CN113488710A - 一种用于地铁车辆防止蓄电池过度放电的自锁控制电路 - Google Patents

一种用于地铁车辆防止蓄电池过度放电的自锁控制电路 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于地铁车辆防止蓄电池过度放电的自锁控制电路，通过逻辑控制中间继电器、接触器、二极管等搭建逻辑控制电路，实现充电机自锁功能。即在列车唤醒并且充电机工作时，充电回路可以正常闭合，完成蓄电池的正常充电。列车断电时，蓄电池与充电机自动断开连接，避免过度放电。在车辆休眠状态下，断开蓄电池和充电机的连接回路，并形成自锁控制回路，保证蓄电池和充电机回路的彻底断开，避免蓄电池回路反向给充电机回路滤波电阻供电，避免造成长时间静置车辆的蓄电池的馈电，避免造成蓄电池能量的消耗。

Description

一种用于地铁车辆防止蓄电池过度放电的自锁控制电路
技术领域
本发明涉及蓄电池充放电的控制电路,特别涉及一种用于地铁车辆防止蓄电池过度放电的自锁控制电路。
背景技术
地铁车辆中在为了给整车供电和实现蓄电池充电，通常会在充电机输出口设置两路低压母线回路。一路是用来给整车低压负载供电，一路是给蓄电池充电。在蓄电池充电电路中通常都是通过母线直接相连的方式来连接充电机充电回路和蓄电池正负极，用于蓄电池充电。
目前蓄电池的充、放电回路几乎全部采用的是充电机和蓄电池直连的方式。在充电机工作时，通过直连电路给蓄电池充电；在车辆休眠后，充电回路的直连电路仍然连接，同时充电机内部的滤波电阻直接接入蓄电池回路，反向消耗蓄电池的能量，使得蓄电池长时放电至整体欠压馈电。
由于从蓄电池到充电机之间的电流时双向导通的，在充电机未启动时，蓄电池的电流输入充电机内部，给充电机的控制器提供低压直流110V供电；待充电机连接到高压后，启动充电机，充电机输出DC110V直流电给蓄电池充电，因此该处无法设置二极管阻止蓄电池反向在充电机内部的滤波电阻上消耗能量。
该问题一直是车辆长时间放置后蓄电池馈电的主要原因，造成长时间放置的车辆因蓄电池馈电无法唤醒，影响车辆运营，同时也浪费蓄电池能量，造成蓄电池寿命缩短。
发明内容
本发明的目的主要是针对上述现有技术中的问题，提供用于地铁车辆防止蓄电池过度放电的自锁控制电路，通过逻辑控制中间继电器、接触器、二极管等搭建逻辑控制电路，实现充电机自锁功能。
为了达到本发明目的，本发明提供的地铁车辆防止蓄电池过度放电的自锁控制电路，其特征在于包括：自复位唤醒按钮S1和自复位休眠按钮S2，并联连接于蓄电池Bat的第一供电接触器Q1、第二供电接触器Q2、欠压检测继电器K1、休眠延时继电器K2和休眠继电器K3，以及与充电机变电模块相连的充电机工作状态继电器K4；
第一供电接触器Q1的常开触点Q1-1、Q1-2串联接在充电机和蓄电池Bat给永久供电母线供电的线路中；
第二供电接触器Q2的第一常开触点Q2-1串联接在充电机和蓄电池之间的线路上；第二供电接触器Q2的第二常开触点Q2-2与休眠继电器K3的常闭触点K3-1串联接入休眠延时继电器K2的供电回路中；
欠压检测继电器K1的第一常开触点K1-1和充电机工作状态继电器K4的第一常闭触点K4-1串联接入第一供电接触器Q1的供电回路中；欠压检测继电器K1的第二常开触点K1-2和自复位唤醒按钮S1串联接入第二供电接触器Q2的供电旁路；欠压检测继电器K1的第三常开触点K1-3串联接入休眠延时继电器K2的供电主回路；
休眠延时继电器K2的第一常开触点K2-1和欠压检测继电器K1的第一常开触点K1-1串联接入第二供电接触器Q2的供电主回路；
充电机工作状态继电器K4的第二常闭触点K4-2与自复位休眠按钮S2串联接入休眠继电器K3的供电回路中。
在列车唤醒并且充电机工作时，充电回路可以正常闭合，完成蓄电池的正常充电。列车断电时，蓄电池与充电机自动断开连接，避免过度放电。在车辆休眠状态下，断开蓄电池和充电机的连接回路，并形成自锁控制回路，保证蓄电池和充电机回路的彻底断开，避免蓄电池回路反向给充电机回路滤波电阻供电，避免造成长时间静置车辆的蓄电池的馈电，避免造成蓄电池能量的消耗。
附图说明
图1是本发明用于地铁车辆防止蓄电池过度放电的自锁控制电路的电原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做解释说明。
