一種軌道交通車輛蓄電池監控保護電路及該軌道交通車輛的製作方法

2023-07-10 17:43:06 1

本實用新型特別涉及一種軌道交通車輛蓄電池監控保護電路及該軌道交通車輛。

背景技術：

所有的軌道交通車輛均配備有一組或多組蓄電池，以用於車輛的啟動控制及緊急狀況下的使用，為整車的直流負載提供電源。

為了保證軌道交通車輛蓄電池的工作可靠性，需要對蓄電池進行監控和保護。在現有技術中，軌道交通車輛蓄電池監控保護電路具有以下缺點：

第一，由於利用電壓表直接測量蓄電池的工作電壓，因此需要人工手動記錄蓄電池的工作電壓值，無法送至列車控制管理系統對司機與維護人員進行及時提示，可能延誤操作人員發出保護動作的最佳時機，系統工作可靠性低。

第二，一般僅包括接在蓄電池和直流負載之間的防止蓄電池出現大電流放電現象的過流保護單元，有些蓄電池監控保護電路在蓄電池和直流負載之間接有欠壓繼電器用於欠壓保護，但並不具備超壓保護及電壓異常波動功能的保護，因此保護功能不全面。

第三，無法將蓄電池隔離，有可能出現檢修時電源未完全斷開的情況，威脅到維護人員的人身安全。

第四，當蓄電池需要從車載充電機充電轉換為地面充電機充電時，通常是將蓄電池兩極的電線取下，纏繞在地面充電機的熔斷器端子上，以將蓄電池接入地面充電機進行充電。這種方式由於需要纏繞電線，因此操作麻煩，費時費力，且容易出現纏繞不到位電路不導通而無法充電的情況；同時，由於需要接觸裸露的電線，威脅到操作者的人身安全。

技術實現要素：

使用現有的軌道交通車輛蓄電池監控保護電路對蓄電池進行監控保護時，需要人工手動記錄蓄電池的工作電壓值，導致司機和維護人員無法及時得知蓄電池的工作狀態，系統工作可靠性低；同時，僅能對蓄電池進行大電流放電及欠壓保護，保護功能不全面；無法將蓄電池進行隔離，轉地面充電機充電時操作麻煩，充電過程不安全可靠。本實用新型的目的在於，針對上述現有技術的不足，提供一種改進了的軌道交通車輛蓄電池監控保護電路及該軌道交通車輛，能夠將蓄電池的工作電壓值送至列車控制管理系統進行監控，使得司機與維護人員能夠及時發現異常情況；同時，還具備超壓保護和電壓異常波動保護功能，保護功能全面；能夠實現蓄電池的完全隔離和快速轉地面充電機充電，安全可靠。

為解決上述技術問題，本實用新型所採用的技術方案是：

一種軌道交通車輛蓄電池監控保護電路，其結構特點是包括蓄電池工作狀態採集模塊，蓄電池的第一端與蓄電池工作狀態採集模塊的第一輸入端相連，蓄電池工作狀態採集模塊的第一輸出端通過列車控制管理系統與蓄電池工作狀態採集模塊的第二輸入端相連，蓄電池工作狀態採集模塊的第二輸出端與蓄電池的第二端相連。

藉由上述結構，蓄電池性能檢測裝置將蓄電池的電壓等工作參數信息實時地傳送給列車控制管理系統，列車控制管理系統不但能將蓄電池的電壓等工作參數實時地顯示在司機顯示屏上並在事件記錄儀中記錄，同時還能通過列車控制管理系統預設的各種保護邏輯及輸入輸出口實現蓄電池超壓、欠壓、異常波動的預警，使得司機與維護人員能夠及時發現異常情況，從而有效地保護蓄電池及整車控制設備的使用壽命，提高車輛直流供電系統的可靠性；同時車輛也可以省略電壓表及欠壓保護電路，進而節省成本。

