JP2013123359A - 鉄道車両のエネルギー貯蔵システム基盤自動チューニング方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エネルギー貯蔵装置が駆動開始される第1過程と、初期充電が完了して電力モードが作動する第2過程と、充電モードまたは放電モードが選択される第3過程と、電力充電モードまたは放電モードが開始されるかまたはエネルギー貯蔵装置の作動が停止する第4過程と、モードのスイッチング条件が満たされるかを判断する第5過程と、スイッチング条件が満たされる場合にモードを変更する第6過程と、スイッチング条件が満たされない場合に、電圧維持または自動チューニング条件になるかを判断する第7過程と、電圧維持または自動チューニング処理を行う第8過程とを有する、鉄道車両のエネルギー貯蔵システム基盤自動チューニング方法が提供される。
【選択図】図3
Description
自動チューニング技法適用前充放電アルゴリズムでは、無負荷時に架線電源が1625[V]に一定であるとの仮定下、充放電開始電圧、維持電圧、リセット電圧を固定値に設定した。設定値は、架線電源を測定して車両が逆行時に回生時架線電源を測定して、平均的に充放電をスムーズに行える値に設定した。設定値は以下の値によって決定される。
充電開始電圧:(無負荷時架線電源+30)[V]=1655[V]
充電リセット電圧:(無負荷時架線電源+15)[V]=1640[V]
充電維持電圧:(無負荷時架線電源+20)[V]=1645[V]
〔放電時〕
放電開始電圧:(無負荷時架線電源−9)[V]=1616[V]
放電リセット電圧:(無負荷時架線電源−0)[V]=1625[V]
放電維持電圧:(無負荷時架線電源−5)[V]=1620[V]
自動チューニング技法アルゴリズムでは、充放電時におけるセッティング値の計算は、自動チューニング技法適用前と同じアルゴリズムを使うが、無負荷時架線電源を探して変動適用する方法にその差がある。しかしながら、車両運行時間帯に無負荷時電源をプロセッサーが自ら探して認識することは非常に困難である。現在適用された自動チューニング技法で無負荷時に電源を探す方法では、例えば、初期無負荷時電源を1625[V]に定義して、エネルギー貯蔵装置が過充電状態で一定時間放電を行うことができなければ無負荷時電源を20[s]に4[V]ずつ増加させて少ない逆行エネルギーに対しも放電を行えるようにし、同様に過放電状態では一定時間充電を行うことができなければ20[s]に5[V]ずつ減少させて少ない回生でも充電を行うようにした。仮に、無負荷時電源が非常に高く設定されたりあるいは非常に低く設定されると過放電状態でも過充電状態になり、設定値は充放電を行う間に無負荷時架線の電源を探すようになる。
充電開始電圧:(無負荷時架線電源+30)[V]=1655[V]
充電リセット電圧:(無負荷時架線電源+15)[V]=1640[V]
充電維持電圧:(無負荷時架線電源+20)[V]=1645[V]
放電時
放電開始電圧:(無負荷時架線電源−9)[V]=1616[V]
放電リセット電圧:(無負荷時架線電源−0)[V]=1625[V]
放電維持電圧:(無負荷時架線電源−5)[V]=1620[V]
20 フィルター部
30 双方向DC/DCコンバーター
40 DC/DCフィルター
50 貯蔵部
60 制御部
70 電流検出部
80 電圧検出部
90 スーパーキャパシターモニターリング部
Claims (6)
- 鉄道車両のエネルギー貯蔵装置が駆動開始される第1過程と、
スーパーキャパシターの初期充電が完了して電力モードが作動する第2過程と、
充電モードまたは放電モードの中のいずれか一つのモードが選択される第3過程と、
電力充電モードまたは放電モードが開始されるか、または、エネルギー貯蔵装置の作動が停止する第4過程と、
充電モードと放電モードとのスイッチング条件が満たされるか否かを判断する第5過程と、
充電モードと放電モードとのスイッチング条件が満たされる場合に、モードを変更する第6過程と、
充電モードと放電モードとのスイッチング条件が満たされない場合に、電圧維持または自動チューニング条件になるか否かを判断する第7過程と、
電圧維持または自動チューニング処理を行う第8過程と、
を有することを特徴とする、鉄道車両のエネルギー貯蔵システム基盤自動チューニング方法。 - 前記第3過程は、
給電電圧が充電開始電圧より小さいか、または、給電電圧が充電開始電圧より大きい場合に、エネルギー貯蔵装置の作動を停止させる過程と、
給電電圧が充電開始電圧より大きいか否かを判断する過程と、
給電電圧が充電開始電圧より大きい場合に、電力モード充電を開始する過程と、
給電電圧が放電開始電圧より大きいか否かを判断する過程と、
給電電圧が放電開始電圧より大きい場合に、電力モード放電を開始する過程と、
を有し、
いずれか一つのモードが選択されることを特徴とする、請求項1に記載の鉄道車両のエネルギー貯蔵システム基盤自動チューニング方法。 - 前記第4過程は、
スーパーキャパシターの充電電圧または放電電圧が、充電制限電圧または放電制限電圧より大きくなるか否かを判断する過程と、
スーパーキャパシターの充電電圧または放電電圧が、充電制限電圧または放電制限電圧より大きくなる場合に、システム充電またはシステム放電を遮断する過程と、
を有することを特徴とする、請求項1に記載の鉄道車両のエネルギー貯蔵システム基盤自動チューニング方法。 - 前記第5過程は、
充電モード時における放電開始作動時間が10秒より大きい場合に、放電モードに変換し、
放電モード時における充電開始作動時間が10秒より小さい場合に、充電モードに変換することを特徴とする、請求項1に記載の鉄道車両のエネルギー貯蔵システム基盤自動チューニング方法。 - 前記第7過程は、
充電モード時における実際放電開始電圧が自動レベル放電制限電圧より大きいか同じかを判断する過程と、
放電モード時における実際充電開始電圧が自動レベル充電制限電圧より小さいか同じかを判断する過程と、
を有することを特徴とする、請求項1に記載の鉄道車両のエネルギー貯蔵システム基盤自動チューニング方法。 - 前記第8過程は、
充電モード時における実際放電開始電圧が自動レベル放電制限電圧より大きいか同じ場合に、実際放電開始作動電圧を自動レベル放電制限電圧に設定する過程と、
実際放電開始電圧が自動レベル放電制限電圧より小さい場合に、放電開始電圧をレベルアップするように更新する過程と、
放電モード時における実際充電開始電圧が自動レベル充電制限電圧より小さいか同じ場合に、実際充電開始作動電圧を自動レベル充電制限電圧に設定する過程と、
実際充電開始電圧が自動レベル充電制限電圧より大きい場合に、放電開始電圧をレベルダウンするように更新する過程と、
を有することを特徴とする、請求項1に記載の鉄道車両のエネルギー貯蔵システム基盤自動チューニング方法。
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