CN216699572U - 铁路货车供电系统及铁路货车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种铁路货车供电系统及铁路货车。该铁路货车供电系统在第一电池的电量大于第一电量阈值且第一电池处于正常状态的情况下，利用第一电池向铁路货车的车载用电设备供电，以满足车载用电设备的工作要求。同时，在第一电池的电量小于第一电量阈值，和/或第一电池处于故障状态的情况下，自动切换第二电池向铁路货车的车载用电设备连接，保证了车载用电设备的供电稳定以及可靠。

Description

铁路货车供电系统及铁路货车

技术领域

本实用新型涉及供电技术领域，特别是涉及一种铁路货车供电系统及铁路货车。

背景技术

随着社会需求的发展，铁路货车的行车速度和载货量也逐渐提升,对制动技术的要求也越来越高，铁路货车的制动方式必须由空气制动升级为电制动。由于铁路货车采用空气制动，所以车辆本身并没有电源，即便采用ECP制动系统的车辆，电控阀的电源也是机车通过电缆集中供电。

然而铁路货车运行条件恶劣，编组频繁，导致机车通过电缆集中向各节车辆供电的方式难以实现。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种可以提供稳定可靠电源的铁路货车供电系统及铁路货车。

第一方面，提供了一种铁路货车供电系统，包括：第一电池，在第一电池的电量大于第一电量阈值且第一电池处于正常状态的情况下，用于与所述铁路货车的车载用电设备连接；故障检测模组，故障检测模组的第一输入端与所述第一电池连接，用于检测第一电池的运行状态，所述运行状态包括故障状态和正常状态；电量检测模组，电量检测模块的第一输入端与所述第一电池连接，用于检测所述第一电池的电量；第二电池，在第一电池的电量小于第一电量阈值，和/或第一电池处于故障状态的情况下，用于与所述铁路货车的车载用电设备连接。

在其中一个实施例中，所述铁路货车供电系统还包括：开关模组，所述开关模组的第一端与所述第一电池连接，所述开关模组第二端与所述第二电池连接，所述开关模组的公共端用于与所述铁路货车的车载用电设备连接；控制模组，所述控制模组的第一输入端与故障检测模组的第一输出端连接，所述控制模组的第二输入端与电量检测模组的第一输出端连接，所述控制模组的第一控制端与所述开关模组的控制端连接，在第一电池的电量小于第一电量阈值，和/或第一电池处于故障状态的情况下，输出控制信号至所述开关模组的控制端，使所述开关模组的公共端接通所述开关模组的第二端。

在其中一个实施例中，所述开关模组包括可控单刀双掷开关，所述可控单刀双掷开关的第一不动端作为所述开关模组的第一端，所述可控单刀双掷开关的第二不动端作为所述开关模组的第二端，所述可控单刀双掷开关的动端作为所述开关模组的公共端，所述可控单刀双掷开关的控制端作为所述开关模组的控制端。

在其中一个实施例中，所述铁路货车供电系统还包括整流模组，在铁路货车不运行且第一电池的电量小于所述第一电量阈值的情况下，所述整流模组的输入端用于与市电连接，所述整流模组的输出端用于与第一电池连接。

在其中一个实施例中，所述铁路货车供电系统还包括第一受控开关，所述第一受控开关的第一端与所述第一电池连接，所述第一受控开关的第二端与所述整流模组的输出端连接，所述第一受控开关的控制端与所述控制模组的第二控制端连接。

在其中一个实施例中，所述铁路货车供电系统还包括第二受控开关，所述第二受控开关的第一端与所述第二电池连接，所述第二受控开关的第二端与所述整流模组的输出端连接，所述第二受控开关的控制端与所述控制模组的第三控制端连接。

在其中一个实施例中，所述铁路货车供电系统还包括轴端发电机，在铁路货车运行且第一电池的电量小于所述第一电量阈值的情况下，所述轴端发电机的输出端用于与第一电池连接。

在其中一个实施例中，所述铁路货车供电系统还包括第一CAN通信电路和/或第二CAN通信电路，所述电量检测模组的第一输入端通过所述第一CAN通信电路与所述第一电池连接，所述电量检测模组的第二输入端通过所述第二CAN通信电路与所述第二电池连接。

