一種用于機(jī)車車輛鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制電源柜的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于機(jī)車車輛鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制電源柜，包括輸入濾波模塊、110V模塊、24V模塊、監(jiān)控模塊、機(jī)車車輛配電模塊；所述110V模塊、24V模塊的RS-485通訊口并聯(lián)連接至監(jiān)控模塊RS-485通訊口，形成以監(jiān)控模塊為中心的RS-485通訊網(wǎng)絡(luò)，確保各模塊間運(yùn)行狀態(tài)、模塊運(yùn)行參數(shù)設(shè)置等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交互。還包括機(jī)車車輛電器負(fù)載切換開關(guān)和保護(hù)器件、電池管理采集模塊和鋰電池組。所述監(jiān)控模塊集電源管理、電池管理為一體。本實(shí)用新型主要用于鐵路機(jī)車車輛：110V電器負(fù)載供電、24V電器負(fù)載供電、鋰電池組充電、鋰電池充放電管理、機(jī)車車輛庫內(nèi)充電轉(zhuǎn)換、輸出電源和機(jī)車車輛電器負(fù)載切除和保護(hù)。
【專利說明】—種用于機(jī)車車輛鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制電源柜
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種用于機(jī)車車輛鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制電源柜，主要用于鐵路機(jī)車車輛:110V電器負(fù)載供電、24V電器負(fù)載供電、鋰電池組充電、鋰電池充放電管理、機(jī)車車輛庫內(nèi)充電轉(zhuǎn)換、輸出電源和機(jī)車車輛電器負(fù)載切除和保護(hù)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，鐵路機(jī)車車輛上使用的控制電源柜IlOV電源輸入側(cè)故障率高、輸出電壓紋波大、模塊間均流特性差、不具備鋰電池管理功能、技術(shù)冗余性差，上述技術(shù)缺陷導(dǎo)致原有機(jī)車車輛上的控制電源柜不適合應(yīng)用于機(jī)車車輛鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，因此有必要研究一種用于機(jī)車車輛鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制電源柜。
[0003]經(jīng)檢索，現(xiàn)有技術(shù)中，申請?zhí)枮?01310053834.4的發(fā)明公開了一種電力系統(tǒng)中鋰電池儲(chǔ)能式直流電源控制系統(tǒng)，包括接入切換單元、儲(chǔ)能斬波單元、電池均衡器、雙向逆變器、儲(chǔ)能鋰電池組及系統(tǒng)控制器，所述接入切換單元的一路控制接點(diǎn)依次與雙向逆變器、用電切換單元相連，用電切換單元分別與供電網(wǎng)、用電負(fù)載及系統(tǒng)控制器相連；系統(tǒng)控制器中的系統(tǒng)電腦通過Profibus-DP及Modbus現(xiàn)場總線分別與接入切換單元、雙向逆變器、儲(chǔ)能斬波單元、電池均衡器、電池溫度檢測單元及用電切換單元相連構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)智能控制系統(tǒng)。申請?zhí)枮?01110208988.7的發(fā)明公開了一種變電站用直流電源系統(tǒng)及其控制方法，系統(tǒng)包括集中監(jiān)控模塊、直流操作電源模塊、UPS電源模塊、逆變電源模塊、通信電源模塊和磷酸鐵鋰儲(chǔ)能模塊。直流電源系統(tǒng)的各個(gè)模塊通過繼電開關(guān)接入公共直流母線，并每種模塊采用多子模塊并聯(lián)到公共直流母線的方式實(shí)現(xiàn)冗余備份。直流電源系統(tǒng)的模塊都通過CAN通信總線與集中監(jiān)控模塊相連，集中監(jiān)控模塊收集每個(gè)模塊的運(yùn)行狀態(tài)信息，并對系統(tǒng)的各個(gè)模塊進(jìn)行統(tǒng)一管理，通過智能的協(xié)調(diào)控制對電池實(shí)現(xiàn)淺充淺放，并實(shí)現(xiàn)電池的在線自動(dòng)維護(hù)。申請?zhí)枮?01310032677.9的發(fā)明公開了一種車載電源機(jī)柜的兩級(jí)智能控制系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法，控制系統(tǒng)包括控制組合、為系統(tǒng)供電的交流電與蓄電池組、控制面板及直供組合、逆變組合和充電組合。控制組合為主控單元，負(fù)責(zé)收集和轉(zhuǎn)發(fā)各組合信息，并通過控制面板實(shí)現(xiàn)狀態(tài)顯示及操作。各組合自主控制、獨(dú)立工作?？刂平M合包括主控制器，與主控制器連接的按鍵、交流檢測模塊、溫度檢測模塊、狀態(tài)顯示模塊、溫度顯示模塊、固態(tài)控制模塊和通信接口轉(zhuǎn)換模塊。本系統(tǒng)的方法主要針對控制組合主程序、輸出控制子程序、狀態(tài)檢測子程序和串行通信子程序等進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)。以上現(xiàn)有技術(shù)，都不是針對機(jī)車車輛鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制電源柜，不能為鐵路機(jī)車車輛提供IlOV電器負(fù)載供電、24V電器負(fù)載供電、鋰電池組充電、鋰電池充放電管理、機(jī)車車輛庫內(nèi)充電轉(zhuǎn)換、輸出電源切除。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種用于機(jī)車車輛鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制電源柜，其能實(shí)現(xiàn)為鐵路機(jī)車車輛提供IlOV電器負(fù)載供電、24V電器負(fù)載供電。[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:所述用于機(jī)車車輛鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制電源柜包括輸入濾波模塊、IlOV模塊、24V模塊和機(jī)車車輛配電模塊；所述IlOV模塊連接輸入濾波模塊，所述機(jī)車車輛配電模塊連接IIOV模塊，所述24V模塊連接IIOV模塊和機(jī)車車輛配電模塊。
