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原文传递电车供电控制方法、系统及电车

专利名称：	电车供电控制方法、系统及电车
摘要：	本发明提供一种电车供电控制方法、系统及电车。该电车供电控制方法应用于电车供电系统，其中，电车供电系统包括：超级电容、燃料电池以及至少一个能量控制器，超级电容、燃料电池分别于能量控制器电连接，能量控制器用于分别控制超级电容以及燃料电池的工作状态，而上述方法包括：能量控制器获取电车当前的运动状态，能量控制器根据电车的运动状态确定超级电容以及燃料电池的工作状态。本实施例提供的电车供电控制方法大大简化了现有的电车供电系统，并通过利用燃料电池的高效放电区间及大容量超级电容的充放电特性，对不同运行工况下的燃料电池、超级电容功率分配进行了相应的设计，从而使得供电系统控制更为简单，全方位减少电车运行能耗。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河北;13
申请人：	中车唐山机车车辆有限公司
发明人：	李明;石俊杰;刘楠;张秋敏;汪星华
专利状态：	有效
申请日期：	2018-04-11T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-25T00:00:00+0800
申请号：	CN201810318668.9
公开号：	CN110370951A
代理机构：	北京同立钧成知识产权代理有限公司
代理人：	刘丹;黄健
分类号：	B60L50/40(2019.01);B;B60;B60L;B60L50
申请人地址：	063035 河北省唐山市丰润区厂前路3号
主权项：	1.一种电车供电控制方法，其特征在于，应用于电车供电系统，所述电车供电系统包括：超级电容、燃料电池以及至少一个能量控制器；所述超级电容、所述燃料电池分别于所述能量控制器电连接，所述能量控制器用于分别控制所述超级电容以及所述燃料电池的工作状态，所述工作状态包括：充电状态、放电状态以及停机状态中的至少一个；所述方法包括：所述能量控制器获取所述电车当前的运动状态，所述运动状态包括：起动加速状态、稳定运行状态、惰行状态以及制动状态中的至少一个；所述能量控制器根据所述电车的所述运动状态确定所述超级电容以及所述燃料电池的所述工作状态。 2.根据权利要求1所述的供电控制方法，其特征在于，所述能量控制器根据所述电车的所述运动状态确定所述超级电容以及所述燃料电池的所述工作状态，包括：当所述电车的所述运动状态为所述起动加速状态时，所述能量控制器判断所述电车当前需求功率是否小于或等于所述燃料电池预设的功率准则点，其中，当所述燃料电池以所述功率准则点进行放电时放电效率最高；若判断结果为否，则所述能量控制器控制所述燃料电池按照第一功率放电，所述能量控制器控制所述超级电容按照第二功率放电，所述第一功率与所述第二功率之和为所述电车当前需求功率，其中，所述第一功率为所述功率准则点；若判断结果为是，则所述能量控制器控制所述燃料电池按照第三功率放电，所述第三功率为所述电车当前需求功率。 3.根据权利要求2所述的供电控制方法，其特征在于，所述能量控制器根据所述电车的所述运动状态确定所述超级电容以及所述燃料电池的所述工作状态，还包括：当所述电车的所述运动状态为所述稳定运行状态时，所述能量控制器判断所述电车当前需求功率是否小于或等于所述燃料电池预设的功率准则点；若判断结果为是，则所述能量控制器控制所述燃料电池按照第四功率放电，所述第四功率为所述电车当前需求功率；若判断结果为否，则当所述超级电容的荷电状态值大于或等于预设第一比例值时，所述能量控制器控制所述燃料电池按照第五功率放电，所述能量控制器控制所述超级电容按照第六功率放电，所述第五功率与所述之和为所述电车当前需求功率，其中，所述第五功率为所述功率准则点；当所述超级电容的荷电状态值小于所述预设第一比例值，并且大于或等于预设第二比例值时，其中，所述第一比例值大于所述第二比例值，所述能量控制器控制所述燃料电池按照第七功率放电，所述第七功率为所述燃料电池的最大功率，所述能量控制器控制所述超级电容不放电；当所述超级电容的荷电状态值小于所述第二比例值时，所述能量控制器判断所述燃料电池输出功率是否大于所述电车当前需求功率；若判断结果为是，则所述能量控制器控制所述燃料电池按照第八功率放电，所述能量控制器控制所述超级电容按照第九功率充电，其中，所述第九功率与所述电车当前需求功率之和为所述第八功率；若判断结果为否，则所述能量控制器控制所述燃料电池按照所述第七功率放电。 4.根据权利要求3所述的供电控制方法，其特征在于，所述能量控制器根据所述电车的所述运动状态确定所述超级电容以及所述燃料电池的所述工作状态，还包括：当所述电车的所述运动状态为所述惰行状态时，所述能量控制器控制所述燃料电池按照第九功率放电，所述能量控制器控制所述超级电容回收能量或停机，所述第九功率为所述燃料电池的最小功率。 5.