本實用新型中，列車控制管理系統預設的各種保護邏輯包括電壓超過最大值預警、電壓低於最小值預警和某時段內電壓峰谷值波動次數超限預警，本領域的技術人員利用已有的開發工具、運用簡單的邏輯判斷編程方法容易實現預警的目的，因此，屬於本領域的技術人員利用現有的電腦程式開發平臺和熟知的編程方法可以容易實現其功能的簡單程序，不涉及對電腦程式本身提出的改進，本實用新型屬於實用新型的保護客體。

進一步地，還包括過流保護單元，蓄電池的第一端與過流保護單元的第一輸入端相連，過流保護單元的第一輸出端通過直流負載與過流保護單元的第二輸入端相連，過流保護單元的第二輸出端與蓄電池的第二端相連。

過流保護單元用於防止蓄電池出現大電流放電現象。

作為一種優選方式，蓄電池工作狀態採集模塊的第一輸入端接於蓄電池的第一端與過流保護單元的第一輸入端之間，蓄電池工作狀態採集模塊的第二輸出端接於蓄電池的第二端與過流保護單元的第二輸出端之間。

作為另一種優選方式，蓄電池工作狀態採集模塊的第一輸入端接於過流保護單元的第一輸出端與直流負載之間，蓄電池工作狀態採集模塊的第二輸出端接於過流保護單元的第二輸入端與直流負載之間。

優選的方式是將蓄電池工作狀態採集模塊設於過流保護單元之後，能夠更好地保護電路中的各個工作模塊。

進一步地，過流保護單元的工作狀態檢測端與列車控制管理系統相連。

過流保護單元的工作狀態能通過列車控制管理系統監控顯示，當出現異常時及時地提醒司機與維護人員，便於過流保護單元出現故障時的診斷及維修。

進一步地，還包括隔離模塊，過流保護單元的第一輸出端依次通過隔離模塊的第一輸入端、隔離模塊的第一輸出端、直流負載、隔離模塊的第二輸入端、隔離模塊的第二輸出端與過流保護單元的第二輸入端相連。

進一步地，還包括隔離模塊，蓄電池的第一端依次通過隔離模塊的第一輸入端、隔離模塊的第一輸出端與過流保護單元的第一輸入端相連，蓄電池的第二端依次通過隔離模塊的第二輸出端、隔離模塊的第二輸入端與過流保護單元的第二輸出端相連。

加入隔離模塊，確保了檢修時蓄電池的完全隔離，保證了維護人員的人身安全。隔離模塊可以設置在過流保護單元之後或之前，設置在過流保護單元之前隔離作用更佳。

進一步地，所述隔離模塊的工作狀態檢測端與列車控制管理系統相連。

隔離模塊的工作狀態能通過列車控制管理系統監控顯示，當未及時恢復時能及時地提醒司機與維護人員，保證蓄電池工作的可靠性。

進一步地，還包括與蓄電池的第一端相連的第一可插拔連接器、與蓄電池的第二端相連的第二可插拔連接器。

在緊急情況下或蓄電池長時間放置後出現饋電現象，將蓄電池的可插拔連接器直接與底面充電機的熔斷器端子相連接，從而能夠便捷地將蓄電池的充電方式轉化為地面充電機充電，確保地面充電過程的安全及可靠。

基於同一個發明構思，本實用新型還提供了一種軌道交通車輛，包括所述的軌道交通車輛蓄電池監控保護電路。

與現有技術相比，本實用新型能夠將蓄電池的工作電壓值送至列車控制管理系統進行監控，使得司機與維護人員能夠及時發現異常情況；同時，還具備過流保護、欠壓保護、超壓保護和電壓異常波動保護功能，保護功能全面；能夠實現蓄電池的完全隔離和快速轉地面充電機充電，安全可靠。可見，本實用新型不但能夠保障維護人員的生命安全，而且還能對蓄電池及整車的控制設備形成全面的保護，提高蓄電池及整車控制設備的使用壽命，具有極大的安全效益和經濟效益。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例一的結構示意圖。

