控制外部110V的直流控制电源来控制主接触器50，具体地，DC-DC模块70将外部列车的110V直流控制电源输入转为12V直流电源给电池控制单元B⑶60供电，电池控制单元B⑶进一步控制主接触器50的触点是否吸合。因而，列车在所有信息正常的情况下，能够由列车的DC-DC控制系统输出相应直流控制电源来控制电池系统的充放电；当出现控制失效情况下，电池控制单元BCU 60则切断主接触器50电源，从而断开回路，保证系统的安全。
[0027]如图2所示，DC-DC模块70采用双备份冗余设计，模块内部配置两路DC-DC电压模块，在其中各DC-DC电压模块的电源输出端分别配置有二极管，防止由于电压差异导致模块击穿。两个DC-DC电压模块同时工作，各分担50%的负载。此外，各DC-DC电压模块还分别向电池控制单元BCU 60输出有表示该DC-DC电压模块状态的信号。当出现单个模块工作异常时，另外的模块实现全部功率输出保证系统工作正常；同时异常模块切除，异常模块输出故障信号传送给电池控制单元B⑶60，对应的工作指示灯变为故障状态。
[0028]如图3所示，电池安全管理单元SOT 80包含MCU芯片801，及分别与之连接的硬线信号电路802、接触器控制电路803、供电电路804、报警电路S⑶、通信电路806。电池安全管理单元SCU 80工作后可以实时接收到电池控制单元B⑶60上传的系统详细信息，电池安全管理单元SOT 80对上传的信息进行校验，待发生故障之后检测电池控制单元B⑶60是否上报故障信息，若发生上传信息失真或者电池控制单元BCU 60未及时上报故障，则电池安全管理单元SOT 80下发指令重启电池控制单元B⑶60，若重启η次后仍然无法正常上报，则通过MVB模块12上报一级报警故障，通报列车系统故障状态，最大程度保证了系统的安全。
[0029]远程安全监控单元RS⑶90包含通信网关和显示屏(含远程模块)。其中通信网关与电池控制单元BCU 60通过CAN总线进行通信，接收电池控制单元BCU 60的信息，并将信息整合处理转为485通信后传送给显示屏，显示屏接收到通信网关的信息后，将处理后的主要信息显示在显示屏上，同时将详细信息通过显示屏附带的远程模块发送至服务器，实现服务器访问读取系统信息，在出现故障后可以通过手机短信第一时间通知相关责任人。
[0030]手动隔离开关11主要用于安装及检修时断开系统同外部的高压电气回路，确保安装及检修情况下的人员安全。手动隔离开关11采用耐压满足系统要求的型号，产品过电流能力满足最大输出电流需求。
[0031]本发明所述的轨交列车牵引用锂电池储能系统，其具体工作流程如下:
系统得到外部的110V的DC电源后，B⑶60、SCU 80、LE⑶20开始工作，并进行自检，自检通过后B⑶60控制吸合主接触器50，此时整个系统可以实现充放电。在正常工作模式下，B⑶60、SOT 80、LE⑶20等对电池进行信息采集，并将信息通过MVB网络传送给列车，列车根据MVB网络上传的电池信息控制整个储能系统的充放电。SCU 80实时监测传输的数据真实性，当检测到数据失真或者不能及时报警后，S⑶80重启B⑶60，连续η次无法正常工作后，通过CAN总线发送一级报警，保证系统的安全运行。
[0032]尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
【主权项】
1.一种轨交列车牵引用车载锂电池储能系统，其特征在于，包含: 串并联多个动力锂电池(10 )形成的电池模块组，接入车载锂电池储能系统的电气回路中，作为能量存储输出单元； 电池控制单元(60)，对车载锂电池储能系统中其他单元向其上传的信息进行处理整合，并接收外部列车向其发出的硬线信号，通过运行系统控制策略来对车载锂电池储能系统进行控制； MVB模块(12)，实现电池控制单元(60)与外部列车的通信； 多个底层电子控制单元(20)，各自采集与之相应的动力锂电池(10)的电池信息，对电池信息运算处理后进行电池的均衡管理，并将电池信息发送给电池控制单元(60)进行处理整合； 主接触器(50 )，接入所述电气回路中；电池控制单元(60 )控制所述主接触器(50 )吸合时，电气回路接通使电池模块组能够进行充放电，或者电池控制单元(60)控制所述主接触器(50)断开时，电气回路断开。2.