根据权利要求4所述的供电控制方法，其特征在于，所述能量控制器根据所述电车的所述运动状态确定所述超级电容以及所述燃料电池的所述工作状态，还包括：当所述电车的所述运动状态为所述制动状态时，所述能量控制器控制所述燃料电池按照所述第九功率放电，所述能量控制器控制所述超级电容按照第十功率充电，其中，所述第九功率与所述第十功率之和为所述电车当前的制动功率。 6.根据权利要求5所述的供电控制方法，其特征在于，所述电车供电系统还包括：外温度传感器以及内温度传感器，其中，所述外温度传感器用于监测外界环境温度，所述内温度传感器用于监测电源箱内部的箱内温度，所述超级电容与所述燃料电池设置在所述电源箱内；在所述能量控制器根据所述电车的所述运动状态确定所述超级电容以及所述燃料电池的所述工作状态之前，还包括：所述能量控制器根据所述外界环境温度以及所述箱内温度确定所述燃料电池的所述功率准则点以及所述最大功率。 7.根据权利要求6所述的供电控制方法，其特征在于，所述能量控制器根据所述外界环境温度以及所述箱内温度确定所述燃料电池的所述功率准则点以及所述最大功率，包括：所述能量控制器判断所述外界环境温度是否小于或等于第一温度；若判断结果为是，则当所述箱内温度小于或等于第五温度时，所述燃料电池的所述功率准则点为额定功率准则点，所述最大功率为额定最大功率；当所述箱内温度大于第五温度，并且小于或等于第六温度时，所述燃料电池的所述功率准则点为75％的所述额定功率准则点，所述最大功率为75％的所述额定最大功率；当所述箱内温度大于第六温度，并且小于或等于第七温度时，所述燃料电池的所述功率准则点为50％的所述额定功率准则点，所述最大功率为50％的所述额定最大功率；当所述箱内温度大于第七温度，所述燃料电池进入所述停机状态。 8.根据权利要求7所述的供电控制方法，其特征在于，若判断结果为所述外界环境温度大于所述第一温度时，还包括：所述能量控制器判断所述外界环境温度是否小于或等于第二温度；若判断结果为是，则当所述箱内温度小于或等于第五温度时，所述燃料电池的所述功率准则点为75％的所述额定功率准则点，所述最大功率为75％的所述额定最大功率；当所述箱内温度大于第五温度，并且小于或等于第六温度时，所述燃料电池的所述功率准则点为50％的所述额定功率准则点，所述最大功率为50％的所述额定最大功率；当所述箱内温度大于第六温度，并且小于或等于第七温度时，所述燃料电池的所述功率准则点为25％的所述额定功率准则点，所述最大功率为25％的所述额定最大功率；当所述箱内温度大于第七温度，所述燃料电池进入所述停机状态。 9.根据权利要求8所述的供电控制方法，其特征在于，若判断结果为所述外界环境温度大于所述第二温度时，还包括：所述能量控制器判断所述外界环境温度是否小于或等于第三温度；若判断结果为是，则当所述箱内温度小于或等于第五温度时，所述燃料电池的所述功率准则点为50％的所述额定功率准则点，所述最大功率为50％的所述额定最大功率；当所述箱内温度大于第五温度，并且小于或等于第六温度时，所述燃料电池的所述功率准则点为25％的所述额定功率准则点，所述最大功率为25％的所述额定最大功率；当所述箱内温度大于第六温度，所述燃料电池进入所述停机状态。 10.根据权利要求9所述的供电控制方法，其特征在于，若判断结果为所述外界环境温度是否大于所述第三温度时，还包括：所述能量控制器判断所述外界环境温度是否小于或等于第四温度；若判断结果为是，则当所述箱内温度小于或等于第五温度时，所述燃料电池的所述功率准则点为25％的所述额定功率准则点，所述最大功率为25％的所述额定最大功率；当所述箱内温度大于第五温度，所述燃料电池进入所述停机状态。 11.根据权利要求10所述的供电控制方法，其特征在于，若判断结果为所述外界环境温度大于所述第四温度时，所述燃料电池进入所述停机状态。 12.根据权利要求1所述的供电控制方法，其特征在于，当所述电车供电系统包含至少两个电堆时，其中，每个所述电堆包括一个所述超级电容、一个所述燃料电池以及一个所述能量控制器；所述电车供电系统还包括：电压监测装置，所述电压监测装置与所述能量控制器电连接；在所述能量控制器根据所述电车的所述运动状态确定所述超级电容以及所述燃料电池的所述工作状态之后，还包括：电压监测装置获取每个所述电堆的输出电压；所述能量控制器确定所述电车供电系统的输出电压，其中，所述电车供电系统的输出电压为所有所述电堆的输出电压中最接近预设电压的输出电压，并且所述电车供电系统在所述预设电压下进行放电时放电效率最高。 13.根据权利要求12所述的供电控制方法，其特征在于，所述电车供电系统对应的所述能量控制器为所有所述电堆的所述能量控制器中的任意一个。 14.一种电车供电系统，其特征在于，包括：超级电容、燃料电池以及至少一个能量控制器；所述超级电容、所述燃料电池分别于所述能量控制器电连接，所述能量控制器用于分别控制所述超级电容以及所述燃料电池的工作状态，所述工作状态包括：充电状态、放电状态以及停机状态中的至少一个；所述能量控制器，用于获取所述电车当前的运动状态，所述运动状态包括：起动加速状态、稳定运行状态、惰行状态以及制动状态中的至少一个；所述能量控制器，还用于根据所述电车的所述运动状态确定所述超级电容以及所述燃料电池的所述工作状态。 15.一种电车，其特征在于，包括：如权利要求14中所述的一种电车供电系统。
所属类别：	发明专利