CN217063358U - 一种轨道车辆蓄电池控制系统及轨道车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轨道车辆蓄电池控制系统及轨道车辆，包括：辅助供电模块、蓄电池模块和蓄电池重投模块；辅助供电模块和蓄电池重投模块分别与蓄电池模块连接；蓄电池模块包括：蓄电池组，以及分别与蓄电池组并联连接的第一欠电压继电器线圈、第二欠电压继电器线圈和状态继电器单元；当蓄电池供电电压低于设定的第一电压等级时，第一欠电压继电器动作，触发蓄电池欠电压保护；此时，通过蓄电池重投模块动作能够使得车辆再次启动；当蓄电池供电电压低于设定的第二电压等级时，第二欠电压继电器动作，触发蓄电池欠电压保护，此时蓄电池重投模块动作失效。通过设定不同的欠压值，可以实现对蓄电池的分级保护。

Description

一种轨道车辆蓄电池控制系统及轨道车辆

技术领域

本实用新型涉及轨道车辆蓄电池控制技术领域，尤其涉及一种轨道车辆蓄电池控制系统及轨道车辆。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

轨道车辆(比如全自动无人驾驶地铁)的低压负载通常由蓄电池进行供电。对于轨道车辆的蓄电池控制，通常设置一个电压继电器并联在蓄电池两端，当蓄电池输出电压值小于设定值时，触发蓄电池欠压保护，该电压继电器动作，控制负载线路接触器切除蓄电池负载；以此来避免蓄电池过度放电，造成不可恢复的损伤。

但在实际应用中，往往会出现轨道车辆在触发蓄电池欠压保护后，负载被切除，蓄电池端口电压虽有回升，但仍然无法达到电压继电器的动作值，无法再次投入并启动车辆；或者，即使蓄电池成功投入，但没有足够电量进行启动工作(例如辅助空压机打风，辅助系统启动等)，导致蓄电池很快再次被触发保护。这种情况下，只能通过外接充电器对蓄电池进行充电或外接电源再次启动车辆，不利于轨道车辆的维护和高效运营。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种轨道车辆蓄电池控制系统及轨道车辆，通过设置蓄电池分级保护方案，在蓄电池一次欠压保护时，能够确保蓄电池有足够的电量允许车辆再次投入蓄电池并能够成功启动。

根据本实用新型实施例的第一个方面，提供了一种轨道车辆蓄电池控制系统，包括：辅助供电模块、蓄电池模块和重投模块；所述辅助供电模块和重投模块分别与蓄电池模块连接；

所述蓄电池模块包括：蓄电池组，以及分别与蓄电池组并联连接的第一欠电压继电器线圈、第二欠电压继电器线圈和状态继电器单元；

当蓄电池供电电压低于设定的第一电压等级时，第一欠电压继电器动作，触发蓄电池欠电压保护；此时，通过重投模块动作能够使得车辆再次启动；当蓄电池供电电压低于设定的第二电压等级时，第二欠电压继电器动作，触发蓄电池欠电压保护，此时重投模块动作失效。

作为可选的方案，所述状态继电器单元包括：

与蓄电池组并联连接的第一状态支路和第二状态支路；

所述第一状态支路包括：串联连接的第一状态继电器线圈和第一欠电压继电器常开触点，第一状态继电器常开触点与第二欠电压继电器常开触点的串联支路并联在第一欠电压继电器常开触点的两端；

所述第二状态支路包括：第二状态继电器线圈和关闭开关常闭触点串联连接后，分别串联第一状态继电器常开触点与第一欠电压继电器常闭触点的串联支路，和第二状态继电器常开触点与第二欠电压继电器常开触点的串联支路。

作为可选的方案，所述蓄电池控制系统还包括：第一电源母线和第二电源母线，所述第一电源母线通过第一电源母线接触器常开触点与蓄电池模块和辅助供电模块分别连接，所述第二电源母线通过第二电源母线接触器常开触点与蓄电池模块和辅助供电模块分别连接；所述重投模块与第一电源母线连接。