如图1所示，本实施例用于地铁车辆防止蓄电池过度放电的自锁控制电路，包括：自复位唤醒按钮S1和自复位休眠按钮S2，并联连接于蓄电池Bat的第一供电接触器Q1、第二供电接触器Q2、欠压检测继电器K1、休眠延时继电器K2和休眠继电器K3，以及与充电机变电模块相连的充电机工作状态继电器K4。本实施例中，欠压检测继电器K1在电压低于84V时失电，电压高于90V得电，电池Bat的电压为DC110V，充电机的输出电压为DC110V（工作时电压会高于蓄电池电压）。休眠延时继电器K2延时时间为1分钟。
如图1所示，充电机具有与变电模块并联的滤波电阻R1、R2和滤波电容C1。蓄电池的正负极输出线上串联有蓄电池隔离开关F11和熔断器FU1、FU2。蓄电池向所述自锁控制电路供电的线路中串联有供电断路器F1。
第一供电接触器Q1的具有两个常开触点Q1-1、Q1-2，它们串联接在充电机和蓄电池Bat给永久供电母线供电的线路中。
第二供电接触器Q2的第一常开触点Q2-1串联接在充电机和蓄电池Bat之间的线路上；第二供电接触器Q2的第二常开触点Q2-2与休眠继电器K3的常闭触点K3-1串联接入休眠延时继电器K2的供电回路中。
欠压检测继电器K1的第一常开触点K1-1和充电机工作状态继电器K4的第一常闭触点K4-1串联接入第一供电接触器Q1的供电回路中；欠压检测继电器K1的第二常开触点K1-2和自复位唤醒按钮S1串联接入第二供电接触器Q2的供电旁路；欠压检测继电器K1的第三常开触点K1-3串联接入休眠延时继电器K2的供电主回路。
休眠延时继电器K2的第一常开触点K2-1和欠压检测继电器K1的第一常开触点K1-1串联接入第二供电接触器Q2的供电主回路。
所述休眠继电器K3的常开触点K3-2的串联接在休眠延时继电器K2的供电旁路中。
充电机工作状态继电器K4的第二常闭触点K4-2与自复位休眠按钮S2串联接入休眠继电器K3的供电回路中。
为了防止负向电流，在电路中设置有数个二极管，他们的位置如下：
充电机和蓄电池Bat向正常供电母线供电的线路上串联有第一二极管D1，正常供电母线与永久供电母线之间设置有第二二极管D2，蓄电池Bat向永久供电母线供电的线路上串联有第三二极管D3；蓄电池向所述自锁控制电路供电的线路中串联有第四二极管D4；第二供电接触器Q2的供电旁路串联有第五二极管D5，供电断路器K1的供电旁路串联有第六二极管D6。
下面结合附图对两个工作过程进行详细描述：
一、车辆唤醒过程中的蓄电池回路控制
地铁车辆的唤醒控制即为激活正常供电母线，完成正常供电母线的带电过程，实现车载设备的上电过程。
1、车辆准备唤醒的情况下，蓄电池隔离开关F11位于闭合位。
司机或操作人员，按压司机台上的自复位唤醒按钮S1，欠压继电器K1得电，同时第二供电接触器Q2得电，蓄电池Bat通过第二供电接触器的第一常开触点Q2-1给充电机供电，同时经过第一二极管D1给正常供电母线供电，完成车辆的正常唤醒。
2、同时欠压检测继电器K1经自复位唤醒按钮和第六二极管得电，并且通过欠压检测继电器K1的第三常开触点K1-3实现自保持；休眠延时继电器K2激活，其常开触点K2-1闭合，实现第二供电接触器Q2的自保持。在刚唤醒时受电弓没有升起，高压回路无电，因此充电机无输出，充电机工作状态继电器K4不得电，其常闭触点K4-1闭合，第一供电接触器Q1得电，蓄电池通过串联的第一供电接触器Q1的两个常开触点Q1-1和Q1-2输出给永久母线供电，同时蓄电池通过第二供电接触器Q2的第一常开触点Q2-1给充电机供电，等待高压主电路的接入启动充电机。
3、待到受电弓升起，高压存在输入进辅助逆变器，充电开始工作，输出充电机开始工作状态，充电机工作状态继电器K4，其常闭触点K4-1断开第一供电接触器Q1的供电回路，第一供电接触器Q1的常开触点Q1-1、Q1-2断开，蓄电池不再给永久供电母线供电；启动完成的充电机由于输出电压高于蓄电池电压，充电机会通过第一二极管D1、第二二极管D2给正常供电母线和永久供电母线供电，同时通过闭合的第二供电接触器Q2的第一常开触点Q2-1输出给蓄电池充电。
通过以上分析可以得出，该电路可以实现车辆的正常唤醒控制，完成充电机的启动和供电。
二、车辆休眠过程中蓄电池的自锁控制
车辆的休眠过程即充电机停止工作、断开正常供电母线供电过程。
1、休眠电路的触发需要充电机停止工作，即充电机工作状态继电器K4失电。在充电机停止工作时，充电机工作状态继电器K4失电，第一供电接触器Q1得电，永久供电母线导通。
