一種城軌車輛輔助供電系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于城軌車輛領(lǐng)域，特別涉及一種城軌車輛輔助供電系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的城軌車輛輔助供電系統(tǒng)采用固定負(fù)載供電方案，在列車所有輔助逆變器正常工作時(shí)，所有空調(diào)機(jī)組等負(fù)載設(shè)備同時(shí)持續(xù)開啟，無論外界環(huán)境溫度如何變化，空調(diào)機(jī)組都是按照設(shè)定的輸出功率工作，導(dǎo)致列車的能源利用效率過低。在某些輔助逆變器出現(xiàn)故障時(shí)，輔助供電系統(tǒng)通過硬線電路固定地切除空調(diào)機(jī)組以解決輔助供電系統(tǒng)容量不足的問題，這種固定切除方案會(huì)使得客室的溫度不均勻，降低車輛乘坐舒適性，并且需要根據(jù)天氣變化手動(dòng)設(shè)置和調(diào)整客室空調(diào)溫度，運(yùn)行維護(hù)工作量大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]現(xiàn)有的城軌車輛輔助供電系統(tǒng)導(dǎo)致能源利用效率過低，客室溫度不均勻，運(yùn)行維護(hù)工作量大。本發(fā)明的目的在于，針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種改進(jìn)了的城軌車輛輔助供電系統(tǒng)及方法。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種城軌車輛輔助供電系統(tǒng)，包括K節(jié)客室，每節(jié)客室內(nèi)的與空調(diào)機(jī)組相連的輔助逆變器，所述空調(diào)機(jī)組內(nèi)設(shè)有若干空調(diào)壓縮機(jī)，還包括第一 MVB通訊列車線(Multifunct1nVehicle Bus，多功能車輛總線)，每個(gè)司機(jī)室內(nèi)的VCU和控制開關(guān)，每節(jié)客室內(nèi)的智能空調(diào)控制器和X個(gè)溫度傳感器;所述X個(gè)溫度傳感器和所在客室的智能空調(diào)控制器相連，所述控制開關(guān)包括第一開關(guān)，所述第一開關(guān)的兩端接入第一 MVB通訊列車線，所述V⑶與第一 MVB通訊列車線相接，所述輔助逆變器和智能空調(diào)控制器均與VCU相連。
[0005]進(jìn)一步地，還包括第二MVB通訊列車線，所述控制開關(guān)包括與第一開關(guān)互鎖的第二開關(guān)，所述第二開關(guān)的兩端接入第二 MVB通訊列車線，所述VCU與第二 MVB通訊列車線相接。
[0006]進(jìn)一步地，還包括第一指示燈，所述第一指示燈的一端接入第一 MVB通訊列車線，另一端與電源負(fù)極相接。
[0007]當(dāng)輔助供電系統(tǒng)工作于動(dòng)態(tài)智能負(fù)載管理模式，第一指示燈亮。
[0008]進(jìn)一步地，還包括第二指示燈，所述第二指示燈的一端接入第二MVB通訊列車線，另一端與電源負(fù)極相接。
[0009]當(dāng)輔助供電系統(tǒng)工作于固定負(fù)載管理模式，第二指示燈亮。
[0010]進(jìn)一步地，還包括I/O模塊，所述第一 MVB通訊列車線和第二 MVB通訊列車線均與I/O模塊的輸入端相接，所述I/O模塊的輸出端與司機(jī)室內(nèi)的顯示屏相連。
[0011]I/O模塊用于將輔助供電系統(tǒng)的工作模式顯示在司機(jī)室內(nèi)的顯示屏上，便于識(shí)別。