作为可选的方案，第二电源母线接触器线圈分别串联第一支路、第二支路和第三支路后，与第一电源母线连接；其中，

所述第一支路为：第二电源母线接触器常开触点、关闭继电器常闭触点和第二状态继电器常闭触点的串联支路；所述第二支路为：启动开关与第二状态继电器常闭触点的串联支路；所述第三支路为：启动继电器常开触点和第一欠电压继电器常开触点的串联支路。

作为可选的方案，第一电源母线接触器线圈与第二欠电压继电器常开触点的串联支路与蓄电池组并联连接。

作为可选的方案，所述重投模块包括：串联连接在第一电源母线上的启动开关和启动继电器线圈；所述启动开关的两端并联连接启动继电器常开触点与关闭继电器常闭触点的串联支路。

作为可选的方案，所述重投模块还包括：串联连接在第一电源母线上的关闭开关和关闭继电器线圈；所述关闭开关的两端并联连接第一电源母线接触器常开触点、第一欠电压继电器常闭触点与第二状态继电器常闭触点的串联支路。

作为可选的方案，所述辅助供电模块为充电机，能够为蓄电池组充电。

作为可选的方案，所述辅助供电模块与蓄电池模块和第一电源母线之间，均串联熔断器。

根据本实用新型实施例的第二个方面，提供了一种轨道车辆，包括上述的轨道车辆蓄电池控制系统。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型通过第一欠电压继电器和第二欠电压继电器的组合，实现蓄电池的分级保护方案，通过设定不同的欠压值，可以实现蓄电池在一次欠电压保护后，仍然有足够的电量重新启动车辆；但是二次欠电压保护后，无法实现车辆重新启动，避免蓄电池过度放电。

(2)本实用新型通过第一状态继电器和第二状态继电器的组合，确保只有在蓄电池触发了一次欠压保护后，才能够使得第二状态继电器线圈得电；使得系统记住已触发过一次欠压保护，只允许再投入一次，若再次触发欠压保护，将不允许再一次重复投入蓄电池，以达到保护蓄电池的目的。

(3)本实用新型在蓄电池二次欠压保护导致车辆关闭后，第二状态继电器线圈失电，将无法实现蓄电池的重投；采用外接充电机为蓄电池充电并启动后，回归到正常工况的控制电路。

另外，若蓄电池一次欠压保护后为蓄电池充电完成，此时关闭车辆后，第二状态继电器线圈失电，也无法实现蓄电池的重投；车辆再次启动时，回归到正常工况的控制电路。

(4)本实用新型所有的控制逻辑均由硬件电路完成，无需列车网络TCMS参与，确保控制系统安全、可靠。

本实用新型附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的轨道车辆蓄电池控制系统示意图；

1.辅助供电模块，2.蓄电池模块，3.永久电源母线，4.非永久电源母线。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本实用新型使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。应当理解的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

在一个或多个实施方式中，公开了一种轨道车辆蓄电池控制系统，参照图1，具体包括：第一电源母线、第二电源母线、辅助供电模块1、蓄电池模块2和重投模块；其中，辅助供电模块1和重投模块分别与蓄电池模块2连接；第一电源母线通过第一电源母线接触器常开触点与蓄电池模块2和辅助供电模块1分别连接，第二电源母线通过第二电源母线接触器常开触点与蓄电池模块2和辅助供电模块1分别连接；重投模块与第一电源母线连接。

本实施例中，第一电源母线和第二电源母线的作用均为汇集、分配和传送电能；第一电源母线为永久电源母线3，其通常连接蓄电池投入使用，车辆启动等关键控制电路；第二电源母线为非永久电源母线4，其通常连接广播系统，照明系统等非关键系统负载。

