适用于低速调车机车的混合供电控制方法与流程

1.本发明涉及调车控制技术领域，尤其涉及一种适用于低速调车机车的混合供电控制方法。

背景技术：

2.调车机车是各种机车及工矿车、货车等进行调车工作的基本动力。由于需要在短距离内起动牵引或推送车组，故不需要较高的构造速度，但需要一定的牵引力，特点是需要经常前进或后退，经常需要起、停车。车上采用动力电池和柴油机并网控制共同为整车供电。
3.现有动力电池和柴油机并网控制主要有两种方法：第一种是当运转位信号为1，根据司机控制器手柄级位决定是否启动柴油机，当手柄级位低的时候机车仅由动力电池提供能量，当手柄级位高的时候机车自动启动柴油机，与动力电池并网为机车提供能量；当运转位信号为0，且手柄级位信号≥1时，机车运行工况为蓄电池牵引，根据soc值的大小启停柴油机。这种方法在电池soc值充足时，机车不会启动柴油机，此时机车最大输出功率仅为动力电池输出功率，整车功率受限，无法满足机车大功率牵引的需求。
4.第二种是采集机车运行时的手柄级位、电池soc值和当前机车速度信息，当动力电池的soc值大于预设soc值，且手柄级位在预设级位以下时，不启动柴油机；当动力电池的soc值大于预设soc值，且手柄级位大于预设级位时，根据当前机车速度确定是否启动柴油机；柴油机向所述动力电池充电时，根据当前机车速度确定柴油机向动力电池充电的充电量。由于调车机车的恒转矩部分较小，恒功率区间较多，加速时间很快，采集车速做判断条件并不十分必要。
5.另外，以上两种方法中，柴油机的启动次数均较多，影响柴油机的使用寿命。

技术实现要素：

6.为克服现有调车机车上动力电池和柴油机并网控制方法存在的整车功率受限、供电判断必要性差以及柴油机启动频繁的技术缺陷，本发明提供了一种适用于低速调车机车的混合供电控制方法。
7.本发明提供的适用于低速调车机车的混合供电控制方法，包括如下步骤：选取充放电为双向dc-dc方式的动力电池，设定所述动力电池的预设级位一和预设级位二，所述预设级位一为所述动力电池通过双向dc-dc长时放电所能满足的最大级位，所述预设级位二为所述动力电池通过双向dc-dc短时放电所能满足的最大级位；当所述动力电池的soc值大于预设soc值，且手柄级位小于或等于所述预设级位一时，不启动柴油机，动力电池供电；当所述动力电池的soc值大于预设soc值，且手柄级位大于所述预设级位一且小于或等于所述预设级位二时，根据当前机车温度计算双向dc-dc的最大放电功率和最大放电
时间，若最大放电功率和最大放电时间能满足作业工况则不启动柴油机，若最大放电功率和最大放电时间不能满足作业工况，则启动柴油机，柴油机和动力电池混合供电；当所述动力电池的soc值大于预设soc值，且手柄级位大于所述预设级位二时，启动柴油机，柴油机和动力电池混合供电；当所述动力电池的soc值小于预设soc值时，动力电池充电。
8.可选的，所述动力电池为锂电池。
9.可选的，所述预设级位二为所述动力电池通过双向dc-dc放电5min至30min所能满足的最大级位。
10.可选的，当柴油机和动力电池混合供电时，若手柄级位降低，则动力电池停止放电，由柴油机单独供电。
11.本发明提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：本发明的混合供电控制方法，动力电池设有预设级位一和预设级位二，预设级位一为长时放电所能满足的最大级位，预设级位二为短时放电所能满足的最大级位，预设级位二提供的功率大于预设级位一的功率，因为调车机车的启停比较频繁，如果在预设级位二就能满足机车作业工况，就可以避免如现有技术中大于预设级位一时即开启柴油机，从而减少了柴油机的启动次数，保证了柴油机的使用寿命。另外，本控制方法在机车所需功率较大时，能够开启柴油机混合供电，从而保证整车功率需求；本控制方法判断供电方式所依据的是机车的温度，供电判断必要性强；本控制方法采用混合动力供电，能够减少废气排放和噪声污染，达到节能减排的目的。
附图说明
12.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
13.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
14.图1为本发明实施例所述适用于低速调车机车的混合供电控制方法的框图。
具体实施方式
15.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面将对本发明的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
16.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
17.在一个实施例中，如图1所示，适用于低速调车机车的混合供电控制方法包括如下步骤：选取充放电为双向dc-dc方式的动力电池，设定动力电池的预设级位一和预设级位二，预设级位一为动力电池通过双向dc-dc长时放电所能满足的最大级位，预设级位二为动力电池通过双向dc-dc短时放电所能满足的最大级位；当动力电池的soc值大于预设soc值，
且手柄级位小于或等于预设级位一时，不启动柴油机，动力电池供电；当动力电池的soc值大于预设soc值，且手柄级位大于预设级位一且小于或等于预设级位二时，根据当前机车温度计算双向dc-dc的最大放电功率和最大放电时间，若最大放电功率和最大放电时间能满足作业工况则不启动柴油机，若最大放电功率和最大放电时间不能满足作业工况，则启动柴油机，柴油机和动力电池混合供电；当动力电池的soc值大于预设soc值，且手柄级位大于预设级位二时，启动柴油机，柴油机和动力电池混合供电；当动力电池的soc值小于预设soc值时，动力电池充电。
18.需要说明的是，本实施例限于利用动力电池充放电为双向dcdc方式的系统，动力电池通过双向dcdc放电到中间直流母线，并和柴油机-主发电机整流后的直流电共母线。动力电池充电时，可由柴油机-主发电机整流后供给中间直流母线，并通过双向dcdc变换后对动力电池进行充电。
19.具体的，预设级位二为动力电池通过双向dc-dc放电5min至30min所能满足的最大级位，根据不同工况和dc-dc单元的能力而定，该模式也称为高功率模式。
20.具体的，动力电池为锂电池。当然，作为可替换的实施方式，动力电池也可采用超级电容或其他充放电为dc-dc方式的动力电池。
21.具体的，动力电池充电可由柴油机-主发电机整流后供给中间直流母线，通过双向dc-dc变换后对动力电池充电；也可以通过库内充电插座或其他混合能源等方式供电给中间直流母线，通过双向dc-dc变换后对动力电池充电。
22.本实施例的混合供电控制方法，动力电池设有预设级位一和预设级位二，预设级位一为长时放电所能满足的最大级位，预设级位二为短时放电所能满足的最大级位，预设级位二提供的功率大于预设级位一的功率，因为调车机车的启停比较频繁，如果在预设级位二就能满足机车作业工况，就可以避免如现有技术中大于预设级位一时即开启柴油机，从而减少了柴油机的启动次数，保证了柴油机的使用寿命。另外，本控制方法在机车所需功率较大时，能够开启柴油机混合供电，从而保证整车功率需求；本控制方法判断供电方式所依据的是机车的温度，供电判断必要性强。
23.一些实施例中，当柴油机和动力电池混合供电时，若手柄级位降低，则动力电池停止放电，由柴油机单独供电。这样，相对于手柄级位降低时停用柴油机启动动力电池的方案而言，进一步减少了柴油机的启停次数，保证了柴油机的使用寿命。
24.以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：

