一种列车能量的管理方法、能量管理控制器及列车与流程

本发明涉及能量管理领域，特别是涉及一种列车能量的管理方法、能量管理控制器及列车。

背景技术：

1、目前在氢燃料电池应用过程中，采用的系统逻辑均为：牵引过程中，氢燃料电池与动力电池共同驱动列车。动力电池存在自身的充放电效率区间，针对多组氢燃料电池并联、多组动力电池并联供电的情况下，面临的主要问题是如何保证动力电池的效率最大化，实现系统能量的合理分配、有效利用。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种列车能量的管理方法、能量管理控制器及列车，动力电池在soc（state of charge，荷电状态）区间内才会充放电效率最佳，所以在动力电池小于此区间时需要燃料电池为动力电池充电，大于此区间且非牵引工况时由动力电池供电，以实现最佳效率。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种列车能量的管理方法，应用于车辆中的能量管理控制器，所述列车能量的管理方法包括：

3、确定动力电池的充放电效率达到预设效率的soc区间；

4、在车辆运行之前，若所述动力电池的soc值小于所述soc区间的最大值，则控制燃料电池为所述动力电池快速充电至所述soc区间的最大值；

5、在所述车辆处于牵引工况时，控制所述动力电池及所述燃料电池同时为牵引系统及辅助系统供电，辅助系统包括冷却风机、空调及照明中的一种或多种的组合；

6、在所述车辆处于恒速状态时，若所述动力电池的soc值大于所述soc区间的最大值，则控制所述动力电池为牵引系统及辅助系统供电。

7、另一方面，还包括：

8、在车辆运行之前，若所述动力电池的soc值不小于所述soc区间的最大值，则控制所述燃料电池处于怠速状态，并为辅助系统供电。

9、另一方面，控制所述动力电池及所述燃料电池同时为牵引系统及辅助系统供电，包括：

10、控制所述动力电池及所述燃料电池同时输出电能至牵引系统，以便所述牵引系统为牵引电机供电；

11、控制所述动力电池及所述燃料电池同时输出电能至辅助变流器，以便所述辅助变流器为冷却风机及空调供电，通过充电机为照明及所述能量管理控制器供电。

12、另一方面，所述恒速状态包括所述车辆处于惰行或恒速运行；

13、其中，在所述车辆处于惰行时，牵引电机不工作。

14、另一方面，还包括：

15、在所述车辆处于恒速状态时，若所述动力电池的soc值处于所述soc区间，则控制所述燃料电池为牵引系统及辅助系统供电；

16、在所述车辆处于恒速状态时，若所述动力电池的soc值小于所述soc区间的最小值，则控制所述燃料电池为动力电池充电。

17、另一方面，还包括：

18、根据所述动力电池的剩余soc、动力电池的电压及所述动力电池的容量确定所述动力电池可吸收的能量，所述可吸收能量的表达式为w= s余×v电池×q；

19、其中，w为所述可吸收能量，s余为动力电池的剩余soc，所述动力电池的剩余soc的表达式为s余=（s2-s）×100%，s2为所述soc区间的最大值，s为所述动力电池的soc值，v电池为所述动力电池的电压，q为所述动力电池的总容量；

20、在制动工况时，若产生的制动能量不大于动力电池可吸收的能量，则将制动能量转换为电能，并为所述动力电池充电和为所述辅助系统供电。

21、另一方面，还包括：

22、在制动工况时，若产生的制动能量大于动力电池可吸收的能量，则限值产生的制动能量并采用空气制动。

23、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种能量管理控制器，包括：

24、存储器，用于存储计算机程序；

25、处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述的列车能量的管理方法的步骤。

26、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种列车，包括上述的能量管理控制器，还包括燃料电池、动力电池、牵引系统、辅助系统及牵引电机；

27、所述燃料电池的控制端及所述动力电池的控制端均与所述能量管理控制器连接，所述燃料电池的输出端及所述动力电池的输出端均与所述牵引系统的输入端连接，所述牵引系统的第一输出端与所述辅助系统连接，所述牵引系统的第二输出端与所述牵引电机连接。

