应急牵引蓄电池箱总成的制作方法

本实用新型涉及一种轨道电池供电设备，具体涉及一种应急牵引蓄电池箱总成。

背景技术：

目前在轨道车辆车下设备领域，采用的蓄电池箱分为动力蓄电池箱和辅助蓄电池箱两类，前者是为轨道车辆提供牵引电源，后者则是提供辅助电源。就使用的蓄电池类型而言两者目前均以使用铅酸电池为主，铅酸电池应用比较成熟，有价格低、生产工艺简单和维护成本低的优点。现有的轨道车辆应急牵引蓄电池箱绝大部分采用的就是铅酸电池，主要是在车辆段和运行过程中遭遇弓网故障突然断电的情况下使用。

由于现有轨道车辆牵引蓄电池箱采用的是铅酸电池，所以铅酸电池具有的如：循环使用寿命短、能量密度低、充放电电能效率低、体积和重量大、生产过程和废弃后对环境的污染等这些缺陷它全都有，而且检修也非常不方便。由于轨道车辆车为了达到最好的经济速度，一般都有轻量化要求，而且车下设备比较紧凑，故而给予牵引蓄电池箱的安装空间是非常有限的。同时由于应急牵引蓄电池箱是在车辆段和运行过程中遭遇弓网故障突然断电的情况下使用，一般都会要求在AW3的载荷状态下牵引不少于2km的距离，因此需要应急牵引蓄电池箱存储更多的电能，如果仍然采用铅酸电池，会导致应急牵引蓄电池箱的重量和体积都很大，这在列车的设计过程中是非常不利的，而且很难给应急牵引蓄电池箱分配这么大的重量和空间。所以寻找一种能量密度高新型的应急牵引蓄电池箱非常有必要。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种适于提供高密度电池能量的应急牵引蓄电池箱总成。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种应急牵引蓄电池箱总成，包括：蓄电池箱体，以及位于该蓄电池箱体内的锂电池模组、电池管理系统；其中所述锂电池模组和/或电池管理系统适于通过相应托盘机构从蓄电池箱体中抽出或推入。

进一步，所述蓄电池箱体内还设有温度控制单元，所述温度控制单元适于通过紧固件固定在独立的温度控制单元腔体内；以及位于温度控制单元腔体的外侧面上设有百叶窗门，以适于温度控制单元进行气体交换。

进一步，所述蓄电池箱体设有适于托盘机构对于的箱门，且通过前、后限位装置将托盘机构固定在蓄电池箱体内；所述托盘机构包括：用于放置锂电池模组或电池管理系统的托盘支架；所述蓄电池箱体与托盘支架之间设有适于抽拉的导轨；所述托盘支架两侧分别设有过渡桥和拉杆机构；若将锂电池模组抽出，即打开箱门，在解锁前限位装置后，打开折叠的过渡桥，且拉杆机构伸直；若将锂电池模组或电池管理系统推入蓄电池箱体后，通过前限位装置将托盘支架锁止。

进一步，所述托盘机构还包括：并排设置的滚轮、在托盘支架前后部均设置有缓冲器，以及位于托盘支架前部还设置有卡簧机构。

进一步，所述前限位装置包括：把手、止挡块和转轴孔；所述前限位装置通过转轴孔安装在蓄电池箱体前端设置的转轴上，并通过紧固件固定；当锂电池模组或电池管理系统推入蓄电池箱体后，通过把手将前限位装置旋转至卡簧机构处，通过卡簧锁住把手，即对托盘支架进行锁止。

进一步，所述后限位装置安装在蓄电池箱体内侧托盘中心线位置；

所述后限位装置包括支架、位于该支架底部的弹性压块，且所述支架固定于蓄电池箱体内侧的隔板上，其中当托盘机构推入蓄电池箱体后，托盘机构的后部与弹性压块相抵，以限制其上下位移；以及位于托盘支架后部的缓冲器与箱体内侧的隔板相抵，以限制其横向位移。

进一步，所述温度控制单元为一适于自动调节温度的热交换器，其冷却液通过导管与锂电池模组中各锂电池模块的冷却管路接口相连，并由一水泵驱动液体流动，以带走热量；所述温度控制单元的风扇从百叶窗门抽进冷却空气，以带走热交换器热量，并从另一百叶窗门排出热空气；并且所述温度控制单元自带液位传感器，当液位低于警戒值时发出警报；并且，所述应急牵引蓄电池箱总成还包括排气系统，所述排气系统设置在蓄电池箱体一侧，用于废气的排放和泄压。

进一步，所述托盘机构还设有拖链，所述拖链适于对各锂电池模块对应的冷却管路和相应线缆进行限位；所述蓄电池箱体内分割的各空间内壁均设置有隔热层，所述隔热层适于采用隔热海绵，且厚度不小于25mm；以及所述蓄电池箱体在至少一处设有观察窗板。

进一步，所述锂电池模组通过电池组控制器与外部系统相连；电池组控制器与锂电池模组之间的通讯使用CAN信号，与列车控制系统的通讯时，由电池组控制器转换为MVB信号。

进一步，所述箱门上设置有压缩锁，该箱门外侧面设有碰锁，以及箱门通过铰链与蓄电池箱体相连；并且位于箱门外侧面还设有门把手和警示牌安装板。

本实用新型的有益效果是，本应急牵引蓄电池箱总成改善了轨道车辆应急牵引蓄电池箱的实用性和适用性，特别是进行轻量化和外形缩小后，不但在低速列车(如：地铁、轻轨)可以广泛应用，同时在高速列车(如：动车和高铁)也有了使用前景。由于锂电池的高能量密度特性，使得轨道车辆应急牵引蓄电池箱能储存更多的电能，在列车运行过程中一旦发生供电故障，该系统就能实现大运量和远距离的牵引。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型方案的示意图；