1.一种适用于低速调车机车的混合供电控制方法，其特征在于，包括如下步骤：选取充放电为双向dc-dc方式的动力电池，设定所述动力电池的预设级位一和预设级位二，所述预设级位一为所述动力电池通过双向dc-dc长时放电所能满足的最大级位，所述预设级位二为所述动力电池通过双向dc-dc短时放电所能满足的最大级位；当所述动力电池的soc值大于预设soc值，且手柄级位小于或等于所述预设级位一时，不启动柴油机，动力电池供电；当所述动力电池的soc值大于预设soc值，且手柄级位大于所述预设级位一且小于或等于所述预设级位二时，根据当前机车温度计算双向dc-dc的最大放电功率和最大放电时间，若最大放电功率和最大放电时间能满足作业工况则不启动柴油机，若最大放电功率和最大放电时间不能满足作业工况，则启动柴油机，柴油机和动力电池混合供电；当所述动力电池的soc值大于预设soc值，且手柄级位大于所述预设级位二时，启动柴油机，柴油机和动力电池混合供电；当所述动力电池的soc值小于预设soc值时，动力电池充电。2.根据权利要求1所述的适用于低速调车机车的混合供电控制方法，其特征在于，所述动力电池为锂电池。3.根据权利要求1所述的适用于低速调车机车的混合供电控制方法，其特征在于，所述预设级位二为所述动力电池通过双向dc-dc放电5min至30min所能满足的最大级位。4.根据权利要求1所述的适用于低速调车机车的混合供电控制方法，其特征在于，当柴油机和动力电池混合供电时，若手柄级位降低，则动力电池停止放电，由柴油机单独供电。

技术总结

本发明涉及调车控制技术领域，具体涉及一种适用于低速调车机车的混合供电控制方法，包括如下步骤：设定动力电池的预设级位一和预设级位二；当手柄级位小于或等于预设级位一时，不启动柴油机，动力电池供电；当手柄级位大于预设级位一且小于或等于预设级位二时，根据当前机车温度计算双向DC-DC的最大放电功率和最大放电时间决定是否启动柴油机；当手柄级位大于预设级位二时，启动柴油机，柴油机和动力电池混合供电。本发明提供的适用于低速调车机车的混合供电控制方法，如果在预设级位二就能满足机车作业工况，就可以避免如现有技术中大于预设级位一时即开启柴油机，从而减少了柴油机的启动次数，保证了柴油机的使用寿命。保证了柴油机的使用寿命。保证了柴油机的使用寿命。