辅助供电模块1为充电机，其可以为蓄电池进行充电，同时也可以为负载供电。

本实施例中，蓄电池模块2包括：蓄电池组，以及分别与蓄电池组并联连接的第一欠电压继电器KVGB1线圈、第二欠电压继电器KVGB2线圈和状态继电器单元。

本实施例中，设定第一欠电压值V1和第二欠电压值V2，蓄电池电压正常时，第一欠电压继电器KVGB1线圈、第二欠电压继电器KVGB2线圈均得电；当蓄电池电压低于设定的第一欠电压值时，第一欠电压继电器线圈KVGB1失电，第二欠电压继电器线圈KVGB2得电；当蓄电池电压低于设定的第二欠电压值时，第一欠电压继电器KVGB1线圈和第二欠电压继电器线圈KVGB2均失电。

本实施例中，状态继电器单元包括：

与蓄电池组并联连接的第一状态支路和第二状态支路；

第一状态支路包括：串联连接的第一状态继电器R1线圈和第一欠电压继电器常开触点，第一状态继电器常开触点与第二欠电压继电器常开触点的串联支路并联在第一欠电压继电器常开触点的两端。

第一欠电压继电器KVGB1线圈和第二欠电压继电器KVGB2线圈得电时，其常开触点均闭合，第一状态继电器R1线圈得电，进而通过第一状态继电器R1常开触点与第二欠电压继电器KVGB2常开触点的串联支路实现对第一状态继电器R1的自锁；当第二欠电压继电器KVGB2线圈失电时，其常开触点断开，第一状态继电器R1线圈失电。

第二状态支路包括：第二状态继电器R2线圈和关闭开关SBOFF常闭触点串联连接后，分别串联第一状态继电器R1常开触点与第一欠电压继电器KVGB1常闭触点的串联支路，以及第二状态继电器R2常开触点与第二欠电压继电器KVGB2常开触点的串联支路。

第一欠电压继电器KVGB1线圈失电，并且第一状态继电器R1线圈得电时，第一欠电压继电器KVGB1常闭触点闭合，第一状态继电器R1常开触点闭合，第二状态继电器R2线圈；进而通过第二欠电压继电器KVGB2常开触点和第二状态继电器R2常开触点的串联支路实现对第二状态继电器R2的自锁。确保只有在蓄电池触发了一次欠压保护后，才能够使得第二状态继电器线圈得电；当第二欠电压继电器KVGB2线圈失电或者按下关闭开关SBOFF时，第二状态继电器R2线圈失电。

根据车辆使用场景，当发生紧急情况，蓄电池需要放电，直到电压低于保护电压，触发欠压保护。正常情况下，这种情况允许蓄电池再投入一次，以便于在高压供电下，启动列车辅助供电系统，对蓄电池充电。但在高压未恢复情况下，若允许反复投入蓄电池，将导致蓄电池严重亏电，无法在高压恢复供电时，启动辅助系统。本实施例设置第二状态继电器，就是为了记住已触发过一次欠压保护，只允许再投入一次，若再次触发欠压保护，将不允许再一次重复投入蓄电池，以达到保护蓄电池的目的。

当蓄电池供电电压低于设定的第一电压等级时，第一欠电压继电器动作，触发蓄电池欠电压保护；此时，通过重投模块动作能够使得车辆再次启动；当蓄电池供电电压低于设定的第二电压等级时，第二欠电压继电器动作，触发蓄电池欠电压保护，此时重投模块动作失效。

本实施例中，重投模块包括：

串联连接在第一电源母线上的启动开关SBON和启动继电器KAON线圈；启动开关的两端并联连接启动继电器KAON常开触点与关闭继电器KAOFF常闭触点的串联支路。按下启动开关SBON，启动继电器KAON线圈得电，并形成自锁。

串联连接在第一电源母线上的关闭开关SBOFF和关闭继电器KAOFF线圈；关闭开关SBOFF的两端并联连接第一电源母线接触器KMCPS常开触点、第一欠电压继电器KVGB1常闭触点与第二状态继电器R2常闭触点的串联支路。按下关闭开关SBOFF，关闭继电器KAOFF线圈得电。

