專利名稱：純電動(dòng)客車及車隊(duì)運(yùn)行機(jī)制及體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于純電動(dòng)車及車隊(duì)運(yùn)行機(jī)制及體系領(lǐng)域，具體涉及一種純電動(dòng)公交客車車隊(duì)的運(yùn)行系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著電動(dòng)汽車技術(shù)的發(fā)展和逐步成熟，純電動(dòng)汽車示范運(yùn)行在各地逐步開展，但由于純電動(dòng)汽車動(dòng)力電池技術(shù)的制約，電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程受限，長(zhǎng)期大電流、深放電的純電動(dòng)汽車運(yùn)行模式又致使動(dòng)力電池組使用性能衰退迅速，使用壽命明顯低于單電池正常使用壽命，動(dòng)力電池是電動(dòng)汽車成本的重要組成部分，其使用壽命長(zhǎng)短直接影響電動(dòng)汽車使用成本。短期內(nèi)，動(dòng)力電池技術(shù)發(fā)生質(zhì)的飛躍存在非常大的技術(shù)難度，為使純電動(dòng)汽車尤其是純電動(dòng)客車實(shí)現(xiàn)可靠的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，只有在動(dòng)力電池成組應(yīng)用技術(shù)和車輛充電運(yùn)行機(jī)制方面進(jìn)行研究，進(jìn)行合理的運(yùn)行體系布置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種區(qū)別與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車運(yùn)營(yíng)體系的純電動(dòng)車及車隊(duì)充電運(yùn)行機(jī)制。在此機(jī)制下，電動(dòng)車輛的使用率得到提高的同時(shí)降低了車輛動(dòng)力電池組的放電深度，并提高了電池組的使用壽命。
此體系硬件由純電動(dòng)汽車、充電站(包括大功率充電機(jī)、充電過程監(jiān)控系統(tǒng)、動(dòng)力電池參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)、充電監(jiān)控室)構(gòu)成，充電站可兼作電動(dòng)車輛停車場(chǎng)地。充電過程監(jiān)控系統(tǒng)定義為車輛充電過程中對(duì)充電站所有區(qū)域?qū)崿F(xiàn)無(wú)死角可視的監(jiān)控系統(tǒng)。動(dòng)力電池參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)定義為充電過程中電池電壓、電流、溫度等參數(shù)可在線實(shí)時(shí)監(jiān)控的系統(tǒng)。充電過程監(jiān)控系統(tǒng)、動(dòng)力電池參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)在充電監(jiān)控室設(shè)有可視終端。
充電站充電機(jī)采用直線式雙向布置(附圖1)，方便車輛駛?cè)牒婉偝?，并且便于電?dòng)車輛充電和對(duì)充電過程進(jìn)行監(jiān)控(單排充電機(jī)兩端對(duì)置攝像頭，充電站監(jiān)控終端設(shè)置充電監(jiān)控室)?？刂齐娫椽?dú)立雙源供電，以保證充電系統(tǒng)控制正常。
一般充電過程充電參數(shù)設(shè)定均以電池組為設(shè)定對(duì)象，以電池組總體端電壓和充電電流為標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明充電過程參數(shù)控制策略基于電池單體參數(shù)，對(duì)于保證充電安全極為重要，因此充電參數(shù)設(shè)定以保證充電安全，進(jìn)行充電過程安全防護(hù)為重點(diǎn)。采用基于動(dòng)力電池組極端單體進(jìn)行充電參數(shù)調(diào)整，即根據(jù)不同的電池類型，關(guān)注電池系統(tǒng)中極端單體電池的參數(shù)，并遵循附圖2優(yōu)先級(jí)原則，進(jìn)行總體電池組充電參數(shù)調(diào)整，將電池組中極端參數(shù)控制在限定值范圍內(nèi)。
以鋰離子電池為例，用限流恒壓方法進(jìn)行充電，在充電過程中，首先關(guān)注檢測(cè)電池組電池單體電壓，如發(fā)現(xiàn)有電池單體超過4.35V的最高限壓，應(yīng)降低總體充電限制電壓，以控制單體電池電壓上升。同時(shí)隔一定時(shí)間檢測(cè)電池溫度，如發(fā)現(xiàn)有電池單體溫度超過電池組平均溫度5℃，應(yīng)降低充電限制電流，限制電池溫度上升率。
根據(jù)電動(dòng)汽車運(yùn)行實(shí)際工況、車輛電池組配置及安裝情況，采取快速充電和常規(guī)晚間充電相結(jié)合的方法來(lái)滿足運(yùn)營(yíng)的需要。此運(yùn)行體系尤其針對(duì)公交線路等定點(diǎn)、定線往返規(guī)律運(yùn)行工況。