[0012]基于同一個(gè)發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種城軌車輛輔助供電方法，使用所述的城軌車輛輔助供電系統(tǒng)，當(dāng)VCU檢測到來自第一MVB通訊列車線的高電平信號(hào)時(shí)，VCU檢測是否有輔助逆變器故障并確定需切除空調(diào)壓縮機(jī)的數(shù)目M;同時(shí)智能空調(diào)控制器根據(jù)內(nèi)部設(shè)置的期望客室溫度值以及X個(gè)溫度傳感器檢測到的實(shí)際客室溫度值確定需切除空調(diào)壓縮機(jī)的數(shù)目N，智能空調(diào)控制器將N發(fā)送至VCU，VCU將實(shí)際需切除的空調(diào)壓縮機(jī)的數(shù)目Y取為M和N中的較小值，并將Y發(fā)送至智能空調(diào)控制器，智能空調(diào)控制器計(jì)算實(shí)際每個(gè)客室溫度平均值以及每個(gè)客室溫度平均值和期望客室溫度值的差值，按照差值由大到小的順序，依次確定Y節(jié)客室，智能空調(diào)控制器控制該Y節(jié)客室的空調(diào)機(jī)組各切除一臺(tái)空調(diào)壓縮機(jī)。
[0013]輔助逆變器用于對空調(diào)機(jī)組供電。在司機(jī)室設(shè)置一個(gè)第一開關(guān)，作為動(dòng)態(tài)智能負(fù)載供電系統(tǒng)的控制開關(guān)。第一 MVB通訊列車線作為動(dòng)態(tài)智能負(fù)載供電系統(tǒng)的通訊線路。司機(jī)將第一開關(guān)閉合，則列車進(jìn)入動(dòng)態(tài)智能負(fù)載管理模式，VOJ(Vehicle control unit，車輛控制單元)根據(jù)輔助逆變器的故障情況，計(jì)算出列車能夠提供的空調(diào)機(jī)組工作功率，并確定根據(jù)供電能力需要切除空調(diào)壓縮機(jī)的數(shù)目M;同時(shí)溫度傳感器將檢測到的客室溫度值送至智能空調(diào)控制器，由智能空調(diào)控制器計(jì)算出根據(jù)客室溫度需要切除空調(diào)壓縮機(jī)的數(shù)目N，然后由VCU根據(jù)供電能力和調(diào)控需求確定需切除空調(diào)壓縮機(jī)的數(shù)目Y，由于要兼顧供電能力和調(diào)控需求，Y取為M和N中的較小值，最后由智能空調(diào)控制器根據(jù)實(shí)際溫差情況確定切除哪些客室內(nèi)空調(diào)機(jī)組的空調(diào)壓縮機(jī)。M或N也可以為負(fù)值，當(dāng)其為負(fù)值時(shí)，切除動(dòng)作為負(fù)操作，S卩，將相應(yīng)的智能空調(diào)控制器接入系統(tǒng)啟動(dòng)。
[0014]作為一種優(yōu)選方式，VCU確定M值的方法為:若無輔助逆變器故障，則M為O;若有輔助逆變器故障，則首先計(jì)算輔助逆變器負(fù)載余量，輔助逆變器負(fù)載余量=正常輔助逆變器總?cè)萘?輔助逆變器當(dāng)前負(fù)載，如輔助逆變器負(fù)載余量小于OkVA，則M=當(dāng)前切除空調(diào)壓縮機(jī)數(shù)量+K JnOkVA <輔助逆變器負(fù)載余量 < 空調(diào)機(jī)組額定負(fù)載，則M=當(dāng)前切除空調(diào)壓縮機(jī)數(shù)量，如輔助逆變器負(fù)載余量大于空調(diào)機(jī)組額定負(fù)載，則M=當(dāng)前切除空調(diào)壓縮機(jī)數(shù)量-K。
[0015]V⑶比較輔助逆變器負(fù)載余量和空調(diào)機(jī)組的額定負(fù)載的大小關(guān)系，從而得到根據(jù)供電能力需要切除空調(diào)壓縮機(jī)的數(shù)目M，以便綜合輔助逆變器故障情況和實(shí)際溫差情況確定需要切除的空調(diào)壓縮機(jī)的數(shù)目。
[0016]進(jìn)一步地，當(dāng)VCU檢測到來自第二MVB通訊列車線的高電平信號(hào)時(shí)，若無輔助逆變器故障，則所有空調(diào)機(jī)組按照額定功率工作;若有輔助逆變器故障，則VCU根據(jù)故障輔助逆變器的數(shù)量和設(shè)定的固定負(fù)載切除方案將各車切除的空調(diào)數(shù)量發(fā)送至各個(gè)智能空調(diào)控制器，由智能空調(diào)控制器控制空調(diào)機(jī)組內(nèi)空調(diào)壓縮機(jī)的啟動(dòng)或停止。
