一种用于机车车辆锂电池储能系统的控制电源柜的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于机车车辆锂电池储能系统的控制电源柜，包括输入滤波模块、110V模块、24V模块、监控模块、机车车辆配电模块；所述110V模块、24V模块的RS-485通讯口并联连接至监控模块RS-485通讯口，形成以监控模块为中心的RS-485通讯网络，确保各模块间运行状态、模块运行参数设置等数据实时交互。还包括机车车辆电器负载切换开关和保护器件、电池管理采集模块和锂电池组。所述监控模块集电源管理、电池管理为一体。本实用新型主要用于铁路机车车辆：110V电器负载供电、24V电器负载供电、锂电池组充电、锂电池充放电管理、机车车辆库内充电转换、输出电源和机车车辆电器负载切除和保护。
【专利说明】—种用于机车车辆锂电池储能系统的控制电源柜
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及锂电池储能系统【技术领域】，尤其是一种用于机车车辆锂电池储能系统的控制电源柜，主要用于铁路机车车辆:110V电器负载供电、24V电器负载供电、锂电池组充电、锂电池充放电管理、机车车辆库内充电转换、输出电源和机车车辆电器负载切除和保护。
【背景技术】
[0002]目前，铁路机车车辆上使用的控制电源柜IlOV电源输入侧故障率高、输出电压纹波大、模块间均流特性差、不具备锂电池管理功能、技术冗余性差，上述技术缺陷导致原有机车车辆上的控制电源柜不适合应用于机车车辆锂电池储能系统，因此有必要研究一种用于机车车辆锂电池储能系统的控制电源柜。
[0003]经检索，现有技术中，申请号为201310053834.4的发明公开了一种电力系统中锂电池储能式直流电源控制系统，包括接入切换单元、储能斩波单元、电池均衡器、双向逆变器、储能锂电池组及系统控制器，所述接入切换单元的一路控制接点依次与双向逆变器、用电切换单元相连，用电切换单元分别与供电网、用电负载及系统控制器相连；系统控制器中的系统电脑通过Profibus-DP及Modbus现场总线分别与接入切换单元、双向逆变器、储能斩波单元、电池均衡器、电池温度检测单元及用电切换单元相连构成网络智能控制系统。申请号为201110208988.7的发明公开了一种变电站用直流电源系统及其控制方法，系统包括集中监控模块、直流操作电源模块、UPS电源模块、逆变电源模块、通信电源模块和磷酸铁锂储能模块。直流电源系统的各个模块通过继电开关接入公共直流母线，并每种模块采用多子模块并联到公共直流母线的方式实现冗余备份。直流电源系统的模块都通过CAN通信总线与集中监控模块相连，集中监控模块收集每个模块的运行状态信息，并对系统的各个模块进行统一管理，通过智能的协调控制对电池实现浅充浅放，并实现电池的在线自动维护。申请号为201310032677.9的发明公开了一种车载电源机柜的两级智能控制系统及其实现方法，控制系统包括控制组合、为系统供电的交流电与蓄电池组、控制面板及直供组合、逆变组合和充电组合。控制组合为主控单元，负责收集和转发各组合信息，并通过控制面板实现状态显示及操作。各组合自主控制、独立工作。控制组合包括主控制器，与主控制器连接的按键、交流检测模块、温度检测模块、状态显示模块、温度显示模块、固态控制模块和通信接口转换模块。本系统的方法主要针对控制组合主程序、输出控制子程序、状态检测子程序和串行通信子程序等进行编程实现。以上现有技术，都不是针对机车车辆锂电池储能系统的控制电源柜，不能为铁路机车车辆提供IlOV电器负载供电、24V电器负载供电、锂电池组充电、锂电池充放电管理、机车车辆库内充电转换、输出电源切除。
【发明内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种用于机车车辆锂电池储能系统的控制电源柜，其能实现为铁路机车车辆提供IlOV电器负载供电、24V电器负载供电。[0005]本实用新型的技术方案是:所述用于机车车辆锂电池储能系统的控制电源柜包括输入滤波模块、IlOV模块、24V模块和机车车辆配电模块；所述IlOV模块连接输入滤波模块，所述机车车辆配电模块连接IIOV模块，所述24V模块连接IIOV模块和机车车辆配电模块。
[0006]所述输入滤波模块，用于抑制机车车辆输入电源有害谐波；
[0007]所述IlOV模块，采用稳压方式，将三相交流440V电源变为直流IlOV电源，为机车车辆电器负载和锂电池组提供IlOV电源；
[0008]所述24V模块，采用稳压方式，将机车车辆上的直流IlOV电源变为直流24V电源，为应急灯、仪表等设备提供电源；
[0009]所述机车车辆配电模块，用于对输出电的配电，实现机车车辆库内充电转换、输出电源总切除等功能，并将IIOV直流控制电源和直流24V控制电源分别送往机车车辆上的各种电器设备。
[0010]所述用于机车车辆锂电池储能系统的控制电源柜还包括监控模块；所述IlOV模块、24V模块的RS-485通讯口并联连接至监控模块的RS-485通讯口，形成以监控模块为中心的RS-485通讯网络。所述监控模块，用于对锂电池组、IlOV模块、24V模块实时管理，确保锂电池组和机车负载安全、可靠工作。
[0011]所述输入滤波模块包括位于交流输入侧的谐波滤波器。
[0012]所述用于机车车辆锂电池储能系统的控制电源柜采用软、硬件自主均流，通过监控模块调节各模块输出电流，实现各模块自主均流；所述控制电源柜各模块采用模块化系统集成方法集成。
[0013]还包括集成在机车车辆配电模块的机车车辆110V、24V机车车辆电器负载切换开关和保护器件。
[0014]所述IlOV模块和24V模块均采用稳压方式变压供电。
