轨道工程车动力电池充电控制系统及方法与流程

本发明涉及轨道交通工程车牵引动力电池充电，具体是涉及到一种轨道工程车动力电池充电控制系统及方法。

背景技术：

1、目前内燃和动力电池混合动力轨道车辆一般具有三种工作模式，包括发动机模式、动力电池模式以及混合动力模式。而现有技术中，车辆动力电池充电一般由地面充电桩完成，利用清洁电能进行充电，但基于各种原因某些铁路工区无充电桩，无法向动力电池充电。

技术实现思路

1、本发明提供一种轨道工程车动力电池充电控制系统及方法，以解决现有的因无地面充电桩，无法在发动机模式下行车或停车时向动力电池充电的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提出一种轨道工程车动力电池充电控制系统，包括：中央控制单元、与所述中央控制单元连接的动力电池管理单元、传动控制单元、发动机控制单元以及充电主电路，所述充电主电路包括：依次串联的发电机组单元、可控整流单元、充放电单元、中间直流单元、牵引逆变单元和异步牵引电机、与所述充放电单元连接的动力电池，所述中央控制单元根据所述发动机控制单元传输的所述发电机组单元的第一允许充电功率以及所述动力电池管理单元传输的第二允许充电功率获取目标充电功率，所述传动控制单元根据所述目标充电功率控制所述可控整流单元和所述充放电单元对所述动力电池进行充电。

3、可选的，所述中央控制单元与所述动力电池管理单元以及所述发动机控制单元之间通过can总线进行通信，所述中央控制单元与所述传动控制单元之间通过mvb总线进行通信。

4、可选的，所述轨道工程车动力电池充电控制系统包括电抗器，所述动力电池的正极通过所述电抗器与所述充放电单元连接，所述动力电池的负极与所述中间直流单元的负端连接。

5、可选的，所述充电主电路还包括第一短接单元和第二短接单元，所述第一短接单元串联在所述电抗器和所述充放电单元之间，所述第二短接单元串联在所述发电机组单元与所述可控整流单元之间。

6、可选的，所述轨道工程车动力电池充电控制系统还包括制动电阻和斩波单元，所述斩波单元并联在所述牵引逆变单元的输入端，所述制动电阻的一端连接所述斩波单元，另一端与所述中间直流单元的负端连接。

7、可选的，所述充电主电路还包括多个电流传感器，第一电流传感器和第二电流传感器设置在所述可控整流单元的输入端，第三电流传感器和第四传感器设置在所述牵引逆变单元的输出端，第五电流传感器串联在所述制动电阻与所述斩波单元连接的支路上，所述第六电流传感器设置在所述充放电单元与所述动力电池连接的支路上。

8、基于同一发明构思，本发明实施例还提出了一种轨道工程车动力电池充电控制方法，包括：通过中央控制单元接收动力电池充电指令并获取轨道工程车的运行状态；通过所述中央控制单元根据所述轨道工程车的运行状态确定所述发动机组当前允许的第一允许充电功率；通过所述中央控制单元获取动力电池管理单元允许的第二允许充电功率；通过所述中央控制单元根据所述第一允许充电功率和所述第二允许充电功率确定目标充电功率，并将所述目标充电功率传输至传动控制单元；通过所述传动控制单元根据所述目标充电功率控制可控整流单元和充放电单元对动力电池进行充电。

9、可选的，通过所述中央控制单元根据所述轨道工程车的运行状态确定所述发动机组当前允许的第一允许充电功率，包括：如果所述轨道工程车处于惰行或牵引工况运行，则通过所述中央控制单元查询所述轨道工程车当前转速对应的轮周功率和发电机组单元的总功率；根据所述部功率和所述轮周功率计算允许充电功率，并根据所述允许充电功率确定所述发动机组当前转速允许的所述第一允许充电功率。

10、可选的，所述通过所述中央控制单元根据所述轨道工程车的运行状态确定所述发动机组当前允许的第一允许充电功率，包括：如果所述轨道工程车正常驻车有效，则通过所述中央控制单元查询当前转速下发电机组单元的总功率；根据所述总功率确定所述发动机组当前转速允许的所述第一允许充电功率。

11、可选的，所述通过所述中央控制单元根据所述第一允许充电功率和所述第二允许充电功率确定目标充电功率，包括：通过所述中央控制单元选择所述第一允许充电功率和所述第二允许充电功率中的较小值确定为目标充电功率。

