CN109703575A

CN109703575A - 储能装置及公务机车

Info

Publication number: CN109703575A
Application number: CN201811388236.1A
Authority: CN
Inventors: 王宝鸡; 梁桂安; 姚高亮
Original assignee: Yinlong New Energy Co Ltd; Zhuhai Yinlong Electrical Appliance Co Ltd
Current assignee: Yinlong New Energy Co Ltd; Zhuhai Yinlong Electrical Appliance Co Ltd
Priority date: 2018-11-21
Filing date: 2018-11-21
Publication date: 2019-05-03

Abstract

本发明公开了一种储能装置及公务机车，储能装置包括：钛酸锂电池、充放电回路、牵引回路以及电池管理系统，所述钛酸锂电池用于提供动力；所述充放电回路、所述牵引回路均与所述钛酸锂电池信号连接；所述充放电回路、所述牵引回路、所述钛酸锂电池均与所述电池管理系统信号连接。本发明提供的储能装置，将原始的铅酸电池换为钛酸锂电池，同时设置专门的牵引回路，如此，在铁路接触网失电时，能够起到应急牵引作用，进一步提高公务机车的安全性。

Description

储能装置及公务机车

技术领域

本发明涉及储能技术领域，特别是一种储能装置及公务机车。

背景技术

随着我国高铁事业的迅猛发展，高铁已经成为一种广泛为人们所接受的出行方式。但高铁动车组列车高度依赖接触网，供电方式单一，为解决公务机车组在行驶过程中突然断电带来的安全隐患及不便，通过控制策略的设计,将机组作为低压辅助备用电源的铅酸电池，设计为具有大倍率充放电，高安全性能的储能电池系统，起到应急牵引的作用，但是由于铅酸电池的特性，目前所有的公务机车只能用铅酸电池做辅助备用电源，这种系统在铁路网络出现突然断电时，无法为公用机车提供应急牵引动力。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种储能装置及公务机车，以解决公务机车无法应对应急牵引的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面提供了一种储能装置，包括：钛酸锂电池、充放电回路、牵引回路以及电池管理系统，所述钛酸锂电池用于提供动力；所述充放电回路、所述牵引回路均与所述钛酸锂电池连接；所述充放电回路、所述牵引回路、所述钛酸锂电池均与所述电池管理系统信号连接。

可选地，所述钛酸锂电池设有多个；所述电池管理系统包括主控电池管理模块、多个从控电池管理模块和多个采集均衡模块，多个所述钛酸锂电池、多个所述从控电池管理模块和多个采集均衡模块一一对应设置，在对应设置的所述钛酸锂电池、所述从控电池管理模块和所述采集均衡模块中，所述从控电池管理模块通过所述采集均衡模块与所述钛酸锂电池信号连接；各所述从控电池管理模块与所述主控电池管理模块信号连接，所述主控电池管理模块与所述充放电回路、所述牵引回路信号连接。

可选地，所述充放电回路包括串联连接的充放电接触器、充放电熔断器。

可选地，所述牵引回路包括串联连接的牵引接触器、牵引熔断器和隔离二极管。

可选地，还包括与所述电源管理系统信号连接的应急充电回路。

可选地，还包括远程监控终端，所述远程监控终端与所述电池管理系统信号连接。

可选地，还包括低压辅助电源系统，所述低压辅助电源系统与所述电池管理系统信号连接。

可选地，所述低压辅助电源系统包括串联连接的直流电源模块和直流断路器。

本发明的第二方面提供了一种公务机车，包括电池台车和如上任一项所述的储能装置，所述电池台车设置有所述储能装置。

可选地，所述电池台车设有多个，其中至少有一个所述电池台车形成单组电池箱；和/或至少有两个所述电池台车形成一个双组电池箱。

本发明提供的储能装置，将原始的铅酸电池换为钛酸锂电池，同时设置专门的牵引回路，如此，在铁路接触网失电时，能够起到应急牵引作用，进一步提高公务机车的安全性。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出本发明提供的储能装置的信号连接图。

