[發明專利]電力機車車載蓄電池組充電管理方法

無效

• 申請號: 201110381779.2
• 申請日: 2011-11-27
• 公開（公告）號: CN102496748A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 付瑩;李新;王威;代興軍
• 申請（專利權）人: 中國北車集團大連機車車輛有限公司
• 主分類號: H01M10/44
• 分類號: H01M10/44;H02J7/00
• 代理公司: 大連萬友專利事務所 21219
• 代理人: 趙寶山

技術領域本發明屬于充電方法，具體涉及一種電力機車車載蓄電池組充電管理方法。

背景技術蓄電池組是電力機車的備用電源和起動電源，其主要作用包括：在降弓狀態下為機車的控制電路、低溫預熱電路、輔助壓縮機、照明顯示等低壓電器提供110V直流電源，保證機車升弓、投入工作；電力機車運行中，在110V控制電源裝置發生故障時，給控制電路提供電源來維持機車短時故障運行。蓄電池組的良好運行狀態對于電力機車性能十分重要，必須及時有效地對其進行充電管理，以保證其功能的正常發揮。

目前，電力機車采用閥控式免維護型鉛酸蓄電池，蓄電池組由48個單節蓄電池串聯而成。蓄電池組在日常使用時需要對其進行浮充電；當單體蓄電池開路電壓低于2.10V、蓄電池組浮充使用時單體電池電壓低于2.18V或機車進行輔修、小修、中修時需對蓄電池組進行均衡充電。

現有電力機車僅采用恒壓方式對蓄電池組進行充電，即通過充電電壓產生單元為蓄電池組提供一個恒定的充電電壓(DC110V)，其原理框圖見圖1。這種充電方法具有以下缺陷：

1、蓄電池組長期處于過充電狀態：蓄電池組由48個單節蓄電池串聯而成，單節蓄電池標稱電壓為2.0V，要求的單節浮充電電壓為2.25～2.27V，因此48節蓄電池的浮充電電壓為2.27x48＝108.96V≈109V。

而現有恒壓充電方式將蓄電池組充電電壓恒定為110V，大于蓄電池組浮充電所需要的109V，使蓄電池組長期處于過充電狀態，造成電池內部壓力增高，排氣頻繁，蓄電池殼體變形，縮短蓄電池使用壽命。

2、充電電流過大：現有恒壓充電方式不能對充電電流(充電電流曲線見圖2)進行控制。當蓄電池組虧電嚴重(用電時間過長導致蓄電池組端電壓過低)時，在充電初期充電電流過大，從而使得蓄電池組發熱嚴重，造成蓄電池極板老化、變形等嚴重問題，縮短蓄電池使用壽命。

3、不具備車載均衡充電管理功能：現有恒壓充電方式僅能實現對蓄電池組的浮充電管理，不具備車載均衡充電管理功能，需定期將蓄電池組從機車上轉移到地面專用場地使用地面充電機進行均衡充電。蓄電池組的維護效率低，維護成本高，影響機車的運用。

發明內容為解決上述現有蓄電池組充電方法存在的問題，本發明的目的即是提供一種可避免充電初期充電電流過大、充電電壓可控并可實現在機車上對蓄電池組進行均衡充電的電力機車車載蓄電池組充電管理方法。

為實現此目的，本發明的技術方案如下：一種電力機車車載蓄電池組充電管理方法，其特征在于：為蓄電池組提供可調的電壓和電流，使蓄電池組：

(1)在浮充電過程按照恒流-恒壓浮充電方法充電，充電過程包括：

第一階段：為恒流階段，以恒定電流25A對蓄電池組進行充電，充電電壓達到蓄電池組理想浮充電電壓109V后，此階段結束；

第二階段：為恒壓階段，以恒定電壓109V對蓄電池組進行充電，充電完成后此階段結束；

(2)在均衡充電過程按照恒流-恒壓均衡充電方法充電，充電過程包括：

第一階段：為恒流階段，以恒定電流25A對蓄電池組進行充電，充電電壓達到蓄電池組理想均衡充電電壓115.2V后，此階段結束；

第二階段：為恒壓階段，以恒定電壓115.2V對蓄電池組進行充電，充電電流小于5A后，此階段結束；

第三階段：為恒壓階段，以恒定電壓109V對蓄電池組進行充電，充電完成后此階段結束。

采用上述技術方案后，本發明能夠最大限度的滿足蓄電池組的充電要求，提高了蓄電池組的使用壽命。同時，用戶可以在機車上對蓄電池組進行均衡充電，不受場地、地面充電機數量以及繁瑣的吊車作業的限制，提高了維護效率，節約了維護成本。

附圖說明圖1是現有蓄電池組恒壓充電方式的原理框圖

圖2是現有蓄電池組恒壓充電方式的充電電流曲線

圖3是本發明的恒流-恒壓浮充電曲線

圖4是本發明的恒流-恒壓均衡充電曲線

具體實施方式下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細的說明。

本發明針對車載蓄電池組在機車上使用的特殊環境并結合蓄電池組的充電特性，為蓄電池組提供可調電壓和電流，使蓄電池組在浮充電和均衡充電時分別采用恒流-恒壓浮充電方法和恒流-恒壓均衡充電方法。

恒流-恒壓浮充電方法用于車載蓄電池的日常充電管理，充電過程分為兩個階段：