本实施例中，第一电源母线接触器KMCPS线圈与第二欠电压继电器KVGB2常开触点的串联支路与蓄电池组并联连接。第二欠电压继电器KVGB2线圈得电，其常开触点闭合，从而第一电源母线接触器KMCPS线圈得电。

第二电源母线接触器KMCB线圈分别串联第一支路、第二支路和第三支路后，与第一电源母线连接；其中，

第一支路为：第二电源母线接触器KMCB常开触点、关闭继电器KAOFF常闭触点和第二状态继电器R2常闭触点的串联支路；第二支路为：启动开关SBON与第二状态继电器R2常闭触点的串联支路；第三支路为：启动继电器KAON常开触点和第一欠电压继电器KVGB1常开触点的串联支路。

下面对本实施例的工作原理进行说明：

(1)正常工况下：蓄电池输出电压大于设定的第一欠电压值V1，第一欠电压继电器KVGB1和第二欠电压继电器KVGB2的线圈均得电，第一电源母线接触器KMCPS得电，第一电源母线得电；按下启动开关SBON后，启动继电器KAON线圈得电，其常开触点闭合，上述的第三支路中，第一欠电压继电器KVGB1常开触点闭合，第二电源母线接触器KMGB线圈得电，第二电源母线得电；此时车辆负载可以得到正常的供电；通过状态继电器单元电路结构可知，第一状态继电器R1线圈得电，第二状态继电器R2线圈不得电。

(2)当车辆失去高压，通过蓄电池进行紧急供电；当蓄电池电压V低于第一欠电压值V1时，第一欠电压继电器KVGB1线圈失电，从而第二电源母线接触器KMGB线圈失电；由于第一欠电压继电器KVGB1先于第二状态继电器R2动作，因此关闭继电器KAOFF线圈会先得电(第一欠电压继电器KVGB1线圈失电，常闭触点闭合；第二状态继电器R2线圈不得电，其常闭触点闭合；第一电源母线接触器KMCPS得电，其常开触点闭合)，后失电(第二状态继电器R2线圈得电，其常闭触点打开)，收到类似于SBOFF的脉冲信号，此时启动继电器KAON线圈失电；蓄电池进入一次欠电压保护状态，永久母线和非永久母线均失电。

(3)通过合理设置V1和V2的值，在一次欠电压保护后，蓄电池仍有足够电量进行车辆启动。此时，按下启动开关SBON按钮，启动继电器KAON线圈得电；第二电源母线接触器KMGB线圈可通过第二状态继电器R2常开触点得电，并通过关闭继电器KAOFF常闭触点，第二电源母线接触器KMGB常开触点进行自锁，第二电源母线得电，车辆再次启动。可通过充电机对蓄电池进行充电，同时为车辆负载供电。

(4)若蓄电池一次欠压后，通过充电机高压充电完成，则第一欠电压继电器KVGB1常开触点闭合，电池保持投入状态。当按下关闭继电器SBOFF按钮，关闭继电器KAOFF常闭触点打开，启动继电器KAON线圈失电，第二电源母线接触器KMGB线圈失电，第二电源母线失电，车辆关闭，第二状态继电器R2线圈失电，无法进行欠电压重投。

(5)若蓄电池一次欠压后，重新投入后未及时充电，且按下关闭继电器SBOFF按钮关闭车辆，此时第一欠电压继电器KVGB1线圈仍不得电，第一状态继电器R1由于自锁电路，保持得电，第二状态继电器R2保持得电；按下启动开关SBON按钮，仍可通过欠压重投启动车辆。

(6)若电池一次欠压后，重新投入后未及时充电，并导致二次欠压。此时第二欠电压继电器KVGB2失电，第一电源母线接触器KMCPS失电，第一电源母线失电；同时第一状态继电器R1和第二状态继电器R2的线圈均失电，第二电源母线接触器KMGB失电，第二电源母线失电；欠压重投失效；车辆外接电源，蓄电池重新充电并启动后，可以回归到正常蓄电池控制状态。