图中，

1、钛酸锂电池；

2、充放电回路；KM1、充放电接触器；FU1、充放电熔断器；

3、牵引回路；31、隔离二极管；KM2、牵引接触器；FU2、牵引熔断器；

4、电池管理系统；41、主控电池管理模块；42、从控电池管理模块；43、采集均衡模块；

6、应急充电回路；

7、远程监控终端；

8、低压辅助电源系统；DC/DC、直流电源模块；QF1、直流断路器；

9、分流器。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分，为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本发明提供了一种公务机车，包括电池台车和储能装置，电池台车设置有储能装置，以为公务机车提供动力。

电池台车可以设置有多个，其中至少有一个电池台车形成给一个单组电池箱，或者至少有两个电池台车形成一个双组电池箱，也可以同时设置有单组电池箱和双组电池箱。如电池台车设有七个，其中一个电池台车形成单组电池箱，其余电池台车中两个两个形成一个双组电池箱，换言之，七个电池台车中，形成了一个单组电池箱和三个双组电池箱，各电池台车上均设置有储能装置。

具体地，储能装置可以用于公务机车，以为公务机车提供能量。参考图1，储能装置包括钛酸锂电池1、充放电回路2、牵引回路3以及电池管理系统4，钛酸锂电池1指单体电池，其可以设置有一个或者多个，用于提供动力，即钛酸锂电池1作为公务机车的动力源；充放电回路2、牵引回路3均与钛酸锂电池1连接；同时，充放电回路2、牵引回路3、钛酸锂电池1均与电池管理系统4信号连接，如此，从公务机车通过充放电回路2可以为其进行充放电，通过牵引回路3可以为其提供牵引动力。下面以一个储能装置为例进行描述。

上述储能装置，使用钛酸锂电池1代替铅酸电池，同时设置专门的牵引回路3，如此，在铁路接触网失电时，能够起到应急牵引作用，进一步提高公务机车的安全性。

在各储能装置中，钛酸锂电池1可以设有多个，如2个、50个、315个或者更多个，各钛酸锂电池1串联、并联或者串并联，形成储能单元，为公务机车提供足够的动力。

在钛酸锂电池1设有多个时，电池管理系统4包括主控电池管理模块41、多个从控电池管理模块42和多个采集均衡模块43，采集均衡模块43可以监测钛酸锂电池1的电压、电流、温度等信息，并对多个钛酸锂电池1进行均衡设置，多个钛酸锂电池1、多个从控电池管理模块42和多个采集均衡模块43一一对应设置，在对应设置的钛酸锂电池1、从控电池管理模块42和采集均衡模块43中，从控电池管理模块42通过采集均衡模块43与钛酸锂电池1信号连接，以对各钛酸锂电池1进行监测，并将监测的信息传送给从控电池管理模块42，同时根据从控电池管理模块42的信息对钛酸锂电池1进行均衡控制。参考图1，各从控电池管理模块42与主控电池管理模块41信号连接，主控电池管理模块41与充放电回路2、牵引回路3信号连接。通过设置主控电池管理模块41和从控电池管理模块42，能提高电池管理系统4的管理效率。

充放电回路2包括串联连接的充放电接触器KM1、充放电熔断器FU1，如图1所示，充放电正、充放电接触器KM1、钛酸锂电池1、充放电熔断器FU1、充放电负串联形成充放电回路2，以对钛酸锂锂电池1进行充电或者放电。

牵引回路3包括串联连接的牵引接触器KM2、牵引熔断器FU2和隔离二极管31，如图1所示，牵引正、隔离二极管31、牵引接触器KM2、钛酸锂电池1、牵引熔断器FU2、牵引负串联，形成牵引回路3，以在铁路交通因故障或者其他原因突然断电时，钛酸锂电池1能够通过牵引回路3为公务机车提供应急牵引功能，提高公务机车的安全性。

储能装置还包括与电源管理系统4信号连接的应急充电回路6，应急充电回路6包括应急熔断器，应急熔断器可以与充放电回路2中的充放电熔断器FU1共用同一熔断器，如图1所示，应急充电正、钛酸锂电池1、充放电熔断器FU1、应急充电负串联，形成应急充电回路6，以在需要时对钛酸锂电池1进行应急充电。

