CN102496748A - 电力机车车载蓄电池组充电管理方法 - Google Patents

电力机车车载蓄电池组充电管理方法 Download PDF

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付莹
李新
王威
代兴军
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Abstract

本发明公开了一种电力机车车载蓄电池组充电管理方法。该方法是为蓄电池组提供可调的电压和电流，使蓄电池组在浮充电和均衡充电时分别采用恒流-恒压浮充电方法和恒流-恒压均衡充电方法。本发明能够最大限度的满足蓄电池组的充电要求，提高了蓄电池组的使用寿命。同时，用户可以在机车上对蓄电池组进行均衡充电，不受场地、地面充电机数量以及繁琐的吊车作业的限制，提高了维护效率，节约了维护成本。

Description

电力机车车载蓄电池组充电管理方法
技术领域本发明属于充电方法，具体涉及一种电力机车车载蓄电池组充电管理方法。
背景技术蓄电池组是电力机车的备用电源和起动电源，其主要作用包括：在降弓状态下为机车的控制电路、低温预热电路、辅助压缩机、照明显示等低压电器提供110V直流电源，保证机车升弓、投入工作；电力机车运行中，在110V控制电源装置发生故障时，给控制电路提供电源来维持机车短时故障运行。蓄电池组的良好运行状态对于电力机车性能十分重要，必须及时有效地对其进行充电管理，以保证其功能的正常发挥。
目前，电力机车采用阀控式免维护型铅酸蓄电池，蓄电池组由48个单节蓄电池串联而成。蓄电池组在日常使用时需要对其进行浮充电；当单体蓄电池开路电压低于2.10V、蓄电池组浮充使用时单体电池电压低于2.18V或机车进行辅修、小修、中修时需对蓄电池组进行均衡充电。
现有电力机车仅采用恒压方式对蓄电池组进行充电，即通过充电电压产生单元为蓄电池组提供一个恒定的充电电压(DC110V)，其原理框图见图1。这种充电方法具有以下缺陷：
1、蓄电池组长期处于过充电状态：蓄电池组由48个单节蓄电池串联而成，单节蓄电池标称电压为2.0V，要求的单节浮充电电压为2.25～2.27V，因此48节蓄电池的浮充电电压为2.27x48＝108.96V≈109V。
而现有恒压充电方式将蓄电池组充电电压恒定为110V，大于蓄电池组浮充电所需要的109V，使蓄电池组长期处于过充电状态，造成电池内部压力增高，排气频繁，蓄电池壳体变形，缩短蓄电池使用寿命。
2、充电电流过大：现有恒压充电方式不能对充电电流(充电电流曲线见图2)进行控制。当蓄电池组亏电严重(用电时间过长导致蓄电池组端电压过低)时，在充电初期充电电流过大，从而使得蓄电池组发热严重，造成蓄电池极板老化、变形等严重问题，缩短蓄电池使用寿命。
3、不具备车载均衡充电管理功能：现有恒压充电方式仅能实现对蓄电池组的浮充电管理，不具备车载均衡充电管理功能，需定期将蓄电池组从机车上转移到地面专用场地使用地面充电机进行均衡充电。蓄电池组的维护效率低，维护成本高，影响机车的运用。
发明内容为解决上述现有蓄电池组充电方法存在的问题，本发明的目的即是提供一种可避免充电初期充电电流过大、充电电压可控并可实现在机车上对蓄电池组进行均衡充电的电力机车车载蓄电池组充电管理方法。
为实现此目的，本发明的技术方案如下：一种电力机车车载蓄电池组充电管理方法，其特征在于：为蓄电池组提供可调的电压和电流，使蓄电池组：
(1)在浮充电过程按照恒流-恒压浮充电方法充电，充电过程包括：
第一阶段：为恒流阶段，以恒定电流25A对蓄电池组进行充电，充电电压达到蓄电池组理想浮充电电压109V后，此阶段结束；
