一種軌道交通列車電池管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請公告了一種軌道交通列車電池管理系統(tǒng)，以對列車上的電池組進(jìn)行管理并將管理信息發(fā)送到列車控制器，包括多個從控單元，從控單元控制電池組的其中一個電池，以采集單體電池的電壓和溫度；一主控單元，主控單元與從控單元的任一個均連接，用以采集電池組的總電壓和總電流；多路CAN總線，CAN總線將從控單元和主控單元連接，還包括一硬線故障電路和一硬線。該電池管理系統(tǒng)不僅能對電池組進(jìn)行實時監(jiān)控，而且當(dāng)電池系統(tǒng)或列車其它部件出現(xiàn)嚴(yán)重故障需要緊急停車時，使用硬線故障是可靠的方式；電池管理系統(tǒng)使用一條硬線發(fā)送電池嚴(yán)重故障，列車控制器也使用一條硬線發(fā)送列車控制器嚴(yán)重故障。
【專利說明】一種軌道交通列車電池管理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電池管理領(lǐng)域，特別涉及一種軌道交通列車電池管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市軌道交通發(fā)展，在不適合架設(shè)接觸網(wǎng)和地網(wǎng)的地段，使用鋰電池作為動力系統(tǒng)的電源是軌道列車最好的選擇，針對鋰電池在軌道交通列車上容量大、電壓等級高的特點和軌道交通列車行駛的工況，為了更好的保護(hù)電池的安全，發(fā)揮電池在軌道交通列車的使用性能，該系統(tǒng)主要解決在保證軌道交通列車在行駛中鋰電池安全問題的基礎(chǔ)上發(fā)揮電池的性能以滿足列車正常運(yùn)營行駛的性能要求。而且，傳統(tǒng)的電池管理系統(tǒng)一般來說只使用CAN總線通信，容易受干擾，當(dāng)列車發(fā)生故障時往往使用CAN總線通信接收不到信號。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的技術(shù)問題在于提供一種軌道交通列車電池管理系統(tǒng)，其不僅能對電池進(jìn)行管理控制，而且使用硬線進(jìn)行通信，在發(fā)生故障的時候能夠及時通信。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種軌道交通列車電池管理系統(tǒng)，以對列車上的電池組進(jìn)行管理并將管理信息發(fā)送到列車控制器，包括多個從控單元1，從控單元I控制電池組的其中一個電池，以采集單體電池的電壓和溫度；一主控單元2，主控單元2與從控單元I的任一個均連接，用以采集電池組的總電壓和總電流；多路CAN總線，CAN總線將從控單元和主控單元連接，還包括一硬線故障電路3和一硬線，硬線故障電路包括一發(fā)送電路301和接收電路302，發(fā)送電路301與主控單元2連接，接收電路302與列車控制器連接，發(fā)送電路301與接收電路302通過硬線連接；主控單元2還通過CAN總線與列車控制器連接。
[0006]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，還包括一電池管理系統(tǒng)顯示控制終端4，電池管理系統(tǒng)顯示控制終端4與主控單元連接。由于兩組電池組相互獨(dú)立，且兩組電池間隔較遠(yuǎn)，每組電池的節(jié)點也多，因此需要一路單獨(dú)的顯示CAN實現(xiàn)網(wǎng)關(guān)功能，列車的兩頭分別安裝電池管理系統(tǒng)監(jiān)控顯示屏，可以同時監(jiān)控兩組電池的狀態(tài)，且具有控制電池組開啟充電和放電的功能，當(dāng)司機(jī)啟動鑰匙時，電池管理系統(tǒng)識別哪一頭是列車的前進(jìn)方向，該顯示屏就能控制電池組的高壓上下電，別一頭的顯示屏只能監(jiān)控，不能控制。
[0007]作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，還包括一電池加熱系統(tǒng)。在冬季運(yùn)營溫度較低于，需要啟動電池加熱系統(tǒng)，當(dāng)溫度低于-10度時啟動加熱系統(tǒng)，并且溫度達(dá)到10度以上時切斷加熱系統(tǒng)，同理在夏季運(yùn)營于溫度較高的環(huán)境時，當(dāng)電池的溫度大于35度時，需啟動電池的散熱系統(tǒng)，以保證電池的工作溫度不超過50度。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下的優(yōu)點和有益效果:
