智能型轨道交通专用充电装置

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成果单位：北京科锐博润电力电子有限公司

合作方式：自行实施

所处阶段：中试

关键词：电车充电智能电动车轨道交通电能治理充电控制状态监测进出站检测充电逻辑燃弧检测冗余运行

成果评价

总得分（满分100）

资本强度（满分0）

该成果得分：0

小果解读

核心问题

智能型轨道交通专用充电装置主要解决智能电车在轨道交通系统中充电保障不足、充电过程缺乏智能化控制以及充电设备可靠性不高的问题。特别是在电车频繁进出站、需要高效且安全充电的场景下，传统充电设备难以满足对充电效率、安全性和智能化管理的需求。

解决方案

该装置采用两个独立充电回路，通过三相桥式整流电路加降压斩波电路实现电力变换，实时采集充电电压、电流，并由中央控制单元进行闭环控制，确保充电过程的安全性和高效性。装置集成了基于DSP、FPGA控制器的先进控制技术，实现全数字化、自动化、智能化控制。关键技术包括10kV供电系统电能质量治理、充电模式控制策略、车载电容状态实时监测等，确保充电过程稳定可靠，同时支持车地wifi无线通信，根据电池BMS信息进行智能充电。

竞争优势

智能型轨道交通专用充电装置具备大容量、高可靠性、适应性强、监控完善和环境友好等特点。其关键技术及创新点涵盖了电能质量治理、充电逻辑研究、冗余运行和无人值守等多个方面，显著提升了充电效率和安全性。装置已通过国际认可的全面测试，具备在全球多个地区应用的潜力。作为原始创新成果，该装置在中试阶段已展现出显著的技术优势和市场前景，特别是在城市轨道交通建设快速发展的背景下，具有广阔的应用前景和经济效益。

成果描述

成果公开日期

2022-12-30

所属产业领域

交通运输、仓储和邮政业

项目课题来源

北京经济技术开发区

摘要

该装置包含2个独立充电回路，可独立运行，有效提高电车充电保障。电力变换回路采用三相桥式整流电路加降压斩波电路，充电中实时采集充电电压、电流，由控制系统中央控制单元进行闭环控制，确保充电电压、电流在安全范围内，有效保护超级电容，延长超级电容的寿命。车辆进站升弓后（或者是升弓进站），上网隔离开关柜进行极性切换。充电装置检测到充电轨的电压建立后，在满足充电条件后，启动和车辆控制系统的充电数据交互流程，整个充电过程受车辆控制系统发送与BMS相关的数据控制。该装置采用基于 DSP、FPGA 控制器等最先进的控制技术，具有全数字化、自动化、智能化，人机界面友好，控制方面灵活等特点。所取得的关键技术及创新点如下： 1、关键技术： 1）10kV 供电系统的电能质量治理措施； 2）充电装置充电模式控制策略； 3)车载电容状态的实时监测技术； 4）车辆进出站检测技术； 5）装置启停充电的判断策略； 6）充电逻辑的研究； 7）充电接触网燃弧检测技术； 8）充电装置冗余运行研究； 9）充电装置无人值守研究。 2、功能和性能指标的突破情况智轨充电柜装置是给智能电动车充电的新型充电装置，通过车地wifi进行无线通信，获得动力电池信息，根据电池BMS信息进行充电。充电装置交流侧AC690V，容量900kW，直流侧额定电流1200A，输出电压DC750V。本装置具备充电容量大、高可靠性、适应性强、监控完善、环境友好等特点。到2020年底我国的城市轨道累计营运里程达到7395km，中国城市轨道交通建设将迎来黄金十年。该装置通过了株洲南车电机检测试验站的全面测试，检测数据及试验报告可得到美国、日本、印度、土耳其、新加坡等70多个国家和地区机构承认。