第二阶段：为恒压阶段，以恒定电压109V对蓄电池组进行充电，充电完成后此阶段结束；
(2)在均衡充电过程按照恒流-恒压均衡充电方法充电，充电过程包括：
第一阶段：为恒流阶段，以恒定电流25A对蓄电池组进行充电，充电电压达到蓄电池组理想均衡充电电压115.2V后，此阶段结束；
第二阶段：为恒压阶段，以恒定电压115.2V对蓄电池组进行充电，充电电流小于5A后，此阶段结束；
第三阶段：为恒压阶段，以恒定电压109V对蓄电池组进行充电，充电完成后此阶段结束。
采用上述技术方案后，本发明能够最大限度的满足蓄电池组的充电要求，提高了蓄电池组的使用寿命。同时，用户可以在机车上对蓄电池组进行均衡充电，不受场地、地面充电机数量以及繁琐的吊车作业的限制，提高了维护效率，节约了维护成本。
附图说明图1是现有蓄电池组恒压充电方式的原理框图
图2是现有蓄电池组恒压充电方式的充电电流曲线
图3是本发明的恒流-恒压浮充电曲线
图4是本发明的恒流-恒压均衡充电曲线
具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。
本发明针对车载蓄电池组在机车上使用的特殊环境并结合蓄电池组的充电特性，为蓄电池组提供可调电压和电流，使蓄电池组在浮充电和均衡充电时分别采用恒流-恒压浮充电方法和恒流-恒压均衡充电方法。
恒流-恒压浮充电方法用于车载蓄电池的日常充电管理，充电过程分为两个阶段：
第一阶段(恒流)：调节蓄电池组充电电压，以恒定电流25A对蓄电池组进行充电。随着充电的进行，充电电压逐渐上升，待充电电压达到蓄电池组理想浮充电电压109V后，恒流阶段结束。
蓄电池组充电初期采用恒流充电，可有效的解决充电电流过大的问题。
第二阶段(恒压)：以恒定电压109V对蓄电池组进行充电。随着充电的进行，蓄电池组电压逐渐升高，充电电流逐渐下降。充电完成后此阶段结束。
恒流-恒压浮充电曲线如图3所示。
恒流-恒压均衡充电方法用于车载蓄电池组的均衡充电管理，充电过程分为三个阶段：
第一阶段(恒流)：调节蓄电池组充电电压，以恒定电流25A对蓄电池组进行充电。随着充电的进行，充电电压逐渐上升，待充电电压达到蓄电池组理想均衡充电电压115.2V后，恒流阶段结束。
第二阶段(恒压115.2V)：以恒定电压115.2V对蓄电池组进行充电。随着充电的进行，蓄电池组电压逐渐升高，充电电流逐渐下降，当充电电流小于5A后，此第二阶段结束。
第三阶段(恒压109V)：以恒定电压109V对蓄电池组进行充电。充电完成后此阶段结束。
恒流-恒压均衡充电曲线如图4所示。
本发明中为蓄电池组提供可调电压和电流的电路为常规电路，这里不再赘述。

Claims (1)

1.一种电力机车车载蓄电池组充电管理方法，其特征在于：为蓄电池组提供可调的电压和电流，使蓄电池组：
(1)在浮充电过程按照恒流-恒压浮充电方法充电，充电过程包括：
第一阶段：为恒流阶段，以恒定电流25A对蓄电池组进行充电，充电电压达到蓄电池组理想浮充电电压109V后，此阶段结束；
第二阶段：为恒压阶段，以恒定电压109V对蓄电池组进行充电，充电完成后此阶段结束；
(2)在均衡充电过程按照恒流-恒压均衡充电方法充电，充电过程包括：
第一阶段：为恒流阶段，以恒定电流25A对蓄电池组进行充电，充电电压达到蓄电池组理想均衡充电电压115.2V后，此阶段结束；
第二阶段：为恒压阶段，以恒定电压115.2V对蓄电池组进行充电，充电电流小于5A后，此阶段结束；
第三阶段：为恒压阶段，以恒定电压109V对蓄电池组进行充电，充电完成后此阶段结束。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120613