本发明属于轨道交通,尤其涉及一种轨道车辆基础负载控制系统及控制方法。
背景技术:
1、在现有技术中,动力集中的动车组和普速客车主要依靠动力车提供牵引动力及列供电源,参见图1。这种配置下,所有车辆的动力和供电系统通过主变压器进行集中管理和分配。然而,这种集中供电的设计存在明显的弱点:一旦主变压器出现故障,整个动车组将面临牵引电机失电和列供电源中断的问题,导致动车组无法继续前行,只能在原地等待救援。这不仅影响行程的连续性和乘客的舒适性,还可能在紧急情况下危及乘客安全。
2、为了解决这一问题,一些方案提出增加动力电池作为备用电源,用以在主变压器故障时保证牵引和列供电源的连续性,参见图2和图3。动力电池的引入提高了动车组在面对电源故障时的自救能力,能够确保即使在主变压器失效的情况下,动车组也能借助电池供电,继续前行至最近的站点或更方便的救援位置。此外,通过对动力电路的一体化设计和共直流回路拓扑架构的优化,列供负载可以直接从中间直流回路获取电源,进一步增强系统的灵活性和可靠性。
3、参见图2、图3和图4,动集动车组采用集中整流分散逆变的方案,中间拖车和控制车配置逆变器、充电机、蓄电池。dc600v负载主要包括客室电热器、dc600v/ac380v逆变器、dc600v/dc110v充电机。其中逆变器将dc600v转换成ac380v给交流负载供电,ac380v负载主要包括旅客用温水箱、电茶水炉以及车载空调(含制冷压缩机、制暖预热器、通风机等)和保障车辆运行的伴热(含管路伴热、注/排水口伴热、污物箱伴热)等负载;充电机将dc600v转化成dc110v给dc110v负载供电(含普通负载、三级负载、二级负载、一级负载)并给dc110v蓄电池充电,当充电机停止工作时,由蓄电池继续给dc110v负载供电。dc110v负载等级(分为普通负载、三级负载、二级负载、一级负载)主要根据负载对于车辆运行安全以及紧急时刻被需要程度进行确定。
4、dc110v负载的优先级:一级负载>二级负载>三级负载>普通负载。一级负载主要包括动车组各车辆之间的通信、动车组与地面通信以及保障动车组行车安全(制动、走行、防滑、烟火等)的系统主机以及应急照明;二级负载主要包括视频监控、车门等安防系统主机;三级负载主要包括pis系统、集便等旅客信息系统的主机。按照动车组运行规定要求,在无列供供电时,至少保证三级负载供电不少于1h,二级负载供电不少于3h,一级负载供电不少于5h。
5、然而,由于动力车的空间和轴重限制,动力电池的容量通常有限(例如300kw·h),这就要求在设计动车组电源管理和负载控制策略时,需要精细考量如何在保障动车组安全运行的前提下,最大限度地发挥有限电源的效用。特别是在紧急情况下,如何优先保障关键系统的电源供应(如通信、制动、走行安全等系统),以及如何根据不同负载的紧急程度合理分配电源,成为了设计中的关键挑战。此外,动车组在不同运行状态下对电源的需求差异,也要求动力电池供电系统具备高度的适应性和智能化控制能力,以满足动车组在不同情况下的电源需求,确保乘客安全和舒适的旅行体验。
技术实现思路
1、针对相关技术中存在的不足之处,本发明提供了一种轨道车辆基础负载控制系统及控制方法,解决轨道车辆基础负载控制无法兼顾运行安全和乘客舒适的问题。
2、根据本技术的一方面,提供了一种轨道车辆基础负载控制系统,在一种可能的实施方式中,该系统包括:一个或一个以上的人机交互平台,设置在以下位置中的一处或一处以上:动力车司机室、餐吧车机械师室和控制车司机室,用于根据轨道车辆的相关信息包括:车速和列供供电状态,确定动力车的工况,并将轨道车辆的相关信息发送到监测网,或将轨道车辆的相关信息和基础负载指令发送到监测网;一个或一个监控平台,监控平台设置在以下位置中的一处或一处以上:动力车司机室、控制车司机室、一个或一个以上的车厢内,用于从监测网接收和识别动力车的相关信息;或,用于从监测网接收和识别动力车的相关信息和基础负载指令;并转发至可编程逻辑单元;可编程逻辑单元,用于根据接收到的基础负载指令以及动力车的相关信息,以及获取的dc110v蓄电池电压,通过控制负载控制接触器,以对负载进行控制;负载控制接触器,受控于可编程逻辑单元断开和闭合,以断开和闭合各个负载与dc600v电源和ac380v电源以及dc110v蓄电池的连接。
