CN103683338B - 充电机系统及轨道车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种充电机系统及轨道车辆，包括：充电机、蓄电池及辅助启动模块；充电机包括相连接的第一主电路和第一控制电路，在第一控制电路的输入端的控制电压大于第一预设电压阈值时，控制第一主电路工作；辅助启动模块包括相连接的第二主电路和第二控制电路，在第二控制电路的输入端的控制电压小于第二预设电压阈值时，控制第二主电路工作；第二主电路的输入端耦接到电网，第二主电路的输出端连接到第一控制电路的输入端，用于将电网电压转化为第一控制电路的控制电压；蓄电池分别连接到第一控制电路、第二控制电路的输入端，用于为第一控制电路、第二控制电路提供控制电压。在蓄电池严重亏电时辅助启动模块启动，控制充电机启动。

Description

充电机系统及轨道车辆

技术领域

本发明涉及轨道车辆设备，尤其涉及一种充电机系统及轨道车辆。

背景技术

充电机作为轨道车辆辅助电源的重要组成部分，主要功能是将电网电压转换为供电电压，从而为车辆蓄电池充电，为其他直流负载供电，如牵引系统、交流辅助电源系统。充电机能够直接影响轨道车辆的整车性能，具有重要作用。

而充电机需要控制电源控制才能正常工作，现有技术中通常采用蓄电池作为充电机的控制电源，为充电机提供控制电压，从而控制充电机正常工作。充电机在将电网电压转换为供电电压后为其他直流负载供电的同时，也为蓄电池进行供电，进入正常的供电循环。但现有技术存在着缺陷，当蓄电池严重亏电时，其输出端的电势降低，此时蓄电池无法作为充电机的控制电源，即蓄电池不能为充电机提供合适的控制电压。因而造成了充电机因无可用的控制电源无法启动，进而无法为蓄电池充电，最后无法进入正常的供电循环。

通常解决方案是寻求轨道车辆外部电源对蓄电池充电，而后蓄电池再作为充电机的控制电源启动充电机，但严重地影响了轨道车辆的正常使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种充电机系统及轨道车辆，用以解决现有技术中充电机因蓄电池严重亏电而无法启动的问题。

本发明提供了一种充电机系统，充电机、蓄电池及辅助启动模块；

所述充电机包括相连接的第一主电路和第一控制电路，在所述第一控制电路的输入端的控制电压大于第一预设电压阈值时，控制所述第一主电路工作；所述辅助启动模块包括相连接的第二主电路和第二控制电路，在所述第二控制电路的输入端的控制电压小于第二预设电压阈值时，控制所述第二主电路工作；

所述第一主电路的输入端耦接到电网，所述第一主电路的输出端连接到所述蓄电池，用于将电网电压转化为所述蓄电池的供电电压；

所述第二主电路的输入端耦接到电网，所述第二主电路的输出端连接到所述第一控制电路的输入端，用于将电网电压转化为所述第一控制电路的控制电压；

所述蓄电池分别连接到所述第一控制电路、所述第二控制电路的输入端，用于为所述第一控制电路、第二控制电路提供控制电压。

作为上述技术方案的优选，所述辅助启动模块的第二控制电路与所述蓄电池之间还连接有手动开关，在所述手动开关开启时，所述第二控制电路工作，以启动所述第二主电路，进而所述第二主电路将电网电压转换成对应所述第一控制电路的控制电压。

作为上述技术方案的优选，所述手动开关为常闭开关。

作为上述技术方案的优选，所述蓄电池的正极与所述第一控制电路的输入端的正极之间与连接有正向导通的二极管。

作为上述技术方案的优选，所述第二主电路的输出端的正极与所述第一控制电路的输入端的正极之间连接有正向导通的二极管。

作为上述技术方案的优选，所述第一预设电压阈值小于等于所述第二预设电压阈值。

本发明还提供了一种轨道车辆，包括如上述的充电机系统。

本发明提供了一种充电机系统及轨道车辆，通过设置辅助启动模块，辅助启动模块的第二主电路的输入端用于耦接到所述电网，所述辅助启动模块的第二控制电路的输入端与所述蓄电池相连，所述第二主电路的输出端与所述第一控制电路的输入端相连；其中，在所述蓄电池的输出电压小于预设电压阈值时，所述第二控制电路工作，以启动所述第二主电路，进而所述第二主电路将电网电压转换成对应所述第一控制电路的控制电压。当蓄电池严重亏电时，辅助启动模块启动，为充电机提供控制电压，从而解决了现有技术中充电机因蓄电池严重亏电而无法启动的问题。