在其中一个实施例中，所述铁路货车供电系统还包括短信报警模组，与所述故障检测模组连接，用于在所述第一电池的运行状态为故障状态情况下，发送报警短信。

第二方面，提供了一种铁路货车，包括：上述第一方面任一所述的铁路货车供电系统，以及车载用电设备。

上述铁路货车供电系统在第一电池的电量大于第一电量阈值且第一电池处于正常状态的情况下，利用第一电池向铁路货车的车载用电设备供电，以满足车载用电设备的工作要求。同时，在第一电池的电量小于第一电量阈值，和/或第一电池处于故障状态的情况下，自动切换第二电池向铁路货车的车载用电设备连接，保证了车载用电设备的供电稳定以及可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为第一实施例的铁路货车供电系统的结构示意图；

图2为第二实施例的铁路货车供电系统的结构示意图；

图3为第三实施例的铁路货车供电系统的结构示意图；

图4为第四实施例的铁路货车供电系统的结构示意图；

图5为第五实施例的铁路货车供电系统的结构示意图；

图6为第六实施例的铁路货车供电系统的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

如图1所示，其示出了本申请第一实施例提供的一种铁路货车供电系统的结构示意图，该铁路货车供电系统可以包括第一电池120、第二电池140、故障检测模组160以及电量检测模组180。

其中，故障检测模组160的第一输入端IN1与第一电池120连接，用于检测第一电池120的运行状态，电量检测模组180的第一输入端IN2与第一电池120连接，用于检测第一电池120的电量，在第一电池120的电量大于第一电量阈值且第一电池120处于正常状态的情况下，第一电池120用于与铁路货车的车载用电设备190连接，以为车载用电设备190提供工作电压，在第一电池120的电量小于第一电量阈值，和/或第一电池120处于故障状态的情况下，第二电池140用于与铁路货车的车载用电设备190连接，以为车载用电设备190提供工作电压。在第一电池120的电量小于第一电量阈值的情况下，则代表第一电池120的电量不足。可以理解的，第一电量阈值可以根据第一电池120的类型以及实际情况进行设置。在一个实施例中，若电池的输出电压高于或低于电池的正常输出电压和/或电池的温度高于或低于正常温度，则可以认为电池的运行状态为故障状态。

在一个实施例中，故障检测模组160可以包括采样单元以及提示单元，采样单元与第一电池120连接，用于采集第一电池120的输出电压，在采样单元的采集的电压指示第一电池120发生故障的情况下，提示单元用于与第二电池140连接，执行提示操作。可选的，提示单元可以包括但不限于为告警灯和蜂鸣器。在第一电池120发生故障的情况下，告警灯发光，蜂鸣器发出声响以提醒第一电池120发生故障。

可选的，第一电量阈值为第一电池120满电量的20％。在一个实施例中，第一电池120可以为单个电池，也可以为多个电池串联或并联形成的电池组。在一个实施例中，第二电池140可以为单个电池，也可以为多个电池串联或并联形成的电池组。在一个实施例中，电池可以为蓄电池。在一个实施例中，蓄电池可以为铅酸蓄电池。在一个实施例中，车载用电设备190可以包括但不限于铁路货车的制动系统。

上述实施例在第一电池120的电量大于第一电量阈值且第一电池120处于正常状态的情况下，利用第一电池120向铁路货车的车载用电设备190供电，以满足车载用电设备190的工作要求。同时，在第一电池120的电量小于第一电量阈值，和/或第一电池120处于故障状态的情况下，自动切换第二电池140向铁路货车的车载用电设备190连接，保证了车载用电设备190的供电稳定以及可靠。

在一个实施例中，故障检测模组160的第二输入端与第二电池140连接，故障检测模组160可以用于检测第二电池140的运行状态，电量检测模组180的第二输入端与第二电池140连接，电量检测模组180可以用于检测第二电池140的电量。在第二电池140的电量小于第二电量阈值，和/或第二电池140处于故障状态的情况下，第一电池120用于与铁路货车的车载用电设备190连接。本实施例的铁路货车供电系统采用双电池供电模式，在第一电池120电量不足或者发生故障的情况下，自动切换到第二电池140，在第二电池140电量不足或者发生故障的情况下，自动切换到第一电池120，第一电池120和第二电池140互为备份，既延长了电池寿命又保证了车载用电设备190的用电可靠性以及安全。

在一个实施例中，铁路货车的供电系统还可以包括第一CAN通信电路，电量检测模组180的第一输入端通过第一CAN通信电路与第一电池120连接。在一个实施例中，铁路货车的供电系统还可以包括第二CAN通信电路，电量检测模组180的第二输入端通过第二CAN通信电路与第二电池140连接。

在第二实施例中，如图2所示，其示出了一种铁路货车供电系统的结构示意图，图2所示的铁路货车供电系统相对于图1所示的铁路货车供电系统，增加了开关模组202以及控制模组204。

