[發明專利]一種城軌車輛超級電容外接放電裝置

在審

• 申請號: 202011630940.0
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112803521A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 劉艷輝;周曉;黃瑋;付強
• 申請（專利權）人: 長春中車軌道車輛有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;B60M3/00
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 田春梅

一種城軌車輛超級電容外接放電裝置，涉及城軌車輛超級電容開路狀態下放電領域，現有放電方式存在放電時間較長且存在危險以及導致檢修周期增加等問題，包括直流雙極放電接觸器，電壓表，控制按鈕及放電接觸器狀態指示燈；電壓表用于監測超級電容放電過程中電壓下降情況；指示燈用于顯示放電接觸器觸點狀態，控制按鈕用于控制接觸器的動作。放電裝置與車輛留有6個電氣接口，接口A、B與車輛制動電阻連接；接口E、F與需要進行放電的超級電容進行連接，通過裝置自帶電纜標識及裝置箱體印刷的標識嚴格對應接線，絕對不允許正負極接反；接口M、N對應連接到車輛蓄電池的正、負極。本發明增強了設備操作的安全性，有效避免造成人員損傷。

技術領域

本發明涉及城軌車輛超級電容開路狀態下放電領域，具體涉及一種城軌車輛超級電容外接放電裝置。

背景技術

為適應城市地面交通道路的特殊需要，一些城市應用的架空接觸網軌道交通線路在經過特殊路口時不允許架設接觸網，對此，車輛增加了超級電容高壓供電設備，這樣車輛在經過這些路口時由超級電容向牽引變流器及輔助變流器等高壓牽引設備供電，保證車輛能夠正常牽引駛過無接觸網的路口。當車輛通過路口后駛入接觸網下方時，再由超級電容切換到接觸網向車輛正常供電。

車輛在運用過程中，當發生超級電容接線柱燒熔時，將造成超級電容充放電回路開路。出現這種情況時一方面會使車輛牽引時整車供電能力大幅降低；另一方面由于超級電容的開路狀態，當車輛回庫斷電時故障的超級電容無法完成自動放電。

在庫內對超級電容進行放電處理時，稍不注意碰到燒熔接線柱線纜很容易使超級電容放電回路接通引發強烈電弧燃燒，輕則造成設備二次損壞，重則造成人身傷害。

現有技術應用超級電容充電原理如圖1所示。在對超級電容C進行充電時，通過DC/DC電源變換裝置將DC750V的網測電壓變換成DC550V，然后對超級電容進行充電。當車輛經過無網區時，DC/DC電源變換裝置再將超級電容的DC550V電壓變換成DC750V后向車輛牽引及輔助設備供電。

超級電容在正常運用時，其充電與放電均由專門的DC/DC電源變換器實現控制，車輛在有網壓的接觸網線路下運行時，電源變換器完成預充電后接觸器KMD1閉合經過開通的VD，DC/DC電源變換器將接觸網DC750V電壓轉換成DC550V電壓向超級電容充電。車輛進入無電區前，通過點擊IDU觸摸顯示屏“小無電區”控制按鈕，斷開KM1閉合KM3將超級電容充電回路切換到放電回路向牽引及輔助設備供電，使車輛能夠通過無電區。車輛通過無電區后，再次點擊IDU觸摸顯示屏“小無電區”控制按鈕，斷開超級電容放電回路切換回充電回路，車輛進入到正常的接觸網供電模式。

車輛在回庫停車斷電后為保證超級電容儲存的能量釋放出去，確保在對車輛檢修維護過程中的人身安全及設備安全，可以通過制動電阻實現對超級電容的放電。其放電原理簡圖如圖2所示。接觸器KM4在放電回路中應用的主觸點為常閉形式，其串聯在超級電容C與制動電阻R之間，車輛上電后處于分斷狀態，當車輛回庫斷開控制電后主觸點閉合接通超級電容與制動電阻實現對超級電容的放電，使超級電容儲存的能量消耗在制動電阻R上。

上述技術中，當車輛超級電容正常充放電回路出現故障時，如超級電容內部連接電纜燒熔故障時，通常利用外接電爐對電容組的各個單體進行逐一放電。此時，為超級電容放電需要人體佩戴絕緣手套與電容帶電部位接觸，因超級電容組在充滿電后其電壓值為高電壓、大容量狀態，此種放電方式十分不便同時存在潛在危險，且其放電時間較長，繼而導致檢修周期增加。

發明內容

本發明為解決現有放電方式存在放電時間較長且存在危險以及導致檢修周期增加等問題，提供一種城軌車輛超級電容外接放電裝置。

一種城軌車輛超級電容外接放電裝置，該裝置由直流雙極放電接觸器KM5，電壓表V，控制按鈕SB及放電接觸器狀態指示燈HL組成；