一种铁路电站用钛酸锂储能舱的制作方法

本发明属于铁路电力系统储能设备技术领域，具体涉及一种铁路电站用钛酸锂储能舱。

背景技术：

为降低铁路运输能耗，经研究可在铁路牵引接触网沿线建立储能电站，用以吸收接触网富余或有害电能，当牵引接触网需要电能时再将储存的电能反馈给牵引接触网加以回收利用。

牵引接触网所驱动的铁路电力机车在制动过程中，会产生大量富余电能，这种电能会反馈给牵引接触网而抬高牵引接触网电压，如果这种富余电能不及时回收，严重时会导致与接触网连接的电器设备发生故障，危害铁路运输安全。铁路电力机车在起动或爬坡时需要吸收额外的电能，这样会拉低牵引接触网电压，严重时同样会导致与接触网连接的电器设备发生故障。铁路电力机车富余电能是在短时间内产生，对于额外电能的吸收也是在短时间内完成，这就需要储能电站的储能舱具备大倍率充/放电能力的电池才能在短时间内吸收和反馈给牵引接触网电能。铁路运输关系国计民生，要求储能电站有很高的安全性，而碳酸锂电池具有刀刺、枪击、火烧情况下不爆炸、不燃烧的特性，同时碳酸锂电池也具有大倍率充/放电能力，能很好满足这种工况要求。

所以采用钛酸锂电池的储能舱能很好的解决铁路牵引接触网电能回收利用的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种铁路电站用钛酸锂储能舱，能够回收利用牵引接触网的富余电能，改善牵引接触网电能质量。

本发明所采用的技术方案是，一种铁路电站用钛酸锂储能舱，包括舱体、空调、电池簇、充放电监测控制装置，电池簇、充放电监测控制装置安装在仓体内，电池簇能够根据电力机车的用电状态向电力机车的牵引接触网释放电能和吸收牵引接触网富余电能；充放电监测控制装置能够控制电池簇的充放电过程、能监测电池簇的温度、电压和电流数据，也能根据电池簇温度和舱体内部湿度来控制空调的工作状态；电池簇由若干个能够充放电的碳酸锂电池箱组成。

本发明的技术特征还在于，

空调的主机安装在舱体内部，空调的散热风机安装在舱体外侧，主机与散热风机通过冷媒管连通。

舱体上不设百叶窗、通气孔，为密闭的腔体，储能舱内电池簇散热是通过设在舱体外壁上的空调散热风机进行散热。

舱体外壁上设置有用于安装散热风机的三角架。

充放电监测控制装置包括电池管理系统bms。

本发明的有益效果是，

(1)通过电池簇吸收牵引接触网的富余或有害电能，改善牵引接触网电能质量，提高电力系统稳定性；

(2)在电力机车起动或爬坡时，需要额外的电能驱动电力机车，电池簇可在短时间内向牵引接触网释能，补充其所需电能，促进了可再生能源的应用，也提高了系统运行稳定性，对实现节能减排降耗具有重要的现实意义；

(3)电池簇采用钛酸锂电池，碳酸锂电池具有刀刺、枪击、火烧等情况下不爆炸、不燃烧的特性，钛酸锂电池也具有充放电倍率大，电池寿命长的特性，能很好适应牵引接触网富余电能短时、大电流特性；

(4)通过采用密闭的储能舱体，储能舱内电池簇及其它设备散热是通过设在集装箱外壁上的空调散热风机进行，充放电监测控制装置根据电池簇的温度控制空调的工作状态、也通过空调准确的控制储能舱内的温湿度，能很好的保证储能舱的防水防潮性能，也能很好的满足电池簇对温度和湿度的要求，保证储能舱的输出功率稳定，延长储能舱的使用寿命。

附图说明

图1是本发明铁路电站用钛酸锂储能舱的结构示意图；

图2是本发明实施例中储能舱的使用状态示意图。

图中，1.电池簇，2.充放电监测控制装置，3.空调，4.舱体，5.电缆组件，6.电流电压变换装置，7.牵引接触网，8.电力机车，9.固定架，11.碳酸锂电池箱，31.主机，32.散热风机，33.冷媒管，51.电缆组件a，52.电缆组件b。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明的一种铁路电站用钛酸锂储能舱，参照图1和图2，本发明应用于铁路储能电站系统，本发明包括电池簇1、充放电监测控制装置2、空调3、舱体4，电池簇1通过固定架9安装在舱体4内部，充放电监测控制装置2安装在舱体4内部并与电池簇1有电路连接。

由碳酸锂电池组成的电池簇1具有大倍率吸收和释放电能的能力，同时还具有电流过大、电压过高、电池温度过高及受到剧烈撞击情况下不爆炸的特性，能适应牵引接触网7短时间内吸收和释放电能的特性，也能保证储能电站的运行安全。

充放电监测控制装置2通过对电池簇1的温度及舱体4内湿度监测，能够控制空调3进行制冷和除湿工作。当电池簇1温度过高时，充放电监测控制装置2起动空调3进行制冷工作，当电池簇1温度降到允许温度值是制冷结束；当舱体4湿度超过允许值时，充放电监测控制装置2起动空调3进行除湿工作，当舱体4内湿度降到允许值时除湿结束。

电池簇1由多组能够充放电的碳酸锂(li4ti5o12)电池箱11组成，电池单体之间采用并联方式组成一个电池箱、电池箱采用串联方式组成一个电池簇1单元，通过这种组合满足电池簇充放电电压和电流的需求。

舱体上不设百叶窗、通气孔，为密闭的腔体。空调3的主机31安装在舱体4内部，空调3的散热风机32安装在舱体4的外壁上，主机31与散热风机32通过冷媒管33连通。

舱体4外壁上固定有用于安装散热风机32的三角架。

舱体4为密闭的腔体，舱体为集装箱，长度可根据需要定制、宽为2438mm，高为2896mm。

充放电监测控制装置2包括电池管理系统bms和控制电器。

使用本发明铁路电站用钛酸锂储能舱过程中，电流电压变换装置6及牵引接触网7之间通过电缆组件5连接，电缆组件5包括电缆组件a51和电缆组件b52，当电力机车8制动时向牵引接触网7反馈电能，造成牵引接触网7短时间内电压过高，牵引接触网7通过电缆组件a52将电能传输给电流电压变换装置6，电流电压变换装置6通过电缆组件b51将牵引接触网7传递来的电能进行电流和电压变换后传递给电池簇1，充放电监测装置2对电流变换装置6传递来的电能状态、电池簇的温度、电池簇的电量饱和度及电压状态进行监测，根据监测情况控制电池簇1吸收电能进行充电。当电力机车8启动或爬坡时会过度吸收牵引接触网7电能，造成牵引接触网7短时间内电压过低，此时充放电监测装置2控制电池簇1通过电缆组件b51对电流电压变换装置6释放电能，电流电压变换装置6对电池簇1释放的电能进行电流和电压变换后通过电缆组件a52传输给牵引接触网7，以补充牵引接触网7因电力机车起动或爬坡引起的电能损失，平衡牵引电力系统电能。在回收电能的同时，不仅能改善牵引接触网7电能质量，还能提高牵引电力系统稳定性，保护与牵引接触网7连接的电器设备安全。