28、另一方面，还包括dc/dc装置、充放电电路、辅助变流器及充电机；

29、所述dc/dc装置的输入端与所述燃料电池的第一输出端连接，所述dc/dc装置的第一输出端与牵引系统的输入端连接，所述牵引系统的输出端与所述牵引电机的供电端连接，所述燃料电池的第二输出端、所述dc/dc装置的第二输出端、列车的空调的供电端及辅助变流器的第一输入端连接，所述辅助变流器的第二输入端与所述牵引系统的第一输出端连接，所述辅助变流器的输出端与所述充电机的输入端连接，所述充电机的输出端与所述能量管理控制器的供电端及照明连接，所述充放电电路的第一端与所述牵引系统的输入端连接，所述充放电电路的第二端与所述动力电池的输出端连接；

30、所述辅助变流器用于将牵引系统输出的电压降压，所述充电机用于将所述辅助变流器输出的电压降压，所述dc/dc装置用于将所述燃料电池输出的电压降压，所述充放电电路用于为所述动力电池充电或将所述动力电池输出的电压输出。

31、本申请提供了一种列车能量的管理方法、能量管理控制器及列车，涉及能量管理领域，包括确定动力电池的充放电效率达到预设效率的soc区间；在车辆运行之前，若动力电池的soc值小于soc区间的最大值，则控制燃料电池为动力电池快速充电至soc区间的最大值；在车辆处于牵引工况时，控制动力电池及燃料电池同时为牵引系统及辅助系统供电；在车辆处于恒速状态时，若动力电池的soc值大于soc区间的最大值，则控制动力电池为牵引系统及辅助系统供电。动力电池在soc区间内才会充放电效率最佳，所以在动力电池小于此区间时需要燃料电池为动力电池充电，大于此区间且非牵引工况时由动力电池供电，以实现最佳效率。

技术特征：

1.一种列车能量的管理方法，其特征在于，应用于车辆中的能量管理控制器，所述列车能量的管理方法包括：

2.如权利要求1所述的列车能量的管理方法，其特征在于，还包括：

3.如权利要求1所述的列车能量的管理方法，其特征在于，控制所述动力电池及所述燃料电池同时为牵引系统及辅助系统供电，包括：

4.如权利要求1所述的列车能量的管理方法，其特征在于，所述恒速状态包括所述车辆处于惰行或恒速运行；

5.如权利要求1所述的列车能量的管理方法，其特征在于，还包括：

6.如权利要求1至5任一项所述的列车能量的管理方法，其特征在于，还包括：

7.如权利要求6所述的列车能量的管理方法，其特征在于，还包括：

8.一种能量管理控制器，其特征在于，包括：

9.一种列车，其特征在于，包括如权利要求8所述的能量管理控制器，还包括燃料电池、动力电池、牵引系统、辅助系统及牵引电机；

10.如权利要求9所述的列车，其特征在于，还包括dc/dc装置、充放电电路、辅助变流器及充电机；

技术总结本发明公开了一种列车能量的管理方法、能量管理控制器及列车，涉及能量管理领域，包括确定动力电池的充放电效率达到预设效率的SOC区间；在车辆运行之前，若动力电池的SOC值小于SOC区间的最大值，则控制燃料电池为动力电池快速充电至SOC区间的最大值；在车辆处于牵引工况时，控制动力电池及燃料电池同时为牵引系统及辅助系统供电；在车辆处于恒速状态时，若动力电池的SOC值大于SOC区间的最大值，则控制动力电池为牵引系统及辅助系统供电。动力电池在SOC区间内才会充放电效率最佳，所以在动力电池小于此区间时需要燃料电池为动力电池充电，大于此区间且非牵引工况时由动力电池供电，以实现最佳效率。技术研发人员：谢立军,许万涛,李克,王升晖,曾晓青受保护的技术使用者：中车青岛四方机车车辆股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2