实施例二

在一个或多个实施方式中，公开了一种轨道车辆，包括实施例一中所述的轨道车辆蓄电池控制系统。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轨道车辆蓄电池控制系统，其特征在于，包括：辅助供电模块、蓄电池模块和蓄电池重投模块；所述辅助供电模块和蓄电池重投模块分别与蓄电池模块连接；

所述蓄电池模块包括：蓄电池组，以及分别与蓄电池组并联连接的第一欠电压继电器线圈、第二欠电压继电器线圈和状态继电器单元；

当蓄电池供电电压低于设定的第一电压等级时，第一欠电压继电器动作，触发蓄电池欠电压保护；此时，通过蓄电池重投模块动作能够使得车辆再次启动；当蓄电池供电电压低于设定的第二电压等级时，第二欠电压继电器动作，触发蓄电池欠电压保护，此时蓄电池重投模块动作失效。

2.如权利要求1所述的一种轨道车辆蓄电池控制系统，其特征在于，所述状态继电器单元包括：

与蓄电池组并联连接的第一状态支路和第二状态支路；

所述第一状态支路包括：串联连接的第一状态继电器线圈和第一欠电压继电器常开触点，第一状态继电器常开触点与第二欠电压继电器常开触点的串联支路并联在第一欠电压继电器常开触点的两端；

所述第二状态支路包括：第二状态继电器线圈和关闭开关常闭触点串联连接后，分别串联第一状态继电器常开触点与第一欠电压继电器常闭触点的串联支路，和第二状态继电器常开触点与第二欠电压继电器常开触点的串联支路。

3.如权利要求1或2所述的一种轨道车辆蓄电池控制系统，其特征在于，所述蓄电池控制系统还包括：第一电源母线和第二电源母线，所述第一电源母线通过第一电源母线接触器常开触点与蓄电池模块和辅助供电模块分别连接，所述第二电源母线通过第二电源母线接触器常开触点与蓄电池模块和辅助供电模块分别连接；所述蓄电池重投模块与第一电源母线连接。

4.如权利要求3所述的一种轨道车辆蓄电池控制系统，其特征在于，第二电源母线接触器线圈分别串联第一支路、第二支路和第三支路后，与第一电源母线连接；其中，

所述第一支路为：第二电源母线接触器常开触点、关闭继电器常闭触点和第二状态继电器常闭触点的串联支路；所述第二支路为：启动开关与第二状态继电器常闭触点的串联支路；所述第三支路为：启动继电器常开触点和第一欠电压继电器常开触点的串联支路。

5.如权利要求3所述的一种轨道车辆蓄电池控制系统，其特征在于，第一电源母线接触器线圈与第二欠电压继电器常开触点的串联支路与蓄电池组并联连接。

6.如权利要求3所述的一种轨道车辆蓄电池控制系统，其特征在于，所述蓄电池重投模块包括：串联连接在第一电源母线上的启动开关和启动继电器线圈；所述启动开关的两端并联连接启动继电器常开触点与关闭继电器常闭触点的串联支路。

7.如权利要求3所述的一种轨道车辆蓄电池控制系统，其特征在于，所述蓄电池重投模块还包括：串联连接在第一电源母线上的关闭开关和关闭继电器线圈；所述关闭开关的两端并联连接第一电源母线接触器常开触点、第一欠电压继电器常闭触点与第二状态继电器常闭触点的串联支路。

8.如权利要求1所述的一种轨道车辆蓄电池控制系统，其特征在于，所述辅助供电模块为充电机，能够为蓄电池组充电。

9.如权利要求1所述的一种轨道车辆蓄电池控制系统，其特征在于，所述辅助供电模块与蓄电池模块和第一电源母线之间，均串联熔断器。

10.一种轨道车辆，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的轨道车辆蓄电池控制系统。

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