[發明專利]一種充電電路及其控制裝置、控制方法

有效

• 申請號: 202011145462.4
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112238763B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 陳安俊;王秀玲;秦慶民;李先嶺;皮凱俊;付金
• 申請（專利權）人: 中車株洲電力機車有限公司
• 主分類號: B60L53/00
• 分類號: B60L53/00;B60L53/60;H02J1/10;H02J7/00;H02J7/02
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 盧宏;張珉瑞

本發明公開了一種軌道交通儲能裝置預充電/充電電路，包括接觸網電源、第一庫內電源、儲能單元、接地單元、第一開關單元、第二開關單元、第三開關單元、第四開關單元、預充電單元、電容、DC/DC單元和DC/AC單元。由于采用了上述技術方案，與現有技術相比，本發明僅使用一個預充電單元即可實現兩種充電電源的切換，減少了電路的硬件設備，從而減少了設備故障點；另一方面，通過第一控制單元的控制，實現了接觸網電源與庫內電源的互鎖功能。

技術領域

本發明涉及軌道交通設備領域，具體涉及一種充電電路及其控制裝置、控制方法。

背景技術

軌道交通領域中，地鐵工程維護車輛一般采用接觸網+儲能裝置雙能源供電，在接觸網無電或不允許使用接觸網電源時，可以通過儲能裝置供電。

目前，軌道交通領域地鐵工程維護車輛牽引蓄電池充電一般采用DC1500V接觸網電源或3AC380V第一庫內電源，牽引蓄電池充電時首先進行預充電，預充電電路中設置電阻，電阻的作用是限流、降壓；預充電的作用是給預充電電容進行充電，以減少高壓接觸器閉合時的火花拉弧，避免高壓沖擊損壞高壓零部件，提升高壓系統安全性。

軌道交通領域地鐵工程維護車輛一般會配置一套接觸網充電電路和一套庫內充電電路(如圖1所示)，其工作原理如下：當使用接觸網充電電路對牽引蓄電池進行充電時，需先將開關5、92閉合，當電容電壓達到U1(一般為0.8倍網壓)時，代表預充電已完成，此時斷開開關92，并同時閉合開關91，接觸網電源經DC/DC降壓斬波后給牽引蓄電池充電；當使用庫內充電電路對牽引蓄電池進行充電時，需先將開關72閉合，當電容電壓達到U2(一般為0.8倍網壓)時，代表預充電已完成，此時需斷開開關72，并同時閉合開關71，第一庫內電源經AC/DC模塊整流為直流電源后，再經DC/DC降壓斬波后給牽引蓄電池充電。這種結構的缺點在于：兩套獨立的充電電路不僅造成設備的浪費，還增加了設備故障點。另一方面，由于兩套充電電路單獨控制，容易發生兩套電源同時串入的情況，從而導致充電機故障或損害牽引蓄電池。

發明內容

為解決背景技術中現有軌道交通的充電系統配置了兩套充電電路，從而導致設備成本高的問題，本發明提供了一種充電電路，具體技術方案如下。

一種充電電路，包括：接觸網電源、第一庫內電源、儲能單元、接地單元、第一開關單元、第二開關單元、第三開關單元、第四開關單元、預充電單元、電容、DC/DC單元和DC/AC單元；所述接觸網電源與所述第一開關單元的一端連接，所述第一開關單元的另一端與所述預充電單元的一端以及所述第二開關單元的一端連接，所述預充電單元的另一端與所述電容的一端以及所述DC/DC單元的第一正極輸入端連接，所述DC/DC單元的第二正極輸入端與所述DC/AC單元的第一端連接，所述DC/AC單元的第二端與所述第三開關單元的一端連接，所述第三開關單元的另一端與所述第一庫內電源連接；所述DC/AC單元的第三端與所述DC/DC單元的第二負極輸入端連接，所述DC/DC單元的第一負極輸入端與所述電容的另一端、所述第四開關單元的一端以及所述儲能單元的負極端連接，所述第四開關單元的另一端與所述接地單元連接，所述第四開關單元與所述第一開關單元聯動；所述DC/DC單元的輸出端與所述第二開關單元的另一端以及所述儲能單元的正極連接。

與現有的一套接觸網充電電路和一套庫內充電電路的技術方案相比較，上述充電電路僅使用一個預充電單元即可實現兩種充電電源的切換，減少了電路的硬件設備，從而減少了設備故障點。

優選地，所述預充電單元包括第五開關單元、第六開關單元和電阻；所述第五開關單元的一端與所述第一開關單元的另一端以及所述第六開關單元的一端連接，第六開關單元的另一端與所述電阻的一端連接，所述電阻的另一端與所述第五開關單元的另一端、所述電容的一端以及所述DC/DC單元的第一正極輸入端連接。

優選地，還包括第二庫內電源和第七開關單元；所述第七開關單元的一端與所述第三開關單元的一端連接，另一端與所述第二庫內電源連接。第二庫內電源與第一庫內電源互為冗余。