CN107336619A - 储能式先进轨道交通电力能源控制*** - Google Patents

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胡荣强
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姜宇龙
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Abstract

本发明涉及一种储能式先进轨道交通电力能源控制***。包括ECU能量控制单元、BMS电池管理***、CMS电容管理***、仪表显示器、充电接口、GPS组件接口、PCU功率控制单元Ⅰ和PCU功率控制单元Ⅱ。ECU能量控制单元用于接收BMS电池管理***和CMS电容管理***反馈的数据并同时发送控制信息，并向仪表显示器发送储能***的状态信息；通过充电接口与***外充电机相连，实现储能***的充电过程；通过GPS组件接口与GPS组件相连，实现远程监控。ECU能量控制单元还与外部相关设备相连，用于接收外部相关设备的控制指令并反馈控制***的状态信息，实现了对整车储能***能量的实时控制及监控。

Description

储能式先进轨道交通电力能源控制***
技术领域
本发明涉及轨道交通能源控制技术以及总线控制技术的交叉领域，尤指储能式先进轨道交通电力能源控制***。
背景技术
现有轨道交通车辆正逐渐由接触网供电模式向储能***供电模式过渡，储能***作为离网运行的城市轨道交通车辆的唯一动力来源，且储能***组成形式多种多样，庞大的数据和复杂的控制过程给车辆控制器造成了巨大的负担。
本发明可应用于所有轨道交通车辆控制***，结合轨道交通设备控制模式和轨道交通总线技术，形成了储能式先进轨道交通电力能源控制***。该***有多个通讯接口，不仅可接收所有储能单元控制器信息，还可接收其他相关设备总线信息及整车其他控制单元信息，对储能***进行输入输出能量控制管理。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种储能式先进轨道交通电力能源控制***，该***基于总线技术，接收所有储能单元控制器信息、整车其他控制单元信息、其他相关设备控制器信息，整合各种信息资源，并实现了对储能***输入输出能量的控制管理。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
储能式先进轨道交通电力能源控制***，包括：ECU能量控制单元1(ECU：EnergyControl Unit)、BMS电池管理***2(BMS：Battery Management System)、CMS电容管理***3(CMS：Capacitor Management System)、仪表显示器4、充电接口5、GPS组件接口6(GPS：Global Positioning System)、PCU功率控制单元Ⅰ7(PCU：Power Control Unit)和PCU功率控制单元Ⅱ8；
所述ECU能量控制单元1为控制***的核心控制单元，与BMS电池管理***2和CMS电容管理***3相连，用于接收BMS电池管理***2和CMS电容管理***3反馈的数据并同时发送控制信息，实现能量控制管理；
所述ECU能量控制单元1与仪表显示器4相连，向仪表显示器4发送BMS电池管理***2和CMS电容管理***3的状态信息，方便使用者实时了解***工作状态；
所述ECU能量控制单元1与充电接口5相连，充电接口5与***外充电机相连，实现***的充电过程；
所述ECU能量控制单元1与GPS组件接口6相连，GPS组件接口6与GPS组件相连，将***内信息发送到供应商或用户终端，实现远程管理；
所述BMS电池管理***2与PCU功率控制单元Ⅰ7相连，实现PCU功率控制单元Ⅰ7与BMS电池管理***2的充放电控制；
所述CMS电容管理***3与PCU功率控制单元Ⅱ8相连，实现PCU功率控制单元Ⅱ8与CMS电容管理***3的充放电控制；
所述ECU能量控制单元1还与外部相关设备相连，用于接收外部相关设备的控制指令并反馈***的状态信息。
在上述方案的基础上，所述PCU功率控制单元Ⅰ7为DC/DC变换器。
在上述方案的基础上，所述PCU功率控制单元Ⅱ8为超级电容功率控制单元。
在上述方案的基础上，所述外部相关设备包括：CCU中央控制器9(CCU：CentralControl Unit)、TCU牵引控制单元10(TCU：Traction Controll Unit)、ACU辅助控制单元11(ACU：Auxiliary Control Unit)、IDU内部显示单元12(IDU：Internal Display Unit)和IO输入输出单元13(IO:input/output)；