其中，开关模组202的第一端与第一电池120连接，开关模组202第二端与第二电池140连接，开关模组202的公共端用于与铁路货车的车载用电设备190连接，开关模组202的控制端与控制模组204的控制端CON1连接，控制模组204的第一输入端IN3与故障检测模组160的第一输出端OUT1连接，控制模组204的第二输入端IN4与电量检测模组180的第一输出端OUT2连接。在第一电池120的电量小于第一电量阈值，和/或第一电池120处于故障状态的情况下，控制模组204从控制端CON1输出控制信号至开关模组202的控制端，使开关模组202的公共端接通开关模组202的第二端。应说明的是，控制模组204通过控制模组204的第一输入端IN3获取第一电池120的运行状态，控制模组204通过控制模组204的第二输入端IN4获取第一电池120的电量，判断第一电池120的电量是否小于第一电量阈值。

在一个实施例中，控制模组204的第三输入端与故障检测模组160的第二输出端连接，控制模组204的第四输入端与电量检测模组180的第二输出端连接。应说明的是，控制模组204通过控制模组204的第三输入端获取第二电池140的运行状态，控制模组204通过控制模组204的第四输入端获取第二电池140的电量，判断第二电池140的电量是否小于第二电量阈值。控制模组204通过控制控制模组204的控制端CON1的信号，以使开关模组202的公共端与第一端接通。

可以理解的，控制模组204根据故障检测模组160和电量检测模组180输出信号，控制开关模组202的公共端与开关模组202的第一端接通和/或控制开关模组202的公共端与开关模组202的第二端接通为控制领域的常规技术手段，本领域的技术人员根据需要实现采用常规技术手段即可实现上述控制功能。

在一个实施例中，开关模组202可以包括可控单刀双掷开关。其中，可控单刀双掷开关的第一不动端与第一电池120连接，可控单刀双掷开关的第二不动端与第二电池140连接，可控单刀双掷开关的动端用于与铁路货车的车载用电设备190连接，可控单刀双掷开关的控制端与控制模组204的控制端CON1连接。也即可控单刀双掷开关的第一不动端作为开关模组202的第一端，可控单刀双掷开关的第二不动端作为开关模组202的第二端，可控单刀双掷开关的动端作为开关模组202的公共端，可控单刀双掷开关的控制端作为开关模组202的控制端。

在第三实施例中，如图3所示，其示出了一种铁路货车供电系统的结构示意图，图3所示的铁路货车供电系统相对于图1所示的铁路货车供电系统，增加了轴端发电机302。在铁路货车运行且第一电池120的电量小于第一电量阈值的情况下，轴端发电机302的输出端用于与第一电池120连接。应说明的是，轴端发电机302连接于铁路货车的车轴端部，用于将铁路货车的车轴转动的机械能转化为电能，从而实现发电的目的。在铁路货车运行的情况下，轴端发电机302能够产生电能，在第一电池120的电量小于第一电量阈值的情况下，轴端发电机302的输出端用于与第一电池120连接，从而为第一电池120充电，以保证在第二电池140的运行状态为故障状态和/或第二电池140的电量小于第二电量阈值的情况下车载用电设备190的用电需求。

请继续参考图3，铁路货车供电系统还可以包括整流模组304。其中，整流模组304在铁路货车运行且第一电池120的电量小于第一电量阈值的情况下，整流模组304的输入端用于与轴端发电机302的输出端连接，整流模组304的输出端用于与第一电池120连接。整流模组304用于在铁路货车运行且第一电池120的电量小于第一电量阈值的情况下，将轴端发电机302产生的交流电整流为直流电，以向第一电池120充电。在一个实施例中，整流模组304在铁路货车运行且第二电池140的电量小于第二电量阈值的情况下，整流模组304的输入端用于与轴端发电机302的输出端连接，整流模组304的输出端用于与第二电池140连接。整流模组304用于在路货车运行且第二电池140的电量小于第二电量阈值的情况下，将轴端发电机302产生的交流电整流为直流电，以向第二电池140充电。

在一个实施例中，在铁路货车不运行且第一电池120的电量小于第一电量阈值的情况下，整流模组304的输入端用于与市电连接，整流模组304的输出端用于与第一电池120连接。整流模组304用于在铁路货车不运行且第一电池120的电量小于第一电量阈值的情况下，将市电整流为直流电，以向第一电池120充电。在一个实施例中，在铁路货车不运行且第二电池140的电量小于第二电量阈值的情况下，整流模组304的输入端用于与市电连接，整流模组304的输出端用于与第二电池140连接。整流模组304用于在铁路货车不运行且第二电池140的电量小于第二电量阈值的情况下，将市电整流为直流电，以向第二电池140充电。

