[發明專利]一種軌道交通后備電源系統

有效

• 申請號: 201410540152.0
• 申請日: 2014-10-14
• 公開（公告）號: CN104340146A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 劉飛;文鋒;阮旭松;龔敏明;謝小科
• 申請（專利權）人: 惠州市億能電子有限公司
• 主分類號: B60R16/033
• 分類號: B60R16/033;B60L1/00;H02J7/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 任海燕

技術領域

本發明涉及軌道交通領域，具體涉及一種軌道交通后備電源系統。

背景技術

現有動車組后備電源采用鎳鎘蓄電池組，作為列車的應急備用電源，對電池系統的可靠性要求很高，后備電源影響到列車正常運行和安全。

但現采用的鎳鎘蓄電池組系統，沒有自我檢測及保護功能，實行盲充盲放，且相同容量下質量重，容量衰減快，電池報廢后污染大。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一套鋰離子電池系統為軌道交通提供后備電源，替換原有鎳鎘蓄電池組，實現蓄電池組的輕量化、無污染、長壽命，為將來的軌道交通大規模的推廣以及鋰電池系統標準制定提供基礎。

本發明的技術方案為：一種軌道交通后備電源系統，包括鋰電池組、分別與所述鋰電池組連接的電池管理系統BMS和極限保護繼電器、以及與所述電池管理系統和所述極限保護繼電器連接的車載充電機，所述電池管理系統還與所述極限保護繼電器連接，所述電池管理系統用于對所述鋰電池組進行統一管理和維護，所述車載充電機用于通過所述極限保護繼電器對所述鋰電池組進行充電，所述極限保護繼電器用于在極限條件下對所述鋰電池組進行保護，所述極限條件為所述鋰電池組為過充或過放狀態。

優選地，所述電池管理模塊包括主控制器模塊、分別與所述主控制器模塊連接的電流采集模塊、單體電壓采集模塊、溫度采集模塊、均衡模塊以及檢測估算模塊，所述車載充電機及所述極限保護繼電器均與所述主控器模塊連接，所述電流采集模塊、單體電壓采集模塊以及溫度采集模塊均與所述鋰電池組連接，并分別用于對所述鋰電池組的電流、單體電壓以及溫度參數進行采集，所述均衡模塊也與所述鋰電池組進行連接，用于對所述鋰電池組內的各單體電池電量及電壓進行均衡，所述檢測估算模塊用于根據采集到的電流、單體電壓以及溫度參數對所述鋰電池組的各狀態信息進行診斷和估算。

優選地，所述檢測估算模塊包括功率估算模塊、診斷接口模塊以及SOC估算模塊，所述功率估算模塊用于根據所述鋰電池組的電流、單體電壓以及溫度參數估算出最優充電功率，并傳送給所述車載充電機，所述車載充電機根據所述最優充電功率對所述鋰電池組進行充電；所述診斷接口模塊用于讀取所述鋰電池組的所述電流、單體電壓以及溫度參數信息，并根據所述參數信息分析所述鋰電池組的故障信息，所述SOC模塊用于估算所述鋰電池組的剩余電量。

優選地，所述車載充電機與所述主控器模塊通過RS485串口進行連接。

優選地，所述鋰電池組中單體鋰電池的節數是根據鋰電池類型、列車需求的最小能量Q和列車最大負載功率P計算得出的；所述列車需求的最小能量Q=（P1*t?+?Q1）/(1-&)，其中P1為列車的平均負載功率，t為列車在應急時負載需要的最大工作時間，Q1為列車從啟動到車載充電機正常工作期間負載最大需求能量，&為動力鋰電池組在可維護運行期間能量衰減百分比。

優選地，所述軌道交通后備電源系統還包括應急充電接口，所述應急充電接口通過所述極限保護繼電器與所述鋰電池組連接，用于當電源系統嚴重過放電時，通過地面應急充電電源給電池組短時間補電。

優選地，所述車載充電機包括斷路檢測模塊，所述斷路檢測模塊用于檢測所述車載充電機與所述BMS間的通訊是否中斷，若中斷，則斷路檢測模塊控制所述車載充電機以安全電壓值對所述鋰電池組進行充電。

優選地，所述軌道交通后備電源系統還包括一與所述主控制器模塊連接的整車控制器，所述整車控制器用于獲取所述鋰電池組狀態信息，并根據所述鋰電池組狀態信息估算所述后備電源系統可供電時間，根據所述可供電時間合理控制負載耗電。

優選地，當所述鋰電池組出現過充或過放現象時，所述電池管理模塊還用于切斷極限保護繼電器的連接。

本發明具體如下優點和有益效果：

1、??根據列車能量需求選用合理鋰電池類型串并聯成組，節能環保。

2、??通過電池管理系統對電池組信息進行檢測、狀態估算、管理控制、通訊協定，保護

電池、延長使用時間和延時容量衰減，增強系統智能化控制，提高電源系統可靠性和安全性。

3、??配備應急充電接口和診斷接口提高系統可維護性和維護成本，延長使用壽命。

4、??本發明可為將來的軌道交通大規模的推廣鋰電池電源系統以及電源系統標準制定

提供基礎。

附圖說明