[0006]所述輸入濾波模塊，用于抑制機(jī)車車輛輸入電源有害諧波；
[0007]所述IlOV模塊，采用穩(wěn)壓方式，將三相交流440V電源變?yōu)橹绷鱅lOV電源，為機(jī)車車輛電器負(fù)載和鋰電池組提供IlOV電源；
[0008]所述24V模塊，采用穩(wěn)壓方式，將機(jī)車車輛上的直流IlOV電源變?yōu)橹绷?4V電源，為應(yīng)急燈、儀表等設(shè)備提供電源；
[0009]所述機(jī)車車輛配電模塊，用于對輸出電的配電，實(shí)現(xiàn)機(jī)車車輛庫內(nèi)充電轉(zhuǎn)換、輸出電源總切除等功能，并將IIOV直流控制電源和直流24V控制電源分別送往機(jī)車車輛上的各種電器設(shè)備。
[0010]所述用于機(jī)車車輛鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制電源柜還包括監(jiān)控模塊；所述IlOV模塊、24V模塊的RS-485通訊口并聯(lián)連接至監(jiān)控模塊的RS-485通訊口，形成以監(jiān)控模塊為中心的RS-485通訊網(wǎng)絡(luò)。所述監(jiān)控模塊，用于對鋰電池組、IlOV模塊、24V模塊實(shí)時(shí)管理，確保鋰電池組和機(jī)車負(fù)載安全、可靠工作。
[0011]所述輸入濾波模塊包括位于交流輸入側(cè)的諧波濾波器。
[0012]所述用于機(jī)車車輛鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制電源柜采用軟、硬件自主均流，通過監(jiān)控模塊調(diào)節(jié)各模塊輸出電流，實(shí)現(xiàn)各模塊自主均流；所述控制電源柜各模塊采用模塊化系統(tǒng)集成方法集成。
[0013]還包括集成在機(jī)車車輛配電模塊的機(jī)車車輛110V、24V機(jī)車車輛電器負(fù)載切換開關(guān)和保護(hù)器件。
[0014]所述IlOV模塊和24V模塊均采用穩(wěn)壓方式變壓供電。
[0015]還包括電池管理采集模塊和鋰電池組，所述監(jiān)控模塊與電池管理采集模塊實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互，將鋰電池組采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換給監(jiān)控模塊，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制管理。
[0016]所述監(jiān)控模塊包括電源管理和電池管理系統(tǒng)，所述監(jiān)控模塊集電源管理、電池管理為一體，所述電源管理通過各模塊RS-485并接形成電源模塊網(wǎng)絡(luò)化控制，電池管理通過與電池組采集模塊通訊實(shí)時(shí)監(jiān)控電池單體電壓、溫度。
[0017]控制電源柜內(nèi)部IIOV模塊、24V模塊兩種模塊的RS-485通訊口并聯(lián)連接至監(jiān)控模塊RS-485通訊口，形成以監(jiān)控模塊為中心的RS-485通訊網(wǎng)絡(luò)，確保各模塊間運(yùn)行狀態(tài)、模塊運(yùn)行參數(shù)設(shè)置等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交互；監(jiān)控模塊CAN2.0與電池管理采集模塊實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互，將鋰電池組CAN2.0采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換給監(jiān)控模塊，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制管理，確保機(jī)車車輛電器安全、穩(wěn)定運(yùn)行和鋰電池組安全充放電。
[0018]本實(shí)用新型主要用于為鐵路機(jī)車車輛提供IlOV電器負(fù)載供電、24V電器負(fù)載供電、鋰電池組充電、鋰電池充放電管理、機(jī)車車輛庫內(nèi)充電轉(zhuǎn)換、輸出電源和機(jī)車車輛電器負(fù)載切除和保護(hù)。
[0019]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0020]1、交流輸入側(cè)增加諧波濾波器，專用于抑制機(jī)車車輛輸入電網(wǎng)諧波，解決了 IlOV輸入側(cè)過壓、過流而帶來的故障；[0021]2、控制電源柜具備為機(jī)車車輛負(fù)載提供供電電源的功能；
[0022]3、控制電源系統(tǒng)采用軟、硬件自主均流，解決模塊間均流特性差的問題；
[0023]4、控制電源柜配備電池管理系統(tǒng)，有效管理鋰電池組充放電；
[0024]5、控制電源柜模塊具備良好的技術(shù)冗余特性；當(dāng)監(jiān)控模塊出現(xiàn)故障退出管理或電源模塊與監(jiān)控模塊通訊中斷時(shí)，電源模塊工作應(yīng)不受影響；
[0025]6、控制電源柜各模塊采用模塊化系統(tǒng)集成方法；系統(tǒng)根據(jù)各模塊特性，實(shí)行功能模塊化、結(jié)構(gòu)模塊化；
