng)dc/dc變換器進(jìn)行電壓變換，將電壓變換成符合牽引逆變器工作電壓范圍的電壓，牽引逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成交流電供給牽引電機(jī)使用，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛牽引。bms電池管理系統(tǒng)收到預(yù)充電完成信號(hào)后控制預(yù)充接觸器斷開(kāi)預(yù)充電支路，控制主接觸器閉合主接觸器所在支路，ecu能量控制單元起到控制bms電池管理系統(tǒng)的作用，bms電池管理系統(tǒng)起到控制dc/dc變換器及監(jiān)控鋰電池組的作用。
本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)將離網(wǎng)有軌電車(chē)制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的多余機(jī)械能轉(zhuǎn)換的電能通過(guò)鋰電池組儲(chǔ)能的方式儲(chǔ)存起來(lái)，并在有牽引需求時(shí)加以利用，系統(tǒng)通過(guò)bms電池管理系統(tǒng)和ecu能量控制單元控制實(shí)現(xiàn)該過(guò)程。該系統(tǒng)用于離網(wǎng)的有軌電車(chē)，原理簡(jiǎn)單，能量轉(zhuǎn)換率高，降低了運(yùn)行成本，減少了空氣污染。
一種用于離網(wǎng)有軌電車(chē)的制動(dòng)能量回收再利用系統(tǒng)，該系統(tǒng)與牽引逆變器及牽引電機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)時(shí)的電能回收及牽引時(shí)的能量輸出。所述系統(tǒng)由ecu能量控制單元對(duì)系統(tǒng)的能量進(jìn)行管理。bms電池管理系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)各單元的控制動(dòng)作進(jìn)行管理并監(jiān)控鋰電池組的狀態(tài)。
本說(shuō)明書(shū)中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。