圖2為本實用新型實施例二的結構示意圖。

圖3為本實用新型實施例三的結構示意圖。

圖4為本實用新型實施例四的結構示意圖。

圖5為本實用新型實施例五的結構示意圖。

其中，1蓄電池，2為隔離模塊，3為過流保護單元，31為斷路器，32為熔斷器，4為蓄電池工作狀態採集模塊，5為列車控制管理系統，6為直流負載，7為第一可插拔連接器，8為第二可插拔連接器。

具體實施方式

實施例一

如圖1所示，本實用新型軌道交通車輛上的蓄電池監控保護電路包括蓄電池工作狀態採集模塊4，蓄電池1的第一端與蓄電池工作狀態採集模塊4的第一輸入端相連，蓄電池工作狀態採集模塊4的第一輸出端通過列車控制管理系統5與蓄電池工作狀態採集模塊4的第二輸入端相連，蓄電池工作狀態採集模塊4的第二輸出端與蓄電池1的第二端相連。

蓄電池監控保護電路還包括過流保護單元3，蓄電池1的第一端與過流保護單元3的第一輸入端相連，過流保護單元3的第一輸出端通過直流負載6與過流保護單元3的第二輸入端相連，過流保護單元3的第二輸出端與蓄電池1的第二端相連。

蓄電池工作狀態採集模塊4的第一輸入端接於蓄電池1的第一端與過流保護單元3的第一輸入端之間，蓄電池工作狀態採集模塊4的第二輸出端接於蓄電池1的第二端與過流保護單元3的第二輸出端之間。

過流保護單元3的工作狀態檢測端與列車控制管理系統5相連。

實施例二

如圖2所示，本實用新型軌道交通車輛上的蓄電池監控保護電路包括蓄電池工作狀態採集模塊4，蓄電池1的第一端與蓄電池工作狀態採集模塊4的第一輸入端相連，蓄電池工作狀態採集模塊4的第一輸出端通過列車控制管理系統5與蓄電池工作狀態採集模塊4的第二輸入端相連，蓄電池工作狀態採集模塊4的第二輸出端與蓄電池1的第二端相連。

蓄電池監控保護電路還包括過流保護單元3，蓄電池1的第一端與過流保護單元3的第一輸入端相連，過流保護單元3的第一輸出端通過直流負載6與過流保護單元3的第二輸入端相連，過流保護單元3的第二輸出端與蓄電池1的第二端相連。

蓄電池工作狀態採集模塊4的第一輸入端接於過流保護單元3的第一輸出端與直流負載6之間，蓄電池工作狀態採集模塊4的第二輸出端接於過流保護單元3的第二輸入端與直流負載6之間。

過流保護單元3的工作狀態檢測端與列車控制管理系統5相連。

實施例三

如圖3所示，本實用新型軌道交通車輛上的蓄電池監控保護電路包括蓄電池工作狀態採集模塊4，蓄電池1的第一端與蓄電池工作狀態採集模塊4的第一輸入端相連，蓄電池工作狀態採集模塊4的第一輸出端通過列車控制管理系統5與蓄電池工作狀態採集模塊4的第二輸入端相連，蓄電池工作狀態採集模塊4的第二輸出端與蓄電池1的第二端相連。

蓄電池監控保護電路還包括過流保護單元3，蓄電池1的第一端與過流保護單元3的第一輸入端相連，過流保護單元3的第一輸出端通過直流負載6與過流保護單元3的第二輸入端相連，過流保護單元3的第二輸出端與蓄電池1的第二端相連。

過流保護單元3的工作狀態檢測端與列車控制管理系統5相連。

蓄電池監控保護電路還包括隔離模塊2，過流保護單元3的第一輸出端依次通過隔離模塊2的第一輸入端、隔離模塊2的第一輸出端、直流負載6、隔離模塊2的第二輸入端、隔離模塊2的第二輸出端與過流保護單元3的第二輸入端相連。

蓄電池工作狀態採集模塊4的第一輸入端接於過流保護單元3的第一輸出端與隔離模塊2的第一輸入端之間，蓄電池工作狀態採集模塊4的第二輸出端接於過流保護單元3的第二輸入端與隔離模塊2的第二輸出端之間。