附图说明

图1为本实施例提供的一种充电机系统的结构示意图。

具体实施方式

图1为本实施例提供的一种充电机系统1的结构示意图，如图1所示，本实施例提供了一种充电机系统，包括：充电机1、蓄电池2及辅助启动模块3，辅助启动模块3作为充电机1在蓄电池2严重亏电时的备用电源使用。具体的：

充电机1包括相连接的第一主电路和第一控制电路，在第一控制电路的输入端的控制电压大于第一预设电压阈值时，控制第一主电路工作；辅助启动模块3包括相连接的第二主电路和第二控制电路，在第二控制电路的输入端的控制电压小于第二预设电压阈值时，控制第二主电路工作。充电机1与辅助启动模块3的工作原理类似，主电路的工作启动与否受控于控制电路的输入端的控制电压，而不同的是充电机1所需要的控制电压与辅助启动模块3所需的控制电压逻辑相反，即如本实施例所述的充电机1需要高电平启动，而辅助启动模块3需要低电平启动。

第一主电路的输入端耦接到电网5，第一主电路的输出端连接到蓄电池2，用于将电网电压转化为蓄电池2的供电电压。充电机1的第一主电路的输入端耦接到电网5，用于将电网5的电压DC750V转换为蓄电池2和其他直流负载所需的供电电压DC24V。

第二主电路的输入端耦接到电网5，第二主电路的输出端连接到第一控制电路的输入端，用于将电网电压转化为第一控制电路的控制电压。该辅助启动模块3的第二主电路输入、输出电压与充电机1的第一主电路的输入、输出电压一致，即DC750V输入，DC24V输出，输出电压作为充电机1的第一控制电路的控制电压。

蓄电池2分别连接到第一控制电路、第二控制电路的输入端，用于为第一控制电路、第二控制电路提供控制电压。蓄电池2在被充电机1的第一主电路充电的同时，还需要为充电机1的第一控制电路及辅助启动模块3的第二控制电路提供控制电压。

本实施例中第一控制电路的输入端当为高电平例如12V，即大于第一预设电压阈值时，如第一预设电压阈值为5V，第一主电路工作，进行电压转换及为蓄电池2及其他其他直流负载进行供电。但是当蓄电池2严重亏电时，其输出端的输出电压降低到2V，小于第一预设电压阈值为5V，则第一主电路无法工作。

由于辅助启动模块3的第二控制电路与充电机1的第一控制电路的控制电压逻辑相反，当第二控制电路的输入端有高电平输入，即大于第二预设电压阈值时，例如5V时，辅助启动模块3不工作。所以由于第二控制电路的输入端连接到蓄电池2，当蓄电池2还具备一定的电量时，辅助启动模块3不工作，只有当蓄电池2严重亏电而导致其输出的电压小于第二预设电压阈值时，具体的例如当第二控制电路的输入端为0V或悬空时，辅助启动模块3的第二主电路工作。

辅助启动模块3的第二控制电路的输入电压来自蓄电池2，即由蓄电池2的当前状态控制其启动或停止。蓄电池2存在着一定的电量，可以为充电机1的第一控制电路提供控制电压时，充电机1的第一主电路工作；当蓄电池2严重亏电时，其输出电压小于第一预设电压阈值，例如该第一预设电压阈值为6V，而实际的蓄电池2的输出电压仅仅为4V，不足以为充电机1的第一控制电路提供控制电压，但其小于第二预设电压阈值，则可以为辅助启动模块3的第二控制电路提供控制电压，则第二主电路开始工作，输出DC24V的电压，为充电机1的第一控制电路提供控制电压。充电机1可以正常工作，从而为蓄电池2继续充电，当蓄电池2充电到一定程度时，其可输出的电压大于第一预设电压阈值时，则可以为充电机1提供所需的控制电压，而由于蓄电池可输出的电压大于第二预设电压阈值，辅助启动模块3停止工作。

现有充电机1的功率一般为千瓦级别，而由于辅助启动模块3只需要为现有充电机1提供控制电压即可，考虑到成本问题，辅助启动模块3可以选择小功率的器件。现有充电机1获得控制电压而启动后，即可马上为蓄电池2及其他直流负载供电。优选的，第一预设电压阈值小于等于第二预设电压阈值。这样设置可以实现当蓄电池2的可输出电压一旦降低，辅助启动模块3可以马上工作，自动地为充电机1提供控制电压，使充电机1的第一主电路工作，为系统提供供电电压及为蓄电池2供电。

本实施例提供的充电机系统，通过设置辅助启动模块3，辅助启动模块3的第二主电路的输入端用于耦接到电网5，辅助启动模块3的第二控制电路的输入端与蓄电池2相连，第二主电路的输出端与第一控制电路的输入端相连；其中，在蓄电池2的输出电压小于第二预设电压阈值时，第二控制电路工作，以启动第二主电路，进而第二主电路将电网5电压转换成对应第一控制电路的控制电压。当蓄电池2严重亏电时，辅助启动模块3启动，为充电机1提供控制电压，从而解决了现有技术中充电机1因蓄电池2严重亏电而无法启动的问题。