此外，储能装置还包括远程监控终端7，远程监控终端7与电池管理系统1信号连接，在设有主控电池管理模块41时，可以直接与主控电池管理模块41信号连接，远程监控终端7包括远程监控主机和天线，为储能装置提供远程传输功能，以将储能装置的数据传输到远程控制平台。

储能装置还包括低压辅助电源系统8，低压辅助电源系统8与电池管理系统1信号连接，在设有主控电池管理模块41时，可以直接与主控电池管理模块41信号连接，以为储能装置中的低压设备提供电源。

如图1所示，低压辅助电源系统8包括串联连接的直流电源模块DC/DC和直流断路器QF1，钛酸锂电池1、直流电源模块DC/DC和直流断路器QF1形成低压辅助供电回路，直流电源模块DC/DC与电池管理系统1信号连接，其可以通过CAN总线转RS485与电池管理系统1信号连接。

其中，上述充放电回路2、牵引回路3、应急充电回路6、低压辅助供电回路并联设置，在充放电回路2、牵引回路3、应急充电回路6、低压辅助供电回路并联的总路上可以设置分流器9，电源管理系统1与分流器9信号连接，以对各回路进行控制。

本发明的储能装置工作时，手动闭合电池台车上的直流断路器DF1，直流电源模块DC/DC输入高压后输出24V电源，主控电池管理模块41接通24V电源后唤醒并自检，主控电池管理模块41自检正常后，接通采集均衡模块42，同时闭合充放电接触器KM1，钛酸锂电池1形成的储能单元向公务机车内低压负载提供电源。

当接触网(如铁路网)供电正常时，牵引接触器KM2断开，储能单元通过车载AC/DC向蓄电池充电，同时给公务机车内的低压负载供电。

当接触网供电异常时时，牵引接触器KM2闭合，储能单元向牵引负载提供应急牵引电源，同时向公务机车内的抵押负载提供低压电源。

由此可见，在铁路接触网突然断电，本发明的储能装置中，储能单元能够向应急牵引及辅助负载供电，保证公务机车在失去接触网供电时的安全，确保临时停车功能可控，解决铁路交通因接触网故障断电时带来正常行车的安全隐患及火车大面积晚点的问题。

需要说明的是，本发明的储能装置不限于应用于公务机车，也可以用于其他车辆、设备或者装置。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。

Claims

1.一种储能装置，其特征在于，包括：钛酸锂电池、充放电回路、牵引回路以及电池管理系统，所述钛酸锂电池用于提供动力；所述充放电回路、所述牵引回路均与所述钛酸锂电池连接；所述充放电回路、所述牵引回路、所述钛酸锂电池均与所述电池管理系统信号连接。

2.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，所述钛酸锂电池设有多个；所述电池管理系统包括主控电池管理模块、多个从控电池管理模块和多个采集均衡模块，多个所述钛酸锂电池、多个所述从控电池管理模块和多个采集均衡模块一一对应设置，在对应设置的所述钛酸锂电池、所述从控电池管理模块和所述采集均衡模块中，所述从控电池管理模块通过所述采集均衡模块与所述钛酸锂电池信号连接；各所述从控电池管理模块与所述主控电池管理模块信号连接，所述主控电池管理模块与所述充放电回路、所述牵引回路信号连接。

3.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，所述充放电回路包括串联连接的充放电接触器、充放电熔断器。

4.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，所述牵引回路包括串联连接的牵引接触器、牵引熔断器和隔离二极管。

5.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，还包括与所述电源管理系统信号连接的应急充电回路。

6.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，还包括远程监控终端，所述远程监控终端与所述电池管理系统信号连接。

7.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，还包括低压辅助电源系统，所述低压辅助电源系统与所述电池管理系统信号连接。

8.根据权利要求7所述的储能装置，其特征在于，所述低压辅助电源系统包括串联连接的直流电源模块和直流断路器。

9.一种公务机车，其特征在于，包括电池台车和如权利要求1-8任一项所述的储能装置，所述电池台车设置有所述储能装置。

10.根据权利要求9所述的公务机车，其特征在于，所述电池台车设有多个，其中至少有一个所述电池台车形成单组电池箱；和/或至少有两个所述电池台车形成一个双组电池箱。