[0015]还包括电池管理采集模块和锂电池组，所述监控模块与电池管理采集模块实时数据交互，将锂电池组采集到的数据转换给监控模块，实现闭环控制管理。
[0016]所述监控模块包括电源管理和电池管理系统，所述监控模块集电源管理、电池管理为一体，所述电源管理通过各模块RS-485并接形成电源模块网络化控制，电池管理通过与电池组采集模块通讯实时监控电池单体电压、温度。
[0017]控制电源柜内部IIOV模块、24V模块两种模块的RS-485通讯口并联连接至监控模块RS-485通讯口，形成以监控模块为中心的RS-485通讯网络，确保各模块间运行状态、模块运行参数设置等数据实时交互；监控模块CAN2.0与电池管理采集模块实时数据交互，将锂电池组CAN2.0采集到的数据转换给监控模块，实现闭环控制管理，确保机车车辆电器安全、稳定运行和锂电池组安全充放电。
[0018]本实用新型主要用于为铁路机车车辆提供IlOV电器负载供电、24V电器负载供电、锂电池组充电、锂电池充放电管理、机车车辆库内充电转换、输出电源和机车车辆电器负载切除和保护。
[0019]本实用新型的优点在于:
[0020]1、交流输入侧增加谐波滤波器，专用于抑制机车车辆输入电网谐波，解决了 IlOV输入侧过压、过流而带来的故障；[0021]2、控制电源柜具备为机车车辆负载提供供电电源的功能；
[0022]3、控制电源系统采用软、硬件自主均流，解决模块间均流特性差的问题；
[0023]4、控制电源柜配备电池管理系统，有效管理锂电池组充放电；
[0024]5、控制电源柜模块具备良好的技术冗余特性；当监控模块出现故障退出管理或电源模块与监控模块通讯中断时，电源模块工作应不受影响；
[0025]6、控制电源柜各模块采用模块化系统集成方法；系统根据各模块特性，实行功能模块化、结构模块化；
[0026]7、监控模块集电源管理、电池管理为一体。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是本实用新型用于机车车辆锂电池储能系统的控制电源柜工作原理示意图。【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对实用新型作进一步说明。
[0029]如图1所示，所述用于机车车辆锂电池储能系统的控制电源柜包括输入滤波模块、IlOV模块、24V模块、监控模块、机车车辆配电模块。在机车三相440V交流电输入侧增加谐波滤波器，并采用模块化系统集成方法集成输入滤波模块。所述IlOV模块、24V模RS-485通讯口并联后连接到监控模块。
[0030]当机车三相440V交流电输入时，通过输入滤波模块抑制机车车辆输入电源有害谐波；通过Iiov模块，采用稳压方式，将三相交流440V电源变为直流IlOV电源，为机车车辆电器负载和锂电池组提供IlOV电源；通过24V模块，采用稳压方式，将机车车辆上的直流IlOV电源变为直流24V电源，为应急灯、仪表等设备提供电源。通过监控模块，对锂电池组、IlOV模块、24V模块实时管理，确保锂电池组和机车负载安全、可靠工作；通过机车车辆配电模块，对输出电的配电，实现机车车辆库内充电转换、输出电源总切除等功能，并将IIOV直流控制电源和直流24V控制电源通过柜门上的开关分别送往机车车辆上的各种电器设备。
[0031]控制电源柜内部IIOV模块、24V模块两种模块的RS-485通讯口并联连接至监控模块RS-485通讯口，形成以监控模块为中心的RS-485通讯网络，确保各模块间运行状态、模块运行参数设置等数据实时交互；监控模块CAN2.0与电池管理采集模块实时数据交互，将锂电池组CAN2.0采集到的数据转换给监控模块，实现闭环控制管理，确保机车车辆电器安全、稳定运行和锂电池组安全充放电。
[0032]本实用新型将机车车辆110V、24V机车车辆电器负载切换开关和保护器件集成在控制电源柜机车车辆配电模块部分。所述用于机车车辆锂电池储能系统的控制电源柜具备给机车车辆负载电器提供电源、切换和保护功能。
[0033]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于机车车辆锂电池储能系统的控制电源柜，其特征是，包括输入滤波模块、1lOV模块、24V模块和机车车辆配电模块；所述1lOV模块连接输入滤波模块，所述机车车辆配电模块连接1lOV模块，所述24V模块连接1lOV模块和机车车辆配电模块。
2.根据权利要求1所述的用于机车车辆锂电池储能系统的控制电源柜，其特征是，还包括监控模块；所述110V模块、2价模块的1?-485通讯口并联连接至监控模块的1?-485通讯口，形成以监控模块为中心的RS-485通讯网络。
3.根据权利要求1所述的用于机车车辆锂电池储能系统的控制电源柜，其特征是，所述输入滤波模块包括位于交流输入侧的谐波滤波器。
4.根据权利要求1所述的用于机车车辆锂电池储能系统的控制电源柜，其特征是，还包括集成在机车车辆配电模块的机车车辆110V、24V机车车辆电器负载切换开关和保护器件。
5.根据权利要求1所述的用于机车车辆锂电池储能系统的控制电源柜，其特征是，还包括电池管理采集模块和锂电池组。
6.根据权利要求2所述的用于机车车辆锂电池储能系统的控制电源柜，其特征是，所述监控模块包括电源管理和电池管理系统。
【文档编号】H02J7/02GK203522292SQ201320678323
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年10月31日 优先权日:2013年10月31日
【发明者】谢成昆 申请人:株洲高新技术产业开发区壹星科技有限公司