[0009]該電池管理系統(tǒng)不僅能對電池組進(jìn)行實時監(jiān)控，而且當(dāng)電池系統(tǒng)或列車其它部件出現(xiàn)嚴(yán)重故障需要緊急停車時，使用硬線故障是可靠的方式；電池管理系統(tǒng)使用一條硬線發(fā)送電池嚴(yán)重故障，列車控制器也使用一條硬線發(fā)送列車控制器嚴(yán)重故障。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要的附圖做簡單的介紹，顯而易見的，下面描述的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0011]圖1是本實用新型一種軌道交通列車電池管理系統(tǒng)的系統(tǒng)原理圖。
【具體實施方式】
[0012]下面通過【具體實施方式】結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例，基于本實用新型的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
[0013]在本文中，相關(guān)術(shù)語，諸如第一和第二、頂部和底部等，可以用來將一個實體與另一個實體或動作相區(qū)別，而并不必然要求或采用實體或動作之間的任何實際的此類關(guān)系或順序。術(shù)語“包括”、“包含”或者其他任何變體，意在涵蓋并排他性地?fù)碛?，一遍包括列舉元件的工藝、方法、物品或裝置不僅包括元件，而且還可以包括其他未明示列出的或過程、方法、物體品或裝置所固有的元件。由“包括…”所引導(dǎo)的元件，在沒有更多約束的情況下，并不排除在包括元件的過程、方法、物品或裝置中存在額外的相同元件。
`[0014]一種軌道交通列車電池管理系統(tǒng)，以對列車上的電池組進(jìn)行管理并將管理信息發(fā)送到列車控制器，包括多個從控單元1，從控單元控制I電池組的其中一個電池，以采集單體電池的電壓和溫度；一主控單元2，主控單元2與從控單元2的任一個均連接，用以采集電池組的總電壓和總電流；多路CAN總線，CAN總線將從控單元和主控單元連接，還包括一硬線故障電路3和一硬線，硬線故障電路3包括一發(fā)送電路301和接收電路302，發(fā)送電路與301主控單元2連接，接收電路302與列車控制器連接，發(fā)送電路301與接收電路302通過硬線連接；主控單元2還通過CAN總線與列車控制器連接。電池管理系統(tǒng)在電池組使用過程實時監(jiān)控電池的使用情況，提供安全性保護(hù)，保證電池在行車放電和充電過程中不發(fā)生電池過放，電池過充，允放電電流過大，溫度過高的而導(dǎo)致的電池安全事故，同時實時監(jiān)控電池系統(tǒng)的絕緣狀態(tài)，當(dāng)絕緣電阻過低時立即切斷動力電源輸出，保護(hù)人員的安全，同時電池管理系統(tǒng)實時監(jiān)控用于控制高壓動力電源接觸器的狀態(tài)，當(dāng)繼電器出現(xiàn)故障時應(yīng)及時報警并進(jìn)行保護(hù)。電池管理系統(tǒng)實時的估計電池組的當(dāng)前剩余電量，并根據(jù)當(dāng)前的剩余電量和溫度估算出電池組當(dāng)前最大用充放電功率，以滿足列車的超步、加速所需大電流放電和列車制動的大電流回饋需求；另外，由于列車使用的電池組容量大，電壓等級高，使串并聯(lián)的電池串多，所以電池管理系統(tǒng)使用分布式方法，使用多個從控系統(tǒng)采集電池的單體電壓和溫度，使用一個主控系統(tǒng)來采集電池組的總電壓、電流，收集所電池電壓和溫度，并進(jìn)行計算和控制，使用一路CAN總線通信將這些從控制系統(tǒng)和主控系統(tǒng)連接，對于列車的控制器，使用一跟CAN總線與之通信，交互電池的當(dāng)前的主要狀態(tài)，列車的速度，使用功率以及電池的能提供最大允許的功率等。