如权利要求1所述的车载锂电池储能系统，其特征在于， 所述车载锂电池储能系统进一步包含DC-DC模块(70)，接收外部列车输入的直流电源给电池控制单元(60)供电； 所述DC-DC模块(70)包含两路DC-DC电压模块，在正常工作时各分担50%的负载； 每个所述DC-DC电压模块设置的电源输出端配置有二极管； 每个所述DC-DC电压模块设置的状态输出端，将该DC-DC电压模块的状态信息发送给电池控制单元(60)； 任意一个DC-DC电压模块异常时，异常的DC-DC电压模块被切除，并传送故障信号给电池控制单元(60);未故障的DC-DC电压模块以全部功率输出。3.如权利要求1所述的车载锂电池储能系统，其特征在于， 所述车载锂电池储能系统进一步包含电池安全管理单元(80 )，实时接收电池控制单元(60)上传的系统信息进行校验，检测故障发生后的电池控制单元(60)是否上报故障信息； 在检测到电池控制单元(60)上传信息失真或者电池控制单元(60)未及时上报故障信息时，所述电池安全管理单元(80)下发指令重启电池控制单元(60);重启设定次数后电池安全管理单元(80)仍无法正常工作时，通过MVB模块(12)向列车上报一级报警故障。4.如权利要求3所述的车载锂电池储能系统，其特征在于， 所述电池控制单元(60)通过CAN总线及硬线与电池安全管理单元(80)通信； 所述电池安全管理单元(80)包含MCU芯片(801)，及分别与之连接的硬线信号电路(802)、接触器控制电路(803)、供电电路(804)、报警电路(805)、通信电路(806)。5.如权利要求1所述的车载锂电池储能系统，其特征在于， 所述车载锂电池储能系统进一步包含远程安全监控单元(90)，其中设置有通过CAN总线连接电池控制单元(60)的通信网关，用来接收电池控制单元(60)向其发送的系统信息，并传送给显示屏进行显示；所述显示屏附带有远程模块将收到的系统信息发送至服务器。6.如权利要求1所述的车载锂电池储能系统，其特征在于， 所述车载锂电池储能系统进一步包含电流传感器(40)，对电气回路的电流进行检测，并将采集到的电流信息通过CAN总线发送给电池控制单元(60);所述电池控制单元(60)根据电流传感器(40 )上传的电流信息进行监控，并在电流值触发保护值时控制电气回路断开。7.如权利要求1所述的车载锂电池储能系统，其特征在于， 所述车载锂电池储能系统进一步包含保险丝(30)，分别设置在电气回路正负母线上。8.如权利要求1所述的车载锂电池储能系统，其特征在于， 所述车载锂电池储能系统进一步包含接入电气回路的手动隔离开关(11)，在安装及检修时将电气回路断开。9.如权利要求1所述的车载锂电池储能系统，其特征在于， 所述动力锂电池(10)是磷酸铁锂电池，或三元锂电池，或锰酸锂电池； 所述动力锂电池(10)的型式是圆柱电池，或方形电池，或软包电池。10.如权利要求1所述的车载锂电池储能系统，其特征在于， 所述底层电子控制单元(20)通过采样电路采集动力锂电池(10)的电压、温度信息，将采集到的电池信息传送给该底层电子控制单元(20)设置的微控制单元进行处理及电池的均衡管理，并通过若干个底层电子控制单元(20)共用的CAN总线将电池信息传输给电池控制单元(60)。
【专利摘要】本发明提供一种轨交列车牵引用车载锂电池储能系统，包括动力锂电池、电池管理单元（BMU）、电池安全管理单元（SCU）、远程安全监控单元（RSCU）、高压电气件等装置。电池管理单元中的底层电子控制单元（LECU）采集电池信息并对电池进行均衡管理；电池控制单元（BCU）根据电池信息对系统进行控制。电池安全管理单元校验电池控制单元及底层电子控制单元上传信息，并在电池控制单元出现管理失效时对其重启，若仍失效则上报一级故障。远程安全监控单元中的通信网关接收电池组管理系统上传的信息交由显示屏显示，并通过显示屏配置的远程监控模块将数据发送至服务器。本发明能够实现列车在无电区的牵引使用，通过三重安全管理有效保证系统的安全可靠运行。
【IPC分类】B60L11/18, H02J7/00
【公开号】CN105365598
【申请号】CN201510895893
【发明人】宋劲松, 彭健, 陈道, 周钦哲, 姜发令, 蒋新华
【申请人】上海航天电源技术有限责任公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年12月8日