[0026]7、監(jiān)控模塊集電源管理、電池管理為一體。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本實(shí)用新型用于機(jī)車車輛鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制電源柜工作原理示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0029]如圖1所示，所述用于機(jī)車車輛鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制電源柜包括輸入濾波模塊、IlOV模塊、24V模塊、監(jiān)控模塊、機(jī)車車輛配電模塊。在機(jī)車三相440V交流電輸入側(cè)增加諧波濾波器，并采用模塊化系統(tǒng)集成方法集成輸入濾波模塊。所述IlOV模塊、24V模RS-485通訊口并聯(lián)后連接到監(jiān)控模塊。
[0030]當(dāng)機(jī)車三相440V交流電輸入時(shí)，通過輸入濾波模塊抑制機(jī)車車輛輸入電源有害諧波；通過Iiov模塊，采用穩(wěn)壓方式，將三相交流440V電源變?yōu)橹绷鱅lOV電源，為機(jī)車車輛電器負(fù)載和鋰電池組提供IlOV電源；通過24V模塊，采用穩(wěn)壓方式，將機(jī)車車輛上的直流IlOV電源變?yōu)橹绷?4V電源，為應(yīng)急燈、儀表等設(shè)備提供電源。通過監(jiān)控模塊，對鋰電池組、IlOV模塊、24V模塊實(shí)時(shí)管理，確保鋰電池組和機(jī)車負(fù)載安全、可靠工作；通過機(jī)車車輛配電模塊，對輸出電的配電，實(shí)現(xiàn)機(jī)車車輛庫內(nèi)充電轉(zhuǎn)換、輸出電源總切除等功能，并將IIOV直流控制電源和直流24V控制電源通過柜門上的開關(guān)分別送往機(jī)車車輛上的各種電器設(shè)備。
[0031]控制電源柜內(nèi)部IIOV模塊、24V模塊兩種模塊的RS-485通訊口并聯(lián)連接至監(jiān)控模塊RS-485通訊口，形成以監(jiān)控模塊為中心的RS-485通訊網(wǎng)絡(luò)，確保各模塊間運(yùn)行狀態(tài)、模塊運(yùn)行參數(shù)設(shè)置等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交互；監(jiān)控模塊CAN2.0與電池管理采集模塊實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互，將鋰電池組CAN2.0采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換給監(jiān)控模塊，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制管理，確保機(jī)車車輛電器安全、穩(wěn)定運(yùn)行和鋰電池組安全充放電。
[0032]本實(shí)用新型將機(jī)車車輛110V、24V機(jī)車車輛電器負(fù)載切換開關(guān)和保護(hù)器件集成在控制電源柜機(jī)車車輛配電模塊部分。所述用于機(jī)車車輛鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制電源柜具備給機(jī)車車輛負(fù)載電器提供電源、切換和保護(hù)功能。
[0033]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于機(jī)車車輛鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制電源柜，其特征是，包括輸入濾波模塊、1lOV模塊、24V模塊和機(jī)車車輛配電模塊；所述1lOV模塊連接輸入濾波模塊，所述機(jī)車車輛配電模塊連接1lOV模塊，所述24V模塊連接1lOV模塊和機(jī)車車輛配電模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于機(jī)車車輛鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制電源柜，其特征是，還包括監(jiān)控模塊；所述110V模塊、2價(jià)模塊的1?-485通訊口并聯(lián)連接至監(jiān)控模塊的1?-485通訊口，形成以監(jiān)控模塊為中心的RS-485通訊網(wǎng)絡(luò)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于機(jī)車車輛鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制電源柜，其特征是，所述輸入濾波模塊包括位于交流輸入側(cè)的諧波濾波器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于機(jī)車車輛鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制電源柜，其特征是，還包括集成在機(jī)車車輛配電模塊的機(jī)車車輛110V、24V機(jī)車車輛電器負(fù)載切換開關(guān)和保護(hù)器件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于機(jī)車車輛鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制電源柜，其特征是，還包括電池管理采集模塊和鋰電池組。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于機(jī)車車輛鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制電源柜，其特征是，所述監(jiān)控模塊包括電源管理和電池管理系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】H02J7/02GK203522292SQ201320678323
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】謝成昆 申請人:株洲高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)壹星科技有限公司