2、操作自复位休眠按钮S2，休眠继电器K3，休眠继电器K3的常闭触点K3-1断开休眠延时继电器K2的供电回路，1分钟后休眠延时继电器K2的常开触点K2-1断开，第二供电接触器Q2失电，断开蓄电池到充电机的供电和到正常供电母线的供电回路。由于自复位休眠按钮S2是自复位按钮，在松开按钮后，休眠继电器K3恢复非激活状态，其常闭触点K3-1恢复常闭状态，休眠延时继电器K2继电器再次激活，车辆无法断开第二供电接触器Q2。因此休眠继电器K3需要设置常开触点K3-2做自保持电路，保持休眠继电器K3处于激活状态，确保其常闭触点K3-1持续断开休眠延时继电器K2回路，直到1分钟后第二供电接触器Q2彻底断开，车辆进入休眠状态。
3、第二供电接触器Q2失电后，蓄电池至充电机回路的供电回路被截断，充电机中的滤波电阻无法消耗蓄电池的能量，同时由于第一供电接触器Q1常开触点Q1-1、Q1-2的持续闭合，永久供电母线始终有电，符合地铁车辆的永久母线要随时待命车辆激活的要求。
通过以上分析可以得出，在车辆休眠过程中，该电路可以实现车辆休眠功能，满足地铁车辆对休眠的电路的要求，同时通过逻辑电路的搭建，断开蓄电池的和充电机之间的供电回路，阻止了蓄电池给充电机持续放电的过程，达到了预期的目的。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种防止蓄电池过度放电的自锁控制电路，其特征在于包括：自复位唤醒按钮S1和自复位休眠按钮S2，并联连接于蓄电池Bat的第一供电接触器Q1、第二供电接触器Q2、欠压检测继电器K1、休眠延时继电器K2和休眠继电器K3，以及与充电机变电模块相连的充电机工作状态继电器K4；
第一供电接触器Q1的常开触点Q1-1、Q1-2串联接在充电机和蓄电池Bat给永久供电母线供电的线路中；
第二供电接触器Q2的第一常开触点Q2-1串联接在充电机和蓄电池之间的线路上；第二供电接触器Q2的第二常开触点Q2-2与休眠继电器K3的常闭触点K3-1串联接入休眠延时继电器K2的供电回路中；
欠压检测继电器K1的第一常开触点K1-1和充电机工作状态继电器K4的第一常闭触点K4-1串联接入第一供电接触器Q1的供电回路中；欠压检测继电器K1的第二常开触点K1-2和自复位唤醒按钮S1串联接入第二供电接触器Q2的供电旁路；欠压检测继电器K1的第三常开触点K1-3串联接入休眠延时继电器K2的供电主回路；
休眠延时继电器K2的第一常开触点K2-1和欠压检测继电器K1的第一常开触点K1-1串联接入第二供电接触器Q2的供电主回路；
充电机工作状态继电器K4的第二常闭触点K4-2与自复位休眠按钮S2串联接入休眠继电器K3的供电回路中。
2.根据权利要求1所述的防止蓄电池过度放电的自锁控制电路，其特征在于：所述休眠继电器K3的常开触点K3-2的串联接在休眠延时继电器K2的供电旁路中。
3.根据权利要求1所述的防止蓄电池过度放电的自锁控制电路，其特征在于：所述蓄电池的正负极输出线上串联有蓄电池隔离开关F11。
4.根据权利要求2所述的防止蓄电池过度放电的自锁控制电路，其特征在于：蓄电池向所述自锁控制电路供电的线路中串联有供电断路器F1。
5.根据权利要求1所述的用于地铁车辆防止蓄电池过度放电的自锁控制电路，其特征在于：所述充电机具有与变电模块并联的滤波电阻R1、R2和滤波电容C1。
6.根据权利要求1所述的防止蓄电池过度放电的自锁控制电路，其特征在于：所述充电机和蓄电池Bat向正常供电母线供电的线路上串联有第一二极管D1，正常供电母线与永久供电母线之间设置有第二二极管D2，蓄电池Bat向永久供电母线供电的线路上串联有第三二极管D3。
7.根据权利要求1所述的防止蓄电池过度放电的自锁控制电路，其特征在于：蓄电池向所述自锁控制电路供电的线路中串联有第四二极管D4。
8.根据权利要求1所述的防止蓄电池过度放电的自锁控制电路，其特征在于：第二供电接触器Q2的供电旁路串联有第五二极管D5，供电断路器K1的供电旁路串联有第六二极管D6。
9.根据权利要求1所述的防止蓄电池过度放电的自锁控制电路，其特征在于：蓄电池Bat的两端还串联有熔断器FU1、FU2。
10.一种地铁车辆，其特征在于：包含如权利要求1-9任一项所述的防止蓄电池过度放电的自锁控制电路。
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