本實用新型涉及動車組供電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種動車組蓄電池充電控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

一般動車組在溫度低于-25℃(一般指-40℃～-25℃)運行時，因蓄電池組充電特性限制，蓄電池組在常壓下無法充電至飽和狀態(tài)，導(dǎo)致蓄電池組充放電性能下降，同時，在應(yīng)急狀態(tài)下無法滿足供電需求，尤其在低溫環(huán)境下，可能會發(fā)生嚴(yán)重事故。

根據(jù)蓄電池組充電特性，在低溫環(huán)境(一般指-40℃～-25℃)下，適當(dāng)提高充電電壓可解決此問題。因此，如何設(shè)計一種蓄電池充電控制系統(tǒng)，在常溫下正常電壓充電，在低溫下自動切換為高電壓充電，使蓄電池組在低溫環(huán)境下也能夠正常充放電，是當(dāng)前亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型通過提供一種動車組蓄電池充電控制系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中蓄電池組在低溫環(huán)境下不能正常充放電，從而無法滿足動車組在應(yīng)急狀態(tài)下供電需求的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種動車組蓄電池充電控制系統(tǒng)，包括供電電源、電源控制接觸器(ARfK)、電壓切換接觸器(ARfKR1)、電壓控制接觸器(常壓接觸器ARfK1、升壓接觸器ARfK2)、N組蓄電池組(Bat)、蓄電池接觸器(BatK1)、一條整列車貫通線(103)以及多條非貫通線(102)，該非貫通線(102)中相鄰的兩列車廂為一組貫通，其中，供電電源為輔助整流器(ARf)，在動車組的頭車車廂中設(shè)有一個輔助整流器(ARf)、一個電源控制接觸器(ARfK)、一個電壓切換接觸器(ARfKR1)和一組電壓控制接觸器(常壓接觸器ARfK1、升壓接觸器ARfK2)，所述輔助整流器(ARf)一端通過電源控制接觸器(ARfK)為整列車貫通線103供電，另一端接地，所述電壓切換接觸器(ARfKR1)線圈一端通過蓄電池組(Bat)內(nèi)串聯(lián)的溫度傳感器(KH)從所述整列車貫通線(103)取電，每組非貫通線(102)上均設(shè)置有一個蓄電池接觸器(BatK1)和至少一個蓄電池組(Bat)，蓄電池組(Bat)并聯(lián)在非貫通線(102)上，并從非貫通線(102)上取電，蓄電池接觸器(BatK1)設(shè)置在整列車貫通線(103)與非貫通線(102)之間，用于控制整列車貫通線(103)與非貫通線(102)之間的通斷，在每個蓄電池組(Bat)內(nèi)部均設(shè)置有溫度繼電器(KH)用以檢測環(huán)境溫度，整列動車上的所有溫度繼電器(KH)串聯(lián)并從整列車貫通線(103)上取電。

進一步的，還設(shè)置有斷路器，所述斷路器包括輔助整流器接觸器1控制斷路器(ARFK1N)、輔助電源控制斷路器(ARfRN)、直流電源1斷路器(BatN1)、直流電源2斷路器(BatN2)以及蓄電池接觸器斷路器(BatKN)，所述斷路器用于相關(guān)回路的保護。

進一步的，所述電壓控制接觸器包括常壓接觸器(ARfK1)和升壓接觸器(ARfK2)，所述電壓切換接觸器(ARfKR1)的主觸點為一常開一常閉互鎖觸點，所述常壓接觸器(ARfK1)線圈與所述電壓切換接觸器(ARfKR1)的常閉觸點串聯(lián)，從所述整列車貫通線(103)取電，所述升壓接觸器(ARfK2)線圈與所述電壓切換接觸器(ARfKR1)的常開觸點串聯(lián)，從所述整列車貫通線(103)取電，所述常壓接觸器(ARfK1)和升壓接觸器(ARfK2)主觸點與所述輔助整流器(ARf)連接，通過電壓切換接觸器(ARfKR1)的動作控制所述輔助整流器(ARf)的不同電源供電回路。