[0017]在司機(jī)室設(shè)置一個(gè)第二開關(guān)，作為固定負(fù)載供電系統(tǒng)的控制開關(guān)。第二MVB通訊列車線作為固定負(fù)載供電系統(tǒng)的通訊線路。司機(jī)將第二開關(guān)閉合，同時(shí)第一開關(guān)斷開，則列車進(jìn)入固定負(fù)載管理模式，若無輔助逆變器故障，則所有空調(diào)機(jī)組按照額定功率工作;若有輔助逆變器故障，則VCU根據(jù)故障輔助逆變器的數(shù)量和設(shè)定的固定負(fù)載切除方案將各車切除的空調(diào)數(shù)量發(fā)送至各個(gè)智能空調(diào)控制器，由智能空調(diào)控制器控制空調(diào)機(jī)組內(nèi)空調(diào)壓縮機(jī)的啟動(dòng)或停止。當(dāng)溫度傳感器或智能空調(diào)控制器故障時(shí)，輔助供電系統(tǒng)工作于固定負(fù)載管理模式，進(jìn)一步保證了溫度調(diào)控的可靠性。
[0018]本發(fā)明根據(jù)輔助逆變器的故障情況和每節(jié)客室內(nèi)的實(shí)際溫度，動(dòng)態(tài)調(diào)整全列車空調(diào)機(jī)組的功率，使輔助供電系統(tǒng)的輸出功率可以根據(jù)環(huán)境的溫度來進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，極大地提高了能源利用效率，解決了因空調(diào)機(jī)組固定切除帶來的客室溫度不均勻問題，提高了乘坐的舒適性，減少了司機(jī)的操作和維護(hù)工作量。
[0019]
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明工作模式切換控制的電路原理圖。
[0021]圖2為空調(diào)機(jī)組供電電路圖。
[0022]圖3為智能空調(diào)控制器的控制電路圖；
圖4為VCU根據(jù)輔助逆變器的故障情況計(jì)算M值的流程圖。；
圖5為固定負(fù)載管理模式下的控制流程圖。
[0023]其中，I為空調(diào)機(jī)組，2為輔助逆變器，3為第一MVB通訊列車線，4為VCU，5為控制開關(guān)，51為第一開關(guān)，52為第二開關(guān)，6為智能空調(diào)控制器，7為溫度傳感器，8為第二 MVB通訊列車線，9為第一指示燈，10為第二指示燈，11為I/O模塊，12為顯示屏。
[0024]
【具體實(shí)施方式】
[0025]如圖1至圖3所示，本發(fā)明輔助供電系統(tǒng)的一實(shí)施例包括K節(jié)客室，每節(jié)客室內(nèi)的與空調(diào)機(jī)組I相連的輔助逆變器2，所述輔助逆變器2和空調(diào)機(jī)組I相連，所述空調(diào)機(jī)組I內(nèi)設(shè)有若干空調(diào)壓縮機(jī)，還包括第一 MVB通訊列車線3，每個(gè)司機(jī)室內(nèi)的VCU4和控制開關(guān)5，VCU4設(shè)置于司機(jī)室內(nèi)的繼電器柜中，控制開關(guān)5設(shè)置于司機(jī)室的司機(jī)臺(tái)上;每節(jié)客室內(nèi)的智能空調(diào)控制器6和4個(gè)溫度傳感器7;所述4個(gè)溫度傳感器7和所在客室的智能空調(diào)控制器6相連，所述控制開關(guān)5包括第一開關(guān)51，所述第一開關(guān)51的兩端接入第一 MVB通訊列車線3，所述VCU4與第一 MVB通訊列車線3相接，所述輔助逆變器2和智能空調(diào)控制器6均與VCU4相連。智能空調(diào)控制器6采用德國REXXON公司開發(fā)的軌道交通空調(diào)CMC20控制器。
[0026]本發(fā)明輔助供電系統(tǒng)還包括第二MVB通訊列車線8，所述控制開關(guān)5包括與第一開關(guān)51互鎖的第二開關(guān)52，所述第二開關(guān)52的兩端接入第二 MVB通訊列車線8，所述VCU4與第二 MVB通訊列車線8相接。
[0027]本發(fā)明輔助供電系統(tǒng)還包括第一指示燈9，所述第一指示燈9的一端接入第一MVB通訊列車線3，另一端與電源負(fù)極相接。
[0028]本發(fā)明輔助供電系統(tǒng)還包括第二指示燈10，所述第二指示燈10的一端接入第二MVB通訊列車線8，另一端與電源負(fù)極相接。
[0029]本發(fā)明輔助供電系統(tǒng)還包括I/O模塊11，所述第一MVB通訊列車線3和第二 MVB通訊列車線8均與I/O