[發(fā)明專利]一種用于軌道工程車的動力電池供電系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010177659.X
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111361418A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白玉良;錢兆勇;孔德隆;李佩剛;王軍;郭高峰;王建生;李啟銘;巴青城;馮創(chuàng);楊召輝;王佛民;張建坡;王麗娜;楊海云;何莉鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)天津高端裝備研究院洛陽先進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)研發(fā)基地;清研銳為（洛陽）軌道交通科技有限公司
• 主分類號: B60L1/00
• 分類號: B60L1/00;B60L53/20;B60L58/26;B60L58/27;B60L58/10;H01M2/20;H01M10/613;H01M10/615;H01M10/625
• 代理公司: 北京中原華和知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11019
• 代理人: 賈雙明;壽寧

一種用于軌道工程車的動力電池供電系統(tǒng)，包括連接在高壓直流母線上的電池箱組，電池箱組包括若干個電池箱，動力電池供電系統(tǒng)還包括電池管理系統(tǒng)和充電系統(tǒng)，電池管理系統(tǒng)包括電池管理單元BMU，充電系統(tǒng)包括充電接口、車載充電機(jī)、DC/DC模塊以及蓄電池，其中充電接口包括地面充電機(jī)接口和三相市電接口，電池箱包括電芯以及與電池管理單元BMU連接的電芯監(jiān)控控制器CSC，電池管理單元BMU還分別與車載充電機(jī)、地面充電機(jī)接口、DC/DC模塊以及軌道工程車的數(shù)字控制核心NCU通信相連。本發(fā)明通過設(shè)置多組動力電池箱，并配套電池管理系統(tǒng)對電池使用狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和管理，從而實(shí)現(xiàn)軌道工程車輛配備和傳統(tǒng)車輛相同重量/體積的電池系統(tǒng)時，車輛的運(yùn)行時間更長。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于軌道工程車輛技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于軌道工程車的動力電池供電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)與本申請較為接近的一種技術(shù)方案是專利名稱為《一種電力接觸網(wǎng)和蓄電池組雙動力鋼軌銑磨車》、申請?zhí)枮?01710501672.4的發(fā)明專利，該申請的雙動力鋼軌銑磨車中采用蓄電池組作為車輛的備用總電源，該申請所描述的實(shí)例中采用的蓄電池組類型為免維護(hù)的鉛酸電池組。同時，該發(fā)明中并未涉及蓄電池組的內(nèi)部系統(tǒng)構(gòu)成及電池管理方案。雖然免維護(hù)型蓄電池組使用方便，價格低廉，但其在使用壽命和能量密度方面都存在很大的劣勢。

目前，絕大多數(shù)雙動力源軌道工程車輛采用線網(wǎng)或內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組作為主供電系統(tǒng)，采用車載蓄電池組作為備用供電系統(tǒng)。由于使用方便和價格低廉等原因，這類備用供電系統(tǒng)中的蓄電池均采用免維護(hù)型鉛酸電池。軌道工程車輛在無線網(wǎng)區(qū)、通風(fēng)調(diào)節(jié)不好的地鐵隧道等區(qū)域工作時，往往需要用到備用供電系統(tǒng)。但由于免維護(hù)型蓄電池組的能量密度限制，每列車輛的載電量較小，不能維持車輛較長時間的運(yùn)行需要。

隨著新能源汽車領(lǐng)域的電池技術(shù)快速發(fā)展，帶有內(nèi)部電池管理系統(tǒng)的高能動力電池系統(tǒng)在各種車輛上的應(yīng)用已相當(dāng)成熟?？梢灶A(yù)見，高能動力電池供電系統(tǒng)在鋼軌打磨/銑磨車輛上的應(yīng)用將成為本領(lǐng)域的一個重要技術(shù)發(fā)展方向。針對這一現(xiàn)狀，本發(fā)明首次提出了一種用于軌道工程車輛的動力電池供電系統(tǒng)技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于軌道工程車輛的動力電池供電系統(tǒng)，通過設(shè)置多組動力電池箱，并配套電池管理系統(tǒng)對電池使用狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和管理，從而實(shí)現(xiàn)軌道工程車輛配備和傳統(tǒng)車輛相同重量/體積的電池系統(tǒng)時，車輛的運(yùn)行時間更長。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種用于軌道工程車的動力電池供電系統(tǒng)，包括電性連接在高壓直流母線上的電池箱組，該電池箱組在充電時獲取高壓直流母線上的直流電能，在放電時為連接在高壓直流母線上的整車其它負(fù)載提供電能，所述電池箱組包括若干個互相串聯(lián)或并聯(lián)的電池箱，所述動力電池供電系統(tǒng)還包括電池管理系統(tǒng)和充電系統(tǒng)，其中電池管理系統(tǒng)包括電池管理單元BMU，充電系統(tǒng)包括充電接口、車載充電機(jī)、DC/DC模塊以及蓄電池，其中充電接口包括地面充電機(jī)接口和三相市電接口，地面充電機(jī)接口與高壓直流母線連接，三相市電接口通過車載充電機(jī)與高壓直流母線連接，高壓直流母線通過DC/DC模塊將直流高壓電轉(zhuǎn)換為直流低壓電為蓄電池充電，蓄電池與電池管理單元BMU連接并為其供電；

每個電池箱包括電芯以及用于監(jiān)控電芯狀態(tài)并與電池管理單元BMU連接的電芯監(jiān)控控制器CSC；所述電池管理單元BMU還分別與車載充電機(jī)、地面充電機(jī)接口、DC/DC模塊以及軌道工程車的數(shù)字控制核心NCU通信相連。

本發(fā)明的目的還采用以下技術(shù)措施來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。

前述的動力電池供電系統(tǒng)，其中每個電池箱內(nèi)還設(shè)有加熱單元和冷卻單元，所述加熱單元和冷卻單元均與高壓直流母線連接以獲取工作所需電能。

前述的動力電池供電系統(tǒng)，其中電池管理系統(tǒng)還包括與電池管理單元BMU通信相連的系統(tǒng)檢測元件。

前述的動力電池供電系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)檢測元件包括電性連接在高壓直流母線上的電流傳感器和電壓傳感器。