所述隔離模塊2的工作狀態檢測端與列車控制管理系統5相連。

實施例四

如圖4所示，本實用新型軌道交通車輛上的蓄電池監控保護電路包括蓄電池工作狀態採集模塊4，蓄電池1的第一端與蓄電池工作狀態採集模塊4的第一輸入端相連，蓄電池工作狀態採集模塊4的第一輸出端通過列車控制管理系統5與蓄電池工作狀態採集模塊4的第二輸入端相連，蓄電池工作狀態採集模塊4的第二輸出端與蓄電池1的第二端相連。

蓄電池監控保護電路還包括過流保護單元3，蓄電池1的第一端與過流保護單元3的第一輸入端相連，過流保護單元3的第一輸出端通過直流負載6與過流保護單元3的第二輸入端相連，過流保護單元3的第二輸出端與蓄電池1的第二端相連。

過流保護單元3的工作狀態檢測端與列車控制管理系統5相連。

蓄電池監控保護電路還包括隔離模塊2，蓄電池1的第一端依次通過隔離模塊2的第一輸入端、隔離模塊2的第一輸出端與過流保護單元3的第一輸入端相連，蓄電池1的第二端依次通過隔離模塊2的第二輸出端、隔離模塊2的第二輸入端與過流保護單元3的第二輸出端相連。

蓄電池工作狀態採集模塊4的第一輸入端接於隔離模塊2的第一輸出端與過流保護單元3的第一輸入端之間，蓄電池工作狀態採集模塊4的第二輸出端接於隔離模塊2的第二輸入端與過流保護單元3的第二輸出端之間。

所述隔離模塊2的工作狀態檢測端與列車控制管理系統5相連。

實施例五

如圖5所示，本實用新型軌道交通車輛上的蓄電池監控保護電路包括蓄電池工作狀態採集模塊4，蓄電池工作狀態採集模塊4為電壓檢測裝置。

蓄電池1的第一端與蓄電池工作狀態採集模塊4的第一輸入端相連，蓄電池工作狀態採集模塊4的第一輸出端通過列車控制管理系統5與蓄電池工作狀態採集模塊4的第二輸入端相連，蓄電池工作狀態採集模塊4的第二輸出端與蓄電池1的第二端相連。

蓄電池監控保護電路還包括過流保護單元3，過流保護單元3為互為冗餘的斷路器31和熔斷器32（若不考慮冗餘保護作用，過流保護單元3也可以僅選用斷路器31或熔斷器32中的一種），斷路器31和熔斷器32的工作狀態檢測端均與列車控制管理系統5相連。

蓄電池1的第一端與過流保護單元3的第一輸入端相連，過流保護單元3的第一輸出端通過直流負載6與過流保護單元3的第二輸入端相連，過流保護單元3的第二輸出端與蓄電池1的第二端相連。

過流保護單元3的工作狀態檢測端與列車控制管理系統5相連。

蓄電池監控保護電路還包括隔離模塊2，隔離模塊2為手動隔離開關。在車輛設備檢修時，手動隔離開關能夠方便快捷地將車載蓄電池1斷開，確保維護人員的安全。

蓄電池1的第一端依次通過隔離模塊2的第一輸入端、隔離模塊2的第一輸出端與過流保護單元3的第一輸入端相連，蓄電池1的第二端依次通過隔離模塊2的第二輸出端、隔離模塊2的第二輸入端與過流保護單元3的第二輸出端相連。

蓄電池工作狀態採集模塊4的第一輸入端接於隔離模塊2的第一輸出端與過流保護單元3的第一輸入端之間，蓄電池工作狀態採集模塊4的第二輸出端接於隔離模塊2的第二輸入端與過流保護單元3的第二輸出端之間。

所述隔離模塊2的工作狀態檢測端與列車控制管理系統5相連。

蓄電池監控保護電路還包括與蓄電池1的第一端相連的第一可插拔連接器7、與蓄電池1的第二端相連的第二可插拔連接器8。

上面結合附圖對本實用新型的實施例進行了描述，但是本實用新型並不局限於上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是局限性的，本領域的普通技術人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權利要求所保護的範圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬於本實用新型的保護範圍之內。