[0015]該系統(tǒng)采用了一根硬線連接以硬線故障電路，硬線信號交互，由于列車長度較長，使用CAN總線通信容易受干擾，同時CAN總線的的通信的實時性也沒有硬線信號速度響應(yīng)快，當(dāng)電池系統(tǒng)或列車其它部件出現(xiàn)嚴(yán)重故障需要緊急停車時，使用硬線故障是可靠的方式，如下圖為硬線信號的發(fā)送與接收示意圖，發(fā)送方使用有源繼電器觸點發(fā)送信號，接收方作相應(yīng)的隔離接收信號，當(dāng)接收方接收到高電平時，認(rèn)為正常，接收到低電平時認(rèn)為異常，當(dāng)發(fā)送方與接收方的連接線路出現(xiàn)故障時，接收方接收為低電平，能真實反映電池管理系統(tǒng)和列車控制器的狀態(tài)，電池管理系統(tǒng)使用一條硬線發(fā)送電池嚴(yán)重故障，列車控制器也使用一條硬線發(fā)送列車控制器嚴(yán)重故障。
[0016]繼續(xù)參照圖1，還包括一電池管理系統(tǒng)顯示控制終端4，電池管理系統(tǒng)顯示控制終端4與主控單元2連接。由于兩組電池組相互獨(dú)立，且兩組電池間隔較遠(yuǎn)，每組電池的節(jié)點也多，因此需要一路單獨(dú)的顯示CAN實現(xiàn)網(wǎng)關(guān)功能，列車的兩頭分別安裝電池管理系統(tǒng)監(jiān)控顯示屏，可以同時監(jiān)控兩組電池的狀態(tài)，且具有控制電池組開啟充電和放電的功能，當(dāng)司機(jī)啟動鑰匙時，電池管理系統(tǒng)識別哪一頭是列車的前進(jìn)方向，該顯示屏就能控制電池組的高壓上下電，別一頭的顯示屏只能監(jiān)控，不能控制。
[0017]另外，還包括一電池加熱系統(tǒng)。在冬季運(yùn)營溫度較低于，需要啟動電池加熱系統(tǒng)，當(dāng)溫度低于-10度時啟動加熱系統(tǒng)，并且溫度達(dá)到10度以上時切斷加熱系統(tǒng)，同理在夏季運(yùn)營于溫度較高的環(huán)境時，當(dāng)電池的溫度大于35度時，需啟動電池的散熱系統(tǒng)，以保證電池的工作溫度不超過50度。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下的優(yōu)點和有益效果:
[0019]該電池管理系統(tǒng)不僅能對電池組進(jìn)行實時監(jiān)控，而且當(dāng)電池系統(tǒng)或列車其它部件出現(xiàn)嚴(yán)重故障需要緊急停車時，使用硬線故障是可靠的方式；電池管理系統(tǒng)使用一條硬線發(fā)送電池嚴(yán)重故障，列車控制器也使用一條硬線發(fā)送列車控制器嚴(yán)重故障。
[0020]以上實施例僅表達(dá)了本實用新型的優(yōu)選的實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實用新型的保護(hù)范圍。因此，本實用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種軌道交通列車電池管理系統(tǒng)，以對列車上的電池組進(jìn)行管理并將管理信息發(fā)送到列車控制器，包括多個從控單元(1)，所述從控單元(I)控制所述電池組的其中一個電池，以采集單體電池的電壓和溫度；一主控單元(2 )，所述主控單元(2 )與所述從控單元(I)的任一個均連接，用以采集所述電池組的總電壓和總電流；多路CAN總線，所述CAN總線將所述從控單元和所述主控單元連接，其特征在于， 還包括一硬線故障電路(3)和一硬線，所述硬線故障電路包括一發(fā)送電路(301)和接收電路(302 )，所述發(fā)送電路(301)與所述主控單元(2 )連接，所述接收電路(302 )與所述列車控制器連接，所述發(fā)送電路(301)與所述接收電路(302 )通過所述硬線連接； 所述主控單元(2)還通過所述CAN總線與所述列車控制器連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種軌道交通列車電池管理系統(tǒng)，其特征在于，還包括一電池管理系統(tǒng)顯示控制終端(4)，所述電池管理系統(tǒng)顯示控制終端(4)與所述主控單元連接。
3.如權(quán)利要求1所述的一種軌道交通列車電池管理系統(tǒng)，其特征在于，還包括一電池加熱系統(tǒng)。
【文檔編號】H01M10/42GK203596649SQ201320835396
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】劉飛, 文鋒, 阮旭松, 龔敏明, 阮廷軍 申請人:惠州市億能電子有限公司