在一个实施例中，整流模组304可以包括整流器，整流器的输入端作为整流模组304的输入端，整流器的输出端作为整流模组304的输出端。

上述实施例的整流模组304的输入端可以根据铁路货车是否运行，选择接通市电或轴端发电机302以向第一电池120或第二电池140充电，提高了铁路货车供电系统的灵活性以及可靠性。

在第四实施例中，如图4所示，其示出了一种铁路货车供电系统的结构示意图，图4所示的铁路货车供电系统相对于上述实施例提供的铁路货车供电系统，增加了第一受控开关402。其中，第一受控开关402的第一端与第一电池120连接，第一受控开关402的第二端与整流模组304的输出端连接，第一受控开关402的控制端与控制模组304的第二控制端CON2连接。控制模组304可以用于在第一电池120的电量小于第一电量阈值的情况下，控制第一受控开关402闭合，以为第一电池120充电。在一个实施例中，控制模组304还可以用于在第一电池120的电量为满电量的情况下，控制第一受控开关402断开，避免第一电池120过充。

请继续参考图4，铁路货车供电系统还可以包括第二受控开关404。第二受控开关404的第一端与第二电池140连接，第二受控开关404的第二端与整流模组304的输出端连接，第二受控开关404的控制端与控制模组304的第三控制端CON3连接。控制模组304可以用于在第二电池140的电量小于第二电量阈值的情况下，控制第二受控开关404闭合，以为第二电池140充电。在一个实施例中，控制模组304还可以用于在第二电池140的电量为满电量的情况下，控制第二受控开关404断开，避免第二电池140过充。

可以理解的是，控制模组304控制第一受控开关402和第二受控开关404的闭合和断开是控制领域的常规技术手段，本领域技术人员采用常规手段即可实现上述控制功能。

在第五实施例中，如图5所示，提供了一种铁路货车供电系统，图5所示的铁路货车供电系统相对于图1所示的铁路货车供电系统区别在于，增加了短信报警模组502。其中，短信报警模组502与故障检测模组160的第一输出端OUT1连接，用于在第一电池120的运行状态为故障状态的情况下，发送报警短信。在一个实施例中，短信报警模组502与故障检测模组160的第二输出端连接，用于在第二电池140的运行状态为故障状态的情况下，发送报警短信。在一个实施例中，短信报警模组502预设有紧急联系人的号码，在第一电池120和/或第二电池140的运行状态为故障状态的情况下，短信报警模组502根据该紧急联系人的号码，发送报警短信，以提醒紧急联系人，提高铁路货车供电系统的安全性。在一个实施例中，报警短信的内容预先存储在短信报警模组502中，在需要发送报警短信的情况下，短信报警模组502提取该报警短信的内容以发送报警短信。

在第六实施例中，如图6所示，提供了一种铁路货车供电系统，该铁路货车供电系统可以包括整流模组160，电量检测模组180，故障检测模组160，轴端发电机302，控制模组204，第一电池120，第二电池140以及可控单刀双掷开关602。其中，可控单刀双掷开关602的动端用于与铁路货车的车载用电设备190连接，可控单刀双掷开关602的第一不动端与第一电池120连接，可控单刀双掷开关602的第二不动端与第二电池140连接，可控单刀双控开关的控制端与控制模组204的第一控制端CON1连接，控制模组204的第一输入端IN3与故障检测模组160连接，控制模组204的第二输入端IN4与电量检测模组180连接，电量检测模组180的第一输入端通过第一CAN通信电路连接第一电池120，电量检测模组180的第二输入端通过第二CAN通信电路连接第二电池140，故障检测模组160的第一输入端与第一电池120连接，故障检测模组160的第二输入端与第二电池140连接。在第一电池120的电量低于第一电量阈值，和/或第一电池120的运行状态为故障状态的情况下，控制模组204控制可控单刀双掷开关602的动端与第二不动端接通；在第二电池140的电量低于第二电量阈值，和/或第二电池140的运行状态为故障状态的情况下，控制模组204控制可控单刀双掷开关602的动端与第一不动端接通。在铁路货车运行且第一电池120的电量低于第一电量阈值的情况下，整流模组160的输入端用于连接轴端发电机302的输出端，整流模组160的输出端用于连接第一电池120；在铁路货车运行且第二电池140的电量低于第二电量阈值的情况下，整流模组160的输入端用于连接轴端发电机302的输出端，整流模组160的输出端用于连接第二电池140；在铁路货车不运行且第一电池120的电量低于第一电量阈值的情况下，整流模组160的输入端用于连接市电，整流模组160的输出端用于连接第一电池120；在铁路货车不运行且第二电池140的电量低于第二电量阈值的情况下，整流模组160的输入端用于连接市电，整流模组160的输出端用于连接第二电池140。