CCU中央控制器9分别与TCU牵引控制单元10、ACU辅助控制单元11、IDU内部显示单元12和IO输入输出单元13相连。
在上述方案的基础上，所述ECU能量控制单元1分别与CCU中央控制器9、TCU牵引控制单元10、ACU辅助控制单元11、IDU内部显示单元12、IO输入输出单元13相连。
在上述方案的基础上，所述能量控制单元1向CCU中央控制器9、TCU牵引控制单元10和ACU辅助控制单元11等本***中涉及到的控制单元发送BMS电池管理***2和CMS电容管理***3的状态信息，同时接收整车控制信息。
在上述方案的基础上，所述ECU能量控制单元1与BMS电池管理***2、CMS电容管理***3、仪表显示器4、充电接口5和GPS组件接口6之间，与CCU中央控制器9、TCU牵引控制单元10、ACU辅助控制单元11、IDU内部显示单元12和IO输入输出单元13之间，BMS电池管理***2和PCU功率控制单元7之间，CMS电容管理***3和PCU功率控制单元8之间均可采用RS485/CAN/MVB/以太网通讯方式，但不限于以上通讯方式。
本发明所述技术方案，可以实现使用ECU能量控制单元对整车储能***能量的实时控制及监控，同时上报给外部相关设备中的CCU中央控制器，并接受CCU中央控制器及其他整车控制器的控制指令，通过GPS组件实现远程控制及监控。
附图说明
本发明有如下附图：
图1本发明的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明所述的储能式先进轨道交通电力能源控制***，包括：ECU能量控制单元1(ECU：Energy Control Unit)、BMS电池管理***2(BMS：Battery ManagementSystem)、CMS电容管理***3(CMS：Capacitor Management System)、仪表显示器4、充电接口5、GPS组件接口6(GPS：Global Positioning System)、PCU功率控制单元Ⅰ7(PCU：PowerControl Unit)和PCU功率控制单元Ⅱ8；
所述ECU能量控制单元1为***的核心控制单元，与BMS电池管理***2和CMS电容管理***3相连，用于接收BMS电池管理***2和CMS电容管理***3反馈的数据并同时发送控制信息，实现能量控制管理；
所述ECU能量控制单元1与仪表显示器4相连，向仪表显示器4发送BMS电池管理***2和CMS电容管理***3的状态信息，方便使用者实时了解***的工作状态；
所述ECU能量控制单元1与充电接口5相连，充电接口5与***外充电机相连，实现***的充电过程；
所述ECU能量控制单元1与GPS组件接口6相连，GPS组件接口6与GPS组件相连，将***内信息发送到供应商或用户终端，实现远程管理；
所述BMS电池管理***2与PCU功率控制单元Ⅰ7相连，实现PCU功率控制单元Ⅰ7与BMS电池管理***2的充放电控制；
所述CMS电容管理***3与PCU功率控制单元Ⅱ8相连，实现PCU功率控制单元Ⅱ8与CMS电容管理***3的充放电控制；
所述ECU能量控制单元1还与外部相关设备相连，用于接收外部相关设备的控制指令并反馈***的状态信息。
在上述方案的基础上，所述PCU功率控制单元Ⅰ7为DC/DC变换器。
在上述方案的基础上，所述PCU功率控制单元Ⅱ8为超级电容功率控制单元。
在上述方案的基础上，所述外部相关设备包括：CCU中央控制器9(CCU：CentralControl Unit)、TCU牵引控制单元10(TCU：Traction Controll Unit)、ACU辅助控制单元11(ACU：Auxiliary Control Unit)、IDU内部显示单元12(IDU：Internal Display Unit)和IO输入输出单元13(IO:input/output)；
CCU中央控制器9分别与TCU牵引控制单元10、ACU辅助控制单元11、IDU内部显示单元12和IO输入输出单元13相连。
在上述方案的基础上，所述ECU能量控制单元1分别与CCU中央控制器9、TCU牵引控制单元10、ACU辅助控制单元11、IDU内部显示单元12、IO输入输出单元13相连，接收外部相关设备的控制指令并反馈本***状态信息。
在上述方案的基础上，所述能量控制单元1向CCU中央控制器9、TCU牵引控制单元10和ACU辅助控制单元11等本***中涉及到的控制单元发送BMS电池管理***2和CMS电容管理***3的状态信息，同时接收整车控制信息。