12、从上面所述可以看出，本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：本发明实施例提供的一种轨道工程车动力电池充电控制系统及方法，系统包括：中央控制单元、与中央控制单元连接的动力电池管理单元、传动控制单元、发动机控制单元以及充电主电路，充电主电路包括：依次串联的发电机组单元、可控整流单元、充放电单元、中间直流单元、牵引逆变单元和异步牵引电机、以及与充放电单元连接的动力电池，中央控制单元根据发动机控制单元传输的发电机组单元的第一允许充电功率以及动力电池管理单元传输的第二允许充电功率获取目标充电功率，传动控制单元根据目标充电功率控制可控整流单元和充放电单元对动力电池进行充电，能够实现发动机模式下行车或停车时均可向动力电池充电，避免了因无地面充电桩无法向动力电池充电的问题。

技术特征：

1.一种轨道工程车动力电池充电控制系统，其特征是，所述轨道工程车动力电池控制系统包括：中央控制单元、与所述中央控制单元连接的动力电池管理单元、传动控制单元、发动机控制单元以及充电主电路，所述充电主电路包括：依次串联的发电机组单元、可控整流单元、充放电单元、中间直流单元、牵引逆变单元和异步牵引电机、以及与所述充放电单元连接的动力电池，所述中央控制单元根据所述发动机控制单元传输的所述发电机组单元的第一允许充电功率以及所述动力电池管理单元传输的第二允许充电功率获取目标充电功率，所述传动控制单元根据所述目标充电功率控制所述可控整流单元和所述充放电单元对所述动力电池进行充电。

2.如权利要求1所述的轨道工程车动力电池充电控制系统，其特征是，所述中央控制单元与所述动力电池管理单元以及所述发动机控制单元之间通过can总线进行通信，所述中央控制单元与所述传动控制单元之间通过mvb总线进行通信。

3.如权利要求1所述的轨道工程车动力电池充电控制系统，其特征是，所述轨道工程车动力电池充电控制系统包括电抗器，所述动力电池的正极通过所述电抗器与所述充放电单元连接，所述动力电池的负极与所述中间直流单元的负端连接。

4.如权利要求2所述的轨道工程车动力电池充电控制系统，其特征是，所述充电主电路还包括：第一短接单元和第二短接单元，所述第一短接单元串联在所述电抗器和所述充放电单元之间，所述第二短接单元串联在所述发电机组单元与所述可控整流单元之间。

5.如权利要求1所述的轨道工程车动力电池充电控制系统，其特征是，所述轨道工程车动力电池充电控制系统还包括制动电阻和斩波单元，所述斩波单元并联在所述牵引逆变单元的输入端，所述制动电阻的一端连接所述斩波单元，另一端与所述中间直流单元的负端连接。

6.如权利要求5所述的轨道工程车动力电池充电控制系统，其特征是，所述充电主电路还包括多个电流传感器，第一电流传感器和第二电流传感器设置在所述可控整流单元的输入端，第三电流传感器和第四传感器设置在所述牵引逆变单元的输出端，第五电流传感器串联在所述制动电阻与所述斩波单元连接的支路上，所述第六电流传感器设置在所述充放电单元与所述动力电池连接的支路上。

7.一种轨道工程车动力电池充电控制方法，其特征是，所述方法包括：

8.如权利要求7所述的轨道工程车动力电池充电控制方法，其特征是，所述通过所述中央控制单元根据所述轨道工程车的运行状态确定所述发动机组当前允许的第一允许充电功率，包括：

9.如权利要求7所述的轨道工程车动力电池充电控制方法，其特征是，所述通过所述中央控制单元根据所述轨道工程车的运行状态确定所述发动机组当前允许的第一允许充电功率，包括：

10.如权利要求7所述的轨道工程车动力电池充电控制方法，其特征是，所述通过所述中央控制单元根据所述第一允许充电功率和所述第二允许充电功率确定目标充电功率，包括：

技术总结
本发明一种轨道工程车动力电池充电控制系统及方法，系统包括：中央控制单元、与中央控制单元连接的动力电池管理单元、传动控制单元、发动机控制单元以及充电主电路，充电主电路包括：依次串联的发电机组单元、可控整流单元、充放电单元、中间直流单元、牵引逆变单元和异步牵引电机、以及与充放电单元连接的动力电池，中央控制单元根据发动机控制单元传输的发电机组单元的第一允许充电功率以及动力电池管理单元传输的第二允许充电功率获取目标充电功率，传动控制单元根据目标充电功率控制可控整流单元和充放电单元对动力电池进行充电。本发明能够实现发动机模式下行车或停车时均可向动力电池充电，避免了因无地面充电桩无法向动力电池充电的问题。

技术研发人员：刘三帅,李玮斌,张义,赵军伟,曹鹏,刘博,闫柏辉
受保护的技术使用者：株洲中车时代电气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17