3、在一种可能的实施方式中,应用权利要求1的轨道车辆基础负载控制系统,该方法包括:获取轨道车辆的相关信息,包括:车速、列供供电是否有电,以及是否接收到基础负载指令;根据轨道车辆的相关信息和是否接收到基础负载指令,控制各个负载的运行状态。
4、在一种可能的实施方式中,根据轨道车辆的相关信息和是否接收到基础负载指令,控制各个负载的运行状态,包括:当列供供电有电,且无基础负载指令时,轨道车辆进入全自动工况模式,各个负载根据设定的程序运行。
5、在一种可能的实施方式中,根据轨道车辆的相关信息和是否接收到基础负载指令,控制各个负载的运行状态,还包括:当列供有电且有基础负载指令,且车速≤5km/h时,轨道车辆进入普通基础负载模式,包括:根据外温启动伴热负载;根据内外温启动空调负载半载运行;切除普通负载,包括控制电茶水炉、温水箱停止运行。
6、在一种可能的实施方式中,根据轨道车辆的相关信息和是否接收到基础负载指令,控制各个负载的运行状态,还包括:当列供有电且有基础负载指令,且当车速>5km/h时,轨道车辆进入极限基础负载模式,包括:根据外温启动伴热负载;空调负载仅启动通风机;切除普通负载,包括控制电茶水炉、温水箱停止运行。
7、在一种可能的实施方式中,根据轨道车辆的相关信息和是否接收到基础负载指令,控制各个负载的运行状态,还包括:当列供无电时,dc600v负载和ac380v负载停止工作;当有基础负载指令时,切除普通负载。
8、在一种可能的实施方式中,根据轨道车辆的相关信息和是否接收到基础负载指令,控制各个负载的运行状态,还包括:当列供无电时,且无基础负载指令时,计时5min后切除普通负载控制电;当列供无电持续1h,切除三级负载控制电;当列供无电持续3h,切断二级负载控制电;一级负载不断电。
9、在一种可能的实施方式中,二级负载供电接触器的线圈由可编程逻辑单元和一级负载电源共同控制;三级负载供电接触器的线圈由可编程逻辑单元和二级负载电源共同控制。
10、在一种可能的实施方式中,其中,各级负载的优先级为:一级负载>二级负载>三级负载>普通负载。
11、基于上述技术方案,本发明实施方式的轨道车辆基础负载控制系统及控制方法,通过获取轨道车辆的相关信息,如车速和供电状态,系统进行智能分析,决定对各个负载的控制策略;这种策略的制定考虑了车速、供电状况以及是否接收到基础负载指令等多个因素,确保了负载控制的精准性和有效性;通过对负载的智能控制,不仅可以提高能效,还可以根据不同的工作条件,调整负载状态,满足轨道车辆的运行需求,提高乘客的舒适性体验。
1.一种轨道车辆基础负载控制系统,其特征在于,该系统包括:
2.一种轨道车辆基础负载控制方法,其特征在于,应用权利要求1的轨道车辆基础负载控制系统,该方法包括:
3.根据权利要求2的轨道车辆基础负载控制方法,其特征在于,根据轨道车辆的相关信息和是否接收到基础负载指令,控制各个负载的运行状态,包括:
4.根据权利要求3的轨道车辆基础负载控制方法,其特征在于,根据轨道车辆的相关信息和是否接收到基础负载指令,控制各个负载的运行状态,还包括:
5.根据权利要求4的轨道车辆基础负载控制方法,其特征在于,根据轨道车辆的相关信息和是否接收到基础负载指令,控制各个负载的运行状态,还包括:
6.根据权利要求5的轨道车辆基础负载控制方法,其特征在于,根据轨道车辆的相关信息和是否接收到基础负载指令,控制各个负载的运行状态,还包括:
7.根据权利要求6的轨道车辆基础负载控制方法,其特征在于,根据轨道车辆的相关信息和是否接收到基础负载指令,控制各个负载的运行状态,还包括:
8.根据权利要求7的轨道车辆基础负载控制方法,其特征在于,
9.根据权利要求8的轨道车辆基础负载控制方法,其特征在于,其中,各级负载的优先级为:一级负载>二级负载>三级负载>普通负载。