在上述方案的基础上，所述ECU能量控制单元1与BMS电池管理***2、CMS电容管理***3、仪表显示器4、充电接口5和GPS组件接口6之间，与CCU中央控制器9、TCU牵引控制单元10、ACU辅助控制单元11、IDU内部显示单元12和IO输入输出单元13之间，BMS电池管理***2和PCU功率控制单元7之间，CMS电容管理***3和PCU功率控制单元8之间均可采用RS485/CAN/MVB/以太网通讯方式，但不限于以上通讯方式。
本发明所述储能式先进轨道交通电力能源控制***，实现使用ECU能量控制单元对整车储能***能量的实时控制及监控，同时上报给CCU中央控制器监控数据，通过GPS组件实现远程控制及监控；所述控制***的通讯方式不局限于RS485/CAN/MVB/以太网通讯方式；所述控制***中储能单元中的控制器不局限于BMS、CMS；所述控制***中ECU能量控制单元还可与车辆中其他设备控制器通讯；所述***中ECU能量控制单元为该控制***的核心控制器，实现了车辆驱动能源的控制管理。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.储能式先进轨道交通电力能源控制***，其特征在于，包括：ECU能量控制单元(1)、BMS电池管理***(2)、CMS电容管理***(3)、仪表显示器(4)、充电接口(5)、GPS组件接口(6)、PCU功率控制单元Ⅰ(7)和PCU功率控制单元Ⅱ(8)；
所述ECU能量控制单元(1)为***的核心控制单元，与BMS电池管理***(2)和CMS电容管理***(3)相连，用于接收BMS电池管理***(2)和CMS电容管理***(3)反馈的数据并同时发送控制信息，实现能量控制管理；
所述ECU能量控制单元(1)与仪表显示器(4)相连，向仪表显示器(4)发送BMS电池管理***(2)和CMS电容管理***(3)的状态信息；
所述ECU能量控制单元(1)与充电接口(5)相连，充电接口(5)与***外充电机相连，实现***的充电过程；
所述ECU能量控制单元(1)与GPS组件接口(6)相连，GPS组件接口(6)与GPS组件相连，将***内信息发送到供应商或用户终端，实现远程管理；
所述BMS电池管理***(2)与PCU功率控制单元Ⅰ(7)相连，实现PCU功率控制单元Ⅰ(7)与BMS电池管理***(2)的充放电控制；
所述CMS电容管理***(3)与PCU功率控制单元Ⅱ(8)相连，实现PCU功率控制单元Ⅱ(8)与CMS电容管理***(3)的充放电控制；
所述ECU能量控制单元(1)还与外部相关设备相连，用于接收外部相关设备的控制指令并反馈***的状态信息。
2.根据权利要求1所述的储能式先进轨道交通电力能源控制***，其特征在于，所述PCU功率控制单元Ⅰ(7)为DC/DC变换器。
3.根据权利要求1所述的储能式先进轨道交通电力能源控制***，其特征在于，所述PCU功率控制单元Ⅱ(8)为超级电容功率控制单元。
4.根据权利要求1所述的储能式先进轨道交通电力能源控制***，其特征在于，所述外部相关设备包括：CCU中央控制器(9)、TCU牵引控制单元(10)、ACU辅助控制单元(11)、IDU内部显示单元(12)和IO输入输出单元(13)；
CCU中央控制器(9)分别与TCU牵引控制单元(10)、ACU辅助控制单元(11)、IDU内部显示单元(12)和IO输入输出单元(13)相连。
5.根据权利要求4所述的储能式先进轨道交通电力能源控制***，其特征在于，所述ECU能量控制单元(1)分别与CCU中央控制器(9)、TCU牵引控制单元(10)、ACU辅助控制单元(11)、IDU内部显示单元(12)、IO输入输出单元(13)相连。
6.根据权利要求5所述的储能式先进轨道交通电力能源控制***，其特征在于，所述ECU能量控制单元(1)向CCU中央控制器(9)、TCU牵引控制单元(10)和ACU辅助控制单元(11)发送BMS电池管理***(2)和CMS电容管理***(3)的状态信息，同时接收整车控制信息。
7.根据权利要求1～6任一权利要求所述的储能式先进轨道交通电力能源控制***，其特征在于，所述ECU能量控制单元(1)与BMS电池管理***(2)、CMS电容管理***(3)、仪表显示器(4)、充电接口(5)和GPS组件接口(6)之间，与CCU中央控制器(9)、TCU牵引控制单元(10)、ACU辅助控制单元(11)、IDU内部显示单元(12)和IO输入输出单元(13)之间，BMS电池管理***(2)和PCU功率控制单元(7)之间，CMS电容管理***(3)和PCU功率控制单元(8)之间均采用RS485/CAN/MVB/以太网通讯方式。
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