[發明專利]含至少一超級電容器模塊的車輛儲能鏈、系統及鐵路車輛

有效

• 申請號: 201310185966.2
• 申請日: 2013-02-18
• 公開（公告）號: CN103401319A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: J-P貝洛莫
• 申請（專利權）人: 阿爾斯通運輸股份有限公司
• 主分類號: H02J15/00
• 分類號: H02J15/00;H02H7/16;B61C3/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 魏小薇

技術領域

本發明涉及用于車輛的儲能鏈，包括：?

-金屬框架，?

-機械地固定在金屬框架內并包括至少一個超級電容器模塊的電力存儲系統，該或各模塊具有金屬外殼和設置在金屬外殼內并彼此串聯連接的多個超級電容器。?

背景技術

這樣一種儲能鏈尤其適用于回收利用和儲存車輛的制動系統的能量，尤其是在網絡中通行的鐵路車輛。該儲能鏈可以固定安裝在網絡中的一個固定地點上或是裝載于某一鐵路車輛上，在上述兩種情況下能量存儲于鏈的該或各模塊的超級電容器中。?

這樣一種儲存鏈經常具有串聯連接的超級電容器模塊網絡，以便為鐵路車輛獲取重要的能源儲備。當儲存鏈裝載于車輛上時，模塊網絡的最弱電勢被連接于車輛的機械接地。有鑒于此，在車輛電氣接地與最遠離機械接地的模塊的內部元件之間存在較大電壓，所述元件具有較高電勢，例如幾乎等于400伏。事實上，當模塊外殼為金屬時，各個模塊機械地固定于機械接地上，在具有接地電勢的該金屬外殼與模塊內部單元之間的電壓為高電壓。然而，由于各模塊的外殼與模塊的內部元件之間設置有絕緣墊，所以該高電壓并不會導致可能損壞這些模塊的高電流在這些模塊中的流動。?

盡管如此，在超級電容器模塊的內部絕緣失靈的情況下，會產生帶有很高電流的接地短路，這可能導致模塊完全損毀并會在模塊周圍環境中釋放出危險的甚至有毒的氣體。這種氣體釋放是由于超級電容器內部出現電解液造成的，當電流穿過模塊外殼，例如擊穿時，所述電解液變為氣態揮發。?

發明內容

本發明的目的之一在于提出一種用于車輛的儲能鏈，其可以在該儲能鏈的超級電容器模塊之一出現內部絕緣故障的情況下限制短路電流和限制儲能鏈溫度的持續升高，并由此避免危險氣體向周圍的任何釋放。?

由此，本發明的目標是上述類型的用于車輛的儲能鏈，其特征在于還具有至少一個電氣保護設備。?

以下的其它實施方式中，用于車輛的儲能鏈具有一個或多個以下特征，這些特征為單獨地或根據所有在技術上可能結合而采用：?

-該電力存儲系統具有至少兩個串聯連接的超級電容器模塊；?

-該或各電氣保護設備將超級電容器模塊連接至電氣接地；?

-該或各電氣保護設備將金屬框架連接至電氣接地；?

-該或各電氣保護設備具有熔斷器；?

-該或各儲能鏈還具有至少一個電路斷開檢測裝置；?

-該或各電路斷開檢測裝置具有閾值電壓檢測器，其與熔斷器并聯電連接；?

-該或各閾值電壓檢測器具有電氣絕緣型開關裝置；?

-該或各熔斷器為撞擊熔斷器且該或各電路斷開檢測裝置具有斷路器，所述斷路器機械連接至撞擊熔斷器。?

本發明的目標還在于包含了高壓切斷裝置的用于車輛的儲能系統，其特征在于還具有如前所述的連接至高壓切斷裝置的儲能鏈。?

本發明的目標還在于一種鐵路車輛，其特征在于具有如前所述的儲能系統。?

附圖說明

通過閱讀以下給出了僅作為示例的描述的說明書并參考附圖，將有助于更好地理解本發明，在附圖中：?

-圖1是根據本發明的第一種實施方式，具有三個超級電容器模塊的儲能系統的示意圖；?

-圖2是圖1的儲能系統中的其中一個超級電容器模塊的電氣示意圖；?

-圖3是根據本發明的第二種實施方式的儲能系統的示意圖；?

-圖4是根據本發明的第三種實施方式的儲能系統的示意圖，以及?

-圖5是根據本發明的第四種實施方式的儲能系統的示意圖。?

具體實施方式

圖1中，儲能系統10安裝于鐵路車輛上，連接至電力變換器12。該電力變換器12為例如安裝在鐵路車輛上的電壓斬波器并適于連接至架空線。該斬波器12尤其適宜用于降低架空線中流經的電流的電壓，以便提供可應用于儲能系統10的輸入端的連續的額定工作電壓Uin。電壓Uin的值例如幾乎等于400伏。?

儲能系統10具有根據本發明的儲能鏈14以及將電壓斬波器12連接至儲能鏈14的電連接器15。儲能系統還具有高壓切斷裝置16，例如自動斷路開關，該高壓切斷裝置連接至斬波器12并經由電連接器15連接至儲能鏈14。?