快速充電定義為采用大功率充電機(jī)恒流(恒流電流根據(jù)電池種類不同而定，一般情況下大于0.3C，C為動(dòng)力電池組額定容量)進(jìn)行充電，使動(dòng)力電池組容量得到快速恢復(fù)。常規(guī)晚間充電定義為晚間利用市政用電低谷進(jìn)行動(dòng)力電池補(bǔ)充電，恢復(fù)電池容量。單車完成一定里程或一定時(shí)間運(yùn)行后，進(jìn)行短時(shí)間快速充電，司機(jī)換用備用車輛進(jìn)行運(yùn)營(yíng)工作。運(yùn)行機(jī)制按照每班車輛行駛n個(gè)循環(huán)，每個(gè)循環(huán)需要x min進(jìn)行運(yùn)行安排。每個(gè)循環(huán)結(jié)束安排ymin休息，因此每個(gè)司機(jī)本次發(fā)車到下次發(fā)車的時(shí)間間隔以(x+y)min進(jìn)行計(jì)算。
為便于說明本發(fā)明涉及的充電運(yùn)行機(jī)制，以如下的具體假定進(jìn)行說明n＝5，x＝80，y＝10，車隊(duì)車輛數(shù)量m＝15，車輛運(yùn)行2個(gè)或3個(gè)循環(huán)后進(jìn)行30min充電。上述假定根據(jù)車輛的實(shí)際情況和運(yùn)行需要，車隊(duì)車輛運(yùn)行方案如附圖3所示，每班司機(jī)在工作時(shí)間需要換車一次。在此運(yùn)營(yíng)機(jī)制下，參加運(yùn)營(yíng)的每輛車每天工作時(shí)間和電池組放電情況存在一定差別，如附圖4所示，黑線段部分表示車輛運(yùn)行時(shí)間。由附圖3和附圖4可以看出，單車日工作量為6～9個(gè)循環(huán)，每次使用車輛的充放電狀態(tài)由于行駛里程和充電歷史不同也存在一定差別。為保證車輛電池組使用頻率相同，對(duì)15輛車進(jìn)行順序編號(hào)，每日參加運(yùn)行的車輛理論上為12輛，剩余3輛作為備用車輛。在一定的周期內(nèi)，進(jìn)行車輛編號(hào)輪換，即原編號(hào)1，2，3，…，11，12成為新編號(hào)4，5，6，…，14，15；原編號(hào)13，14，15成為新編號(hào)1，2，3。在完成全天運(yùn)營(yíng)任務(wù)后，車輛在晚間電力需求低谷進(jìn)行整個(gè)車隊(duì)的充電工作，并可同步進(jìn)行動(dòng)力電池的維護(hù)工作。


附圖1是充電站的雙向直線布置結(jié)構(gòu)；附圖2是充電過程動(dòng)力電池組安全防護(hù)參數(shù)優(yōu)先級(jí)控制順序；附圖3是舉例說明15輛電動(dòng)客車保證全天16小時(shí)運(yùn)行的方案；附圖4是上述例證的示意圖。
具體實(shí)施例方式
按照本發(fā)明中涉及的硬件設(shè)施布置充電站、安排運(yùn)營(yíng)車輛，按照本發(fā)明中的充電運(yùn)行機(jī)制安排方法安排電動(dòng)汽車的運(yùn)營(yíng)活動(dòng)，按照本發(fā)明中涉及到的不同類型動(dòng)力電池充電安全防護(hù)優(yōu)先級(jí)策略控制動(dòng)力電池組充電。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明涉及一種純電動(dòng)客車及車隊(duì)運(yùn)行機(jī)制及體系，其特征在于純電動(dòng)客車及車隊(duì)運(yùn)行系統(tǒng)所需的充電站基礎(chǔ)設(shè)施配置方式、布置方式和方法，其中充電機(jī)直線式雙向布置，控制電源獨(dú)立外供，同時(shí)配置充電過程監(jiān)控系統(tǒng)和動(dòng)力電池參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)。
2.本發(fā)明涉及一種純電動(dòng)客車及車隊(duì)運(yùn)行機(jī)制及體系，其特征在于在純電動(dòng)客車及車隊(duì)運(yùn)行體系充電及運(yùn)行機(jī)制編制方案中，快速充電和常規(guī)晚間充電相結(jié)合的方法對(duì)動(dòng)力電池組充電，運(yùn)行安排實(shí)現(xiàn)車輛具有大間隔停駛時(shí)間，為滿足司機(jī)工作時(shí)間要求，安排換車運(yùn)行，安排備車實(shí)現(xiàn)車輛輪換使用，保證動(dòng)力電池使用狀況一致性。
3.本發(fā)明涉及一種純電動(dòng)客車及車隊(duì)運(yùn)行機(jī)制及體系，其特征在于電動(dòng)客車動(dòng)力電池組基于電池單體參數(shù)充電安全防護(hù)控制策略，強(qiáng)調(diào)充電過程的安全控制，針對(duì)電池組中的每個(gè)單體進(jìn)行參數(shù)檢測(cè)，根據(jù)電池類型不同，編排參數(shù)控制優(yōu)先級(jí)。
全文摘要
根據(jù)純電動(dòng)客車的特點(diǎn)發(fā)明了一種不同于現(xiàn)有傳統(tǒng)車輛及車隊(duì)運(yùn)行機(jī)制安排的純電動(dòng)客車及車隊(duì)運(yùn)行機(jī)制及體系。通過充電站的合理布置、充電過程的安全防護(hù)控制策略、車輛運(yùn)行機(jī)制安排實(shí)現(xiàn)車輛安全快速充電，提高車輛使用率的同時(shí)，提高電動(dòng)客車動(dòng)力電池的使用壽命。
文檔編號(hào)G01R31/36GK1874108SQ20061008392
公開日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2006年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月6日
發(fā)明者王震坡, 孫逢春, 林程 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)