進一步的，所述溫度繼電器(KH)檢測環(huán)境溫度是否小于設(shè)定的閾值溫度，如果是，所有串聯(lián)的溫度繼電器(KH)的常開觸點閉合，所述電壓切換接觸器(ARfKR1)的常閉觸點斷開，所述常壓接觸器(ARfK1)線圈失電，所述電壓切換接觸器(ARfKR1)的常開觸點閉合，所述升壓接觸器(ARfK2)線圈得電，所述輔助整流器(ARf)輸出高于DC100V電壓，否則，所有串聯(lián)的溫度繼電器(KH)的常開觸點斷開，所述電壓切換接觸器(ARfKR1)的常開觸點斷開，所述升壓接觸器(ARfK2)線圈失電，停止工作，所述電壓切換接觸器(ARfKR1)的常閉觸點閉合，所述常壓接觸器(ARfK1)的線圈得電，所述輔助整流器(ARf)輸出DC100V電壓。

進一步的，所述的高于DC100V電壓為DC112V。

進一步的，所述設(shè)定的閾值溫度為-25℃。

綜上所述，本實用新型提供的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的技術(shù)效果或優(yōu)點：在常溫下對動車組蓄電池組進行常壓充電，在低溫環(huán)境下對動車組蓄電池組進行自動升壓充電，保證了動車組穩(wěn)定的供電需求，使其安全可靠的運行。

附圖說明

圖1為本發(fā)明動車組蓄電池充電控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明動車組蓄電池充電控制系統(tǒng)邏輯電路圖；

圖3為本發(fā)明輔助整流器控制電路圖。

具體實施方式

為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說明書附圖以及具體的實施方式，對上述技術(shù)方案進行詳細(xì)的說明。

一種動車組蓄電池充電控制系統(tǒng)，如圖1、2所示，包括供電電源、電源控制接觸器ARfK、電壓切換接觸器ARfKR1、電壓控制接觸器(常壓接觸器ARfK1、升壓接觸器ARfK2)、N組蓄電池組Bat、蓄電池接觸器BatK1、一條整列車貫通線103以及多條非貫通線102，該非貫通線102中相鄰的兩列車廂為一組貫通。其中，供電電源為輔助整流器ARf，在動車組前后兩個頭車車廂中各設(shè)有一個輔助整流器ARf、一個電源控制接觸器ARfK、一個電壓切換接觸器ARfKR1和一組電壓控制接觸器(常壓接觸器ARfK1、升壓接觸器ARfK2)，輔助整流器ARf一端通過電源控制接觸器ARfK為整列車貫通線103供電，另一端接地。所述電壓切換接觸器ARfKR1線圈一端通過蓄電池內(nèi)串聯(lián)的溫度傳感器KH從所述整列車貫通線103取電，且兩個電壓切換接觸器ARfKR1之間相互并聯(lián)。

每組非貫通線102上均設(shè)置有一個蓄電池接觸器BatK1和至少一個蓄電池組Bat，蓄電池組Bat并聯(lián)在非貫通線102上，從非貫通線102取電，蓄電池接觸器BarK1設(shè)置在貫通線103與非貫通線102之間，用于控制貫通線103與非貫通線102之間的通斷，在每個蓄電池組Bat內(nèi)部設(shè)置有溫度繼電器KH用以檢測環(huán)境溫度，整列動車上的所有溫度繼電器KH串聯(lián)并從整列車貫通線103上取電。

以整列動車組共設(shè)八節(jié)車廂為例，詳細(xì)說明本實用新型的實現(xiàn)方式。

如圖2所示，整列車貫通線103通過輔助整流器ARf供電，處于常得電狀態(tài)。非貫通線102中，1車廂和2車廂為一組貫通，3車廂和4車廂為一組貫通，5車廂和6車廂為一組貫通，7車廂和8車廂為一組貫通，非貫通線102從蓄電池組Bat直接取電，平時蓄電池接觸器BatK1閉合，整列車貫通線103與非貫通線102導(dǎo)通，蓄電池組Bat通過整列車貫通線103從輔助整流器ARf得到浮動充電。這種貫通方式最直接，同時也節(jié)省線路及空間，在實際應(yīng)用中，可根據(jù)具體情況，設(shè)置貫通情況。

整列車貫通線103：在蓄電池接觸器BatK1觸點閉合前，此線路失電，各車廂通過蓄電池組1Bat1和蓄電池組2Bat2為非貫通線102供電。電源控制接觸器ARfK閉合、蓄電池接觸器BatK1觸點閉合后，整列車貫通線103線通過輔助整流器ARf供電。