第一主电路的输入端的正负极参见图中第一主电路中示意的L+，L-；第一主电路的输出端的正负极参见图中第一主电路中示意的O+，O-；第一控制电路的输入端的正负极分别参见图中第一控制电路中示意的C+，C-；第二主电路的输入端的正负极参见图中第二主电路中示意的L+，L-；第二主电路的输出端的正负极参见图中第二主电路中示意的O+，O-；第二控制电路的输入端的正负极分别参见图中第二控制电路中示意的C+，C-。

为了进一步便于操作者操作，作为上述技术方案的优选，辅助启动模块3的第二控制电路与蓄电池2之间还连接有手动开关4，在手动开关4开启时，第二控制电路工作，以启动第二主电路，进而第二主电路将电网电压转换成对应第一控制电路的控制电压。具体的，手动开关4可以将辅助启动模块3的第二控制电路的输入端选择接地，从而为第二控制电路提供控制电压。从而强制启动辅助启动模块3从而强制启动充电机1为系统供电。

作为上述技术方案的优选，手动开关4为常闭开关S1。手动开关4为常闭开关S1时，则当需要充电机1工作时，断开常闭开关S1，则辅助启动模块3的输入端电位变为0V，辅助启动模块3工作为充电机1提供控制电压。

由于充电机1的控制电路的输入端同时连接到蓄电池2及辅助启动模块3，为了避免辅助启动模块3发生短路等问题，作为上述技术方案的优选，蓄电池2的正极与第一控制电路的输入端的正极之间与连接有正向导通的二极管。图1中蓄电池2的DC24V+输出端为蓄电池的正极，而蓄电池2的DC24V-输出端为蓄电池的负极。

作为上述技术方案的优选，第二主电路的输出端的正极与第一控制电路的输入端的正极之间连接有正向导通的二极管。

具体的，本实施例提供的充电机系统的工作流程：

1、蓄电池2有电，辅助启动模块3处于停止工作状态；充电机1存在控制电压，可以正常工作。

2、蓄电池2亏电，充电机1无正常控制电压，无法工作；辅助启动模块3的第二控制电路满足工作条件，辅助启动模块3开始工作；辅助启动模块3输出端接充电机1的第一控制电路的输入端，充电机1满足工作条件，开始工作；充电机1的第一主电路的输出端接蓄电池，蓄电池开始充电；辅助启动模块3的第二控制电路不满足工作条件停止工作。

3、充电机1正常工作。

本实施例提供的一种集成了辅助启动模块的充电机，解决了现有充电机因蓄电池严重亏电而无法启动的问题，提高了轨道车辆的可靠性。

本发明还提供了一种轨道车辆，包括如上述的充电机系统。充电机系统的充电机的第一主电路输出端，用于连接到轨道车辆的如牵引系统、交流辅助电源系统等，为多个系统进行供电。具体的充电机系统的结构、工作原理等与上述实施例中的充电机系统相同，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (2)

1.一种充电机系统，其特征在于，包括：充电机、蓄电池及辅助启动模块；

所述充电机包括相连接的第一主电路和第一控制电路，在所述第一控制电路的输入端的控制电压大于第一预设电压阈值时，控制所述第一主电路工作；所述辅助启动模块包括相连接的第二主电路和第二控制电路，在所述第二控制电路的输入端的控制电压小于第二预设电压阈值时，控制所述第二主电路工作；

所述第一主电路的输入端耦接到电网，所述第一主电路的输出端连接到所述蓄电池，用于将电网电压转化为所述蓄电池的供电电压；

所述第二主电路的输入端耦接到电网，所述第二主电路的输出端连接到所述第一控制电路的输入端，用于将电网电压转化为所述第一控制电路的控制电压；

所述蓄电池分别连接到所述第一控制电路、所述第二控制电路的输入端，用于为所述第一控制电路、第二控制电路提供控制电压；

所述辅助启动模块的第二控制电路与所述蓄电池之间还连接有手动开关，在所述手动开关开启时，所述第二控制电路工作，以启动所述第二主电路，进而所述第二主电路将电网电压转换成对应所述第一控制电路的控制电压；

所述手动开关为常闭开关；

所述蓄电池的正极与所述第一控制电路的输入端的正极之间连接有正向导通的二极管；

所述第二主电路的输出端的正极与所述第一控制电路的输入端的正极之间连接有正向导通的二极管；

所述第一预设电压阈值小于等于所述第二预设电压阈值。

2.一种轨道车辆，其特征在于，包括如权利要求1所述的充电机系统。