本實用新型涉及新能源汽車領域，尤其是涉及一種利用列車再生制動能的電動汽車儲能式服務站。

背景技術：

地鐵列車具有運行速度快、站間距離短、頻繁啟制動的特點，因此其制動能量十分可觀，一般約占列車牽引總能量的30～40％。列車再生制動就是在列車制動時牽引電機處于發(fā)電機工作狀態(tài)，將產(chǎn)生的制動能量以電能形式回饋給電網(wǎng)，供給處于牽引狀態(tài)的鄰近列車使用。這也是目前回收輕軌列車制動能量，降低列車牽引能耗的主要手段。目前是不允許直流牽引電網(wǎng)上的制動電能經(jīng)DC-AC變換器返回交流電網(wǎng)的，所以當其他牽引列車無法吸收或不能完全吸收制動列車的再生制動能，再生制動能將囤積在直流網(wǎng)上，導致直流網(wǎng)電壓抬升。當直流網(wǎng)電壓升高到界限值時，為了保護供電線路的安全，必須切斷再生制動，進而導致再生失效。多余的能量將由制動電阻以熱能形式耗散掉，這樣就大大降低了再生制動的節(jié)能效率。

面對日益突出的能源問題和環(huán)境保護問題，人們近年來致力于發(fā)展新能源汽車，而電動汽車作為其典型代表，已成為當前汽車業(yè)發(fā)展的必然趨勢。電動汽車要推廣，完善的配套基礎設施是不可或缺的，而電動汽車充電站建設就是其關鍵所在。

目前有專利借助超級電容、飛輪等儲能器對列車再生制動能進行回收，用于照明等目的，但未考慮用廢舊的汽車動力電池進行列車再生制動能吸收和為汽車充電供能。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的就是為了使列車的再生制動能得到有效的利用，結合當前電動汽車發(fā)展中電動汽車充電站建設不完善的狀況，而提供一種利用列車再生制動能的電動汽車儲能式服務站，有效地利用了列車再生制動能，具有節(jié)能環(huán)保、安全性高、實用性強、充電便捷等優(yōu)點。

本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)：

一種利用列車再生制動能的電動汽車儲能式服務站，該服務站沿地鐵線路建立，包括依次連接的DC-DC變換模塊、用于儲存列車制動能量的儲能設備、第一逆變器和電動汽車充電站，以及分別連接DC-DC變換模塊、儲能設備和第一逆變器的中央控制器，所述DC-DC變換模塊連接列車接觸網(wǎng)，所述電動汽車充電站連接電網(wǎng)，所述列車接觸網(wǎng)上設置有電壓傳感器，所述中央控制器連接電壓傳感器。

所述DC-DC變換模塊包括依次連接的第二逆變器、變壓器、第一整流器和第一濾波器，所述第二逆變器連接列車接觸網(wǎng)，所述第一濾波器連接儲能設備。

所述儲能設備包括蓄電池組和連接蓄電池組的電池電壓檢測器，所述蓄電池組分別連接DC-DC變換模塊和第一逆變器，所述電池電壓檢測器連接中央控制器。

所述電動汽車充電站包括電能監(jiān)控器、多個直流充電機和多個交流充電樁，每個直流充電機均分別通過一開關控制器連接第一逆變器和電網(wǎng)，每個交流充電樁均分別通過一開關控制器連接第一逆變器和電網(wǎng)，所述電能監(jiān)控器分別連接直流充電機、交流充電樁和開關控制器。

連接直流充電機的開關控制器依次通過第二整流器和第二濾波器連接直流充電機。

所述電動汽車充電站通過開關切換器連接電網(wǎng)，所述中央控制器連接開關切換器。

所述中央控制器通過無線網(wǎng)絡連接電壓傳感器。

該服務站建于地鐵站旁。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下優(yōu)點：

1.地鐵列車進入制動工況，會產(chǎn)生再生制動能，本實用新型服務站的儲能設備可以對列車接觸網(wǎng)上列車制動能進行儲能，有效地利用了列車再生制動能，達到節(jié)能的效果。

2.如果其他牽引列車無法吸收或不能完全吸收列車的再生制動能，將導致列車接觸網(wǎng)的電壓抬升，因此，本實用新型服務站設置電壓傳感器，當列車接觸網(wǎng)的電壓升高到設定的上限值時，中央控制器控制DC-DC變換模塊投入工作，從列車接觸網(wǎng)吸收電流，并變換成儲能設備蓄電所需要的直流電，可以避免列車接觸網(wǎng)直流電壓過高，保護供電線路的安全。

3.本實用新型服務站將儲存的列車制動能量用于電動汽車補充電能，可很好地促進電動汽車的發(fā)展。

4.本實用新型服務站優(yōu)選建在地鐵站附近，不僅考慮到鐵路列車進入地鐵站時會制動產(chǎn)生制動能，用于儲能設備儲能，還便于電動汽車用戶尋找。

5.本實用新型服務站結構簡單，電壓傳感器與中央控制器之間無線連接，便于布線，節(jié)能環(huán)保，同時設置開關切換器可實現(xiàn)電網(wǎng)供電和儲能設備供電的切換，實用性強，為地鐵再生制動能的回收利用提供更好的解決方案。