如圖2所示，Bat1為蓄電池組，Bat2為蓄電池組；172、172A、172A1、172R線為溫度繼電器KH的控制回路；100線為接地回路，為各蓄電池組Bat、接觸器線圈等設(shè)備負(fù)線，與非貫通線102、整列車貫通線103線等正線形成回路；117A、117B、101、114C、102A、105E、103A線為各蓄電池組Bat、接觸器等設(shè)備間配線。

如圖3所示，770A、780A、790A為常壓接觸器ARfK1、升壓接觸器ARfK2的輸入電源，770A1、780A1、790A1和770A2、780A2、790A2為兩路分別經(jīng)常壓接觸器ARfK1、升壓接觸器ARfK2控制的輔助整流器ARf輸入電源，電壓均為AC380V或AC400V。

輔助整流器ARf作為車輛的低壓電源，設(shè)置在1車廂和8車廂，為蓄電池組Bat或其他負(fù)載供電。在實際應(yīng)用中，可根據(jù)需要設(shè)置輔助整流器ARf的數(shù)量，將輔助整流器ARf設(shè)置在相應(yīng)車廂內(nèi)。

電源控制接觸器ARfK設(shè)置在1車廂和8車廂，與輔助整流器ARf配套設(shè)置，是供電電源(輔助整流器ARf)輸出的總開關(guān)，用于控制輔助整流器ARf向整列車貫通線103線供電。

電壓切換接觸器ARfKR1設(shè)置在1車廂和8車廂，所述電壓切換接觸器ARfKR1的主觸點為一常開一常閉互鎖觸點，從所述整列車貫通線103取電，分別串聯(lián)電壓控制接觸器的升壓接觸器ARfK2、常壓接觸器ARfK1的線圈。所述電壓切換接觸器線圈一端通過蓄電池內(nèi)串聯(lián)的溫度傳感器KH從所述整列車貫通線103取電。

常溫下，蓄電池組內(nèi)的溫度傳感器KH不動作，電壓切換接觸器ARfKR1線圈不得電，電壓切換接觸器ARfKR1常開觸點斷開、常閉觸點導(dǎo)通電壓控制接觸器的常壓接觸器ARfK1線圈，常壓接觸器ARfK1主觸點閉合，圖3中770A1、780A1、790A1得電，輔助整流器ARf內(nèi)部常壓回路導(dǎo)通，輔助整流器ARf處于常壓供電狀態(tài)，輸出DC100V。

當(dāng)溫度降低到-25℃時，整列車的溫度繼電器KH閉合，電壓切換接觸器ARfKR1線圈得電，電壓切換接觸器ARfKR1主觸點動作，常閉觸點斷開，常開觸點閉合，相應(yīng)升壓接觸器ARfK2線圈得電，升壓接觸器ARfK2主觸點閉合，圖3中770A2、780A2、790A2得電，輔助整流器ARf內(nèi)部升壓回路導(dǎo)通，輔助整流器ARf處于升壓供電狀態(tài)，輔助整流器ARf輸出高于DC100V電壓(即為DC112V)。

整列動車組共設(shè)置六組蓄電池組Bat，分別是2車廂和7車廂各一組蓄電池組Bat，3車廂和5車廂各兩組蓄電池組Bat。在實際應(yīng)用中，也可根據(jù)需要設(shè)置蓄電池組Bat。

蓄電池接觸器BatK1，設(shè)置在有蓄電池組Bat的車上，蓄電池接觸器BatK1線圈從非貫通線102線得電，其主觸點用于控制非貫通線102線與整列車貫通線103線之間的通斷；

斷路器包括輔助整流器接觸器1控制斷路器ARFK1N、輔助電源控制斷路器ARfRN、直流電源1斷路器BatN1、直流電源2斷路器BatN2以及蓄電池接觸器斷路器BatKN，用于相關(guān)回路的保護。正常工作時，上述斷路器處于閉合狀態(tài)，當(dāng)上述斷路器斷開時，相關(guān)回路停止工作。

一種利用前述裝置進行動車組蓄電池充電控制系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟：

S1：判斷溫度繼電器KH檢測到環(huán)境溫度是否小于設(shè)定的閾值溫度(設(shè)定的閾值溫度為-25℃)，如果是，則進入步驟S2，否則，進入步驟S3；