在一个实施例中，车载用电设备可以包括铁路货车的制动系统。对于整流模组160，电量检测模组180，故障检测模组160，轴端发电机302，第一电池120，第二电池140以及可控单刀双掷开关602的描述详见上文实施例，在此不再赘述。

本实施例采用双电池供电模式，在一个电池电量不足或者一个电池出现故障的情况下，自动切换到另一个电池，两电池(第一电池120和第二电池140)互为备份，既延长了电池寿命又保证了制动系统用电安全。

在一个实施例中，提供了一种铁路货车，该铁路货车可以包括上述任一实施例提供的供电系统。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种铁路货车供电系统，其特征在于，包括：

第一电池，在第一电池的电量大于第一电量阈值且第一电池处于正常状态的情况下，用于与所述铁路货车的车载用电设备连接；

故障检测模组，故障检测模组的第一输入端与所述第一电池连接，用于检测第一电池的运行状态，所述运行状态包括故障状态和正常状态；

电量检测模组，电量检测模块的第一输入端与所述第一电池连接，用于检测所述第一电池的电量；

第二电池，在第一电池的电量小于第一电量阈值，和/或第一电池处于故障状态的情况下，用于与所述铁路货车的车载用电设备连接。

2.根据权利要求1所述的铁路货车供电系统，其特征在于，还包括：

开关模组，所述开关模组的第一端与所述第一电池连接，所述开关模组第二端与所述第二电池连接，所述开关模组的公共端用于与所述铁路货车的车载用电设备连接；

控制模组，所述控制模组的第一输入端与故障检测模组的第一输出端连接，所述控制模组的第二输入端与电量检测模组的第一输出端连接，所述控制模组的第一控制端与所述开关模组的控制端连接，在第一电池的电量小于第一电量阈值，和/或第一电池处于故障状态的情况下，输出控制信号至所述开关模组的控制端，使所述开关模组的公共端接通所述开关模组的第二端。

3.根据权利要求2所述的铁路货车供电系统，其特征在于，所述开关模组包括可控单刀双掷开关，所述可控单刀双掷开关的第一不动端作为所述开关模组的第一端，所述可控单刀双掷开关的第二不动端作为所述开关模组的第二端，所述可控单刀双掷开关的动端作为所述开关模组的公共端，所述可控单刀双掷开关的控制端作为所述开关模组的控制端。

4.根据权利要求2所述的铁路货车供电系统，其特征在于，还包括整流模组，在铁路货车不运行且第一电池的电量小于所述第一电量阈值的情况下，所述整流模组的输入端用于与市电连接，所述整流模组的输出端用于与第一电池连接。

5.根据权利要求4所述的铁路货车供电系统，其特征在于，还包括第一受控开关，所述第一受控开关的第一端与所述第一电池连接，所述第一受控开关的第二端与所述整流模组的输出端连接，所述第一受控开关的控制端与所述控制模组的第二控制端连接。

6.根据权利要求4所述的铁路货车供电系统，其特征在于，还包括第二受控开关，所述第二受控开关的第一端与所述第二电池连接，所述第二受控开关的第二端与所述整流模组的输出端连接，所述第二受控开关的控制端与所述控制模组的第三控制端连接。

7.根据权利要求1所述的铁路货车供电系统，其特征在于，还包括轴端发电机，在铁路货车运行且第一电池的电量小于所述第一电量阈值的情况下，所述轴端发电机的输出端用于与第一电池连接。

8.根据权利要求1所述的铁路货车供电系统，其特征在于，还包括第一CAN通信电路和/或第二CAN通信电路，所述电量检测模组的第一输入端通过所述第一CAN通信电路与所述第一电池连接，所述电量检测模组的第二输入端通过所述第二CAN通信电路与所述第二电池连接。

9.根据权利要求1所述的铁路货车供电系统，其特征在于，还包括短信报警模组，与所述故障检测模组连接，用于在所述第一电池的运行状态为故障状态情况下，发送报警短信。

10.一种铁路货车，其特征在于，包括：根据权利要求1-9中任一项所述的铁路货车供电系统，以及车载用电设备。

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