6.本實用新型服務站設置了包含直流充電機和交流充電樁的電動汽車充電站，可滿足不同電動汽車的充電需求，提高用戶的體驗度。

附圖說明

圖1為本實用新型整體結構示意圖；

圖2為本實用新型運行流程示意圖；

圖3為本實用新型中DC-DC變換模塊的結構示意圖。

圖中：1、地鐵列車，2、DC-DC變換模塊，3、儲能設備，4、第一逆變器，5、電動汽車充電站，6、中央控制器，7、列車接觸網(wǎng)，8、電網(wǎng)，9、電壓傳感器，21、第二逆變器，22、變壓器，23、第一整流器，24、第一濾波器。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。本實施例以本實用新型技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護范圍不限于下述的實施例。

如圖1所示，一種利用列車再生制動能的電動汽車儲能式服務站，沿地鐵線路建立在地鐵站旁，為電動汽車提供充電服務，該服務站包括依次連接的DC-DC變換模塊2、用于儲存列車制動能量的儲能設備3、第一逆變器4和電動汽車充電站5，以及分別連接DC-DC變換模塊2、儲能設備3和第一逆變器4的中央控制器6，DC-DC變換模塊2連接列車接觸網(wǎng)7，電動汽車充電站5通過開關切換器連接電網(wǎng)8，開關切換器連接中央控制器6，列車接觸網(wǎng)7上設置有電壓傳感器9，中央控制器6通過無線網(wǎng)絡連接電壓傳感器9。

地鐵列車1在進站時進入制動工況，產(chǎn)生再生制動能，如果其他牽引列車無法吸收或不能完全吸收列車的再生制動能，將導致列車接觸網(wǎng)7的電壓抬升，當中央控制器6通過電壓傳感器9檢測到列車接觸網(wǎng)7的電壓升高到設定的上限值時，中央控制器6控制DC/DC變換模塊便投入工作，從列車接觸網(wǎng)7吸收電流，并變換成儲能設備3蓄電所需要的直流電，從而實現(xiàn)列車再生制動能的有效利用，儲能設備3為電動汽車充電站5提供電能。電動汽車充電站5的電能來源于儲能設備3，當儲能設備3儲能不足時，中央控制器6控制開關切換器，使得充電站所需的電能來自電網(wǎng)8，以便應對加注高峰，同時中央控制器6控制第一逆變器4停止工作，等待儲能設備3儲存足夠的充電能量。電動汽車充電站5通過交流充電樁或直流充電機以整車充電的模式為電動汽車充電。

如圖3所示，DC-DC變換模塊2包括依次連接的第二逆變器21、變壓器22、第一整流器23和第一濾波器24，第二逆變器21連接列車接觸網(wǎng)7，第一濾波器24連接儲能設備3。第二逆變器21將列車接觸網(wǎng)7直流逆變成交流，接著通過變壓器22改變交流電壓等級，然后第一整流器23將交流變?yōu)槊}動直流，最后經(jīng)過第一濾波器24變換成儲能設備3蓄電所需的直流。儲能設備3包括蓄電池組和連接蓄電池組的電池電壓檢測器，蓄電池組分別連接DC-DC變換模塊2和第一逆變器4，電池電壓檢測器連接中央控制器6，蓄電池組可采用廢舊的動力電池作為儲能元件，列車再生制動能存在富余時，通過直流斬波變換將制動能存儲于SOC<80％的廢舊汽車動力電池中，再通過DC-DC變換為電動汽車充電。

電動汽車充電站5包括電能監(jiān)控器、多個直流充電機和多個交流充電樁，每個直流充電機均分別通過一開關控制器連接第一逆變器4和電網(wǎng)8，每個交流充電樁均分別通過一開關控制器連接第一逆變器4和電網(wǎng)8，電能監(jiān)控器分別連接直流充電機、交流充電樁和開關控制器，其中，連接直流充電機的開關控制器依次通過第二整流器和第二濾波器連接直流充電機，第二濾波器采用有源濾波器。

本實用新型服務站運行流程如圖2所示，在地鐵列車1進入制動工況時，如果地鐵列車1反饋回去的制動能量能被本車的用電設備和其他相鄰列車所完全吸收，則DC-DC變換模塊2不投入工作。如果地鐵列車1反饋回列車接觸網(wǎng)6的能量沒有被其他相鄰列車吸收完，造成牽引電的電壓升高到設定的上限值，則DC-DC變換模塊2投入工作，從列車接觸網(wǎng)7吸收電流，并變換成儲能設備3蓄電所需要的直流電，從而實現(xiàn)列車再生制動能的有效利用。當儲能設備3儲存的電能不能滿足電動汽車充電站5的需求時，電動汽車充電站5可以從電網(wǎng)8獲取電能。