S2：所有串聯(lián)的溫度繼電器KH的常開觸點閉合，所述電壓切換接觸器ARfKR1的線圈得電，所述電壓切換接觸器ARfKR1的常閉觸點斷開、常開觸點閉合，所述電壓切換接觸器ARfKR1常閉觸點串聯(lián)的所述常壓接觸器ARfK1線圈失電，停止工作；對應(yīng)的所述電壓切換接觸器ARfKR1的常開觸點閉合，所述電壓切換接觸器ARfKR1常開觸點串聯(lián)的所述升壓接觸器ARfK2線圈得電，升壓接觸器ARfK2的主觸點閉合(圖3)，開始工作，所述輔助整流器ARf輸出高于DC100V電壓，進入步驟S4；

S3：只要有一個串聯(lián)的溫度繼電器KH的常開觸點斷開，所述電壓切換接觸器ARfKR1的常開觸點斷開、常閉觸點閉合，所述電壓切換接觸器ARfKR1的常開觸點串聯(lián)的所述升壓接觸器ARfK2線圈失電，不工作；所述電壓切換接觸器ARfKR1的常閉觸點閉合，所述電壓切換接觸器ARfKR1的常閉觸點串聯(lián)的所述常壓接觸器ARfK1的線圈得電，常壓接觸器ARfK1的主觸點閉合(圖3)，開始工作，所述輔助整流器ARf輸出DC100V電壓，進入步驟S4；

S4：所述輔助整流器ARf為所述整列車貫通線和所述多條非貫通線供電、并為所述蓄電池組充電。

進一步地，步驟S4中所述蓄電池組充電的具體過程為：所述輔助整流器ARf啟動，閉合輔助電源控制斷路器ARfRN，所述電源控制接觸器ARfK線圈得電、主觸點閉合，所述整列車貫通線103得電。閉合蓄電池接觸器斷路器BatKN，蓄電池接觸器BatKN從蓄電池Bat取電，使所述蓄電池接觸器BatK1線圈得電、主觸點閉合，所述整列車貫通線103與所述非貫通線102導(dǎo)通，蓄電池Bat也同時與所述整列車貫通線103導(dǎo)通，蓄電池Bat從所述整列車貫通線103上取電得到浮動充電。在輔助整流器ARf啟動后，輔助整流器ARf作為電源為所述整列車貫通線103與所述非貫通線102上的包括蓄電池Bat在內(nèi)的所有設(shè)備供電。當(dāng)輔助整流器ARf停止工作后，蓄電池Bat作為電源為所述整列車貫通線103與所述非貫通線102上的所有設(shè)備供電。

在蓄電池接觸器BatK1的主觸點閉合之前，整列車貫通線103失電，蓄電池組Bat處于放電狀態(tài)，蓄電池組Bat通過所述非貫通線102為各車廂供電。

所述輔助整流器ARf內(nèi)部設(shè)置有不同的邏輯控制，通過與所述輔助整流器ARf供電輸入電源串聯(lián)的常壓接觸器ARfK1或升壓接觸器ARfK2的動作，導(dǎo)通所述輔助整流器ARf內(nèi)部的不同回路，從而控制所述輔助整流器ARf輸出不同的電壓等級。

綜上所述，本實用新型的上述實施例中，通過提供一種動車組蓄電池充電控制系統(tǒng)及其控制方法，包括供電電源、電源控制接觸器、電壓切換接觸器、電壓控制接觸器(常壓接觸器、升壓接觸器)、N組蓄電池組、蓄電池接觸器、一條整列車貫通線以及多條非貫通線，每組蓄電池組內(nèi)部均設(shè)置有溫度繼電器，由溫度繼電器檢測環(huán)境溫度，在常溫下，供電電源以正常電壓為蓄電池組充電，在低溫下，供電電源自動切換為高電壓為蓄電池組充電，使得蓄電池組在低溫環(huán)境下也能正常充放電，從而保證了動車組蓄電池充放電性能的穩(wěn)定性。

應(yīng)當(dāng)指出的是，上述說明并非是對本實用新型的限制，本實用新型也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改性、添加或替換，也應(yīng)屬于本實用新型的保護范圍。