图2是本实用新型方案隐藏顶板的示意图；

图3是百叶窗门侧箱体示意图；

图4是托盘机构的组装示意图；

图5是前限位装置的结构示意图；

图6是后限位装置的结构示意图。

图中：应急牵引蓄电池箱总成1、蓄电池箱体2、温度控制单元腔体21、吊装座22、线槽23、隔板24、锂电池模组3、锂电池模块31、冷却管路接口32、电池管理系统4、温度控制单元5、托盘机构6、滚轮61、前后缓冲器62、卡簧机构63、导轨7、前限位装置8、把手81、止档块82、转轴孔83、后限位装置9、支架91、弹性压块92、隔热层10、排气系统11、百叶窗门12、接口安装板13、观察窗板14、箱门15、压缩锁151、碰锁152、铰链153、警示牌安装板154、门把手155、托盘支架16、过渡桥161、拉杆机构162、拖链17。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

现在结合附图对实用新型进一步的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

本应急牵引蓄电池箱总成抛弃传统的铅酸电池为基础的设计方案，以锂电池为基础设计出包括：铝制的蓄电池箱体2、锂电池模组、电池管理系统、温度管理系统和其他构件组成的系统方案，该方案具有：体积和重量小、循环使用寿命长、能量密度高、充放电电能效率高、环保、安全可靠和检修方便等特点。

如图1和图2所示：本实施例提供了一种应急牵引蓄电池箱总成适于安装在轨道车辆车架下面，属于车下设备。

所述应急牵引蓄电池箱总成包括：蓄电池箱体2、以及位于该蓄电池箱体内的锂电池模组3、电池管理系统4；其中所述锂电池模组和/或电池管理系统适于通过相应托盘机构从蓄电池箱体中抽出或推入。

进一步，所述应急牵引蓄电池箱总成还包括：温度控制单元5、导轨7、前限位装置8、后限位装置9、隔热层10、排气系统11、百叶窗门12、接口安装板13、观察窗板14、箱门15、位于托盘机构6内托盘支架16和拖链17。

对应结构部分，应急牵引蓄电池箱总成1的装配关系和工作方式如下：锂电池模组3、电池管理系统4均安装在相应托盘支架16上，通过导轨7推入蓄电池箱体，并通过前限位装置8和后限位装置9将托盘机构6固定在蓄电池箱体内；温度控制单元5是通过紧固件固定在蓄电池箱体中独立的温度控制单元腔体21内；除温度控制单元5腔体外，蓄电池箱体内其他空间内壁均设置有隔热层10，且包括箱门15和观察窗板14内侧；排气系统11设置在蓄电池箱体一侧，用于废气的排放和泄压；百叶窗门12安装在温度控制单元腔体21外侧两个面上，便于温度控制单元5的气体交换；接口安装板13安装在靠近电池管理系统4的蓄电池箱体外侧；所述观察窗板14例如但不限于设置三处，其中两处在蓄电池箱体顶部，一处靠电池管理系统4的蓄电池箱体外侧。箱门15与托盘机构6的数量对应，在本实施例中共三扇，其中两扇安装在靠锂电池模组3的蓄电池箱体外侧，另一扇安装在靠电池管理系统4的蓄电池箱体外侧；托盘支架16固定分别固定在三扇箱门15上，用于托盘机构6抽出检修锂电池模组3时起支撑作用；拖链17保证托盘机构6推拉时相关电缆和冷却管路在固定的轨迹上移动。

如图2所示：应急牵引蓄电池箱总成1通过蓄电池箱体上设置有八个吊装座22安装到车体下面；蓄电池箱体顶板下沿设置有两处线槽23则是用于动力电缆、控制电缆和冷却管路的走线和固定。

如图2所示：锂电池模组3例如但不限于采用三个锂电池模块31，锂电池模块31设置有动力电缆接口、信号电缆接口和冷却管路接口32；一套应急牵引蓄电池箱总成例如但不限于设置有两套锂电池模组3，通过紧固件安装在托盘机构6上。

如图2所示：电池管理系统4用于管理锂电池模组3，锂电池模组3通过电池组控制器与外部系统相连；电池组控制器与锂电池模组3之间的通讯使用CAN信号，与列车控制系统的通讯时，由电池组控制器转换为MVB信号(多功能车辆总线)；所有锂电池模组3的信息都由电池组控制器处理并接受外部命令，一旦检测到风险，将立即执行既定的安全措施。

如图2和图3所示：温度控制单元5是一个可以自动调节温度的热交换器，例如但不限于气-液热交换器；冷却液通过导管与六个锂电池模块31的冷却管路接口32相连，然后由一台小型水泵驱动液体流动带走锂电池模块31的热量。温度控制单元5的风扇从应急牵引蓄电池箱总成的一侧的百叶窗门12抽进空气，气流经过热交换器带走热量，然后从相邻一侧百叶窗门12流出。气-液热量通过该单元内的压缩机/蒸发器回路进行交换，该回路可以自动切换制冷和制热两种模式。温度控制单元5自带液位传感器，当液位低于规定值时会发出警报通知用户。

优选的，如图2所示：隔热层10选用隔热海绵或其他起到类似效果的材料，厚度不小于25mm。能很好的起到箱体内侧温度不受外部环境影响的作用。

可选的，如图2所示：排气系统11和蓄电池箱体相连部分上下均采用铝管焊接，中段采用高强度橡胶管，通过扎箍固定上下两端形成软连接。

优选的，如图3所示：百叶窗门12通过冲压成型，设计有足够满足出风量要求的窗口大小和百叶窗数量。

进一步，如图2所示：接口安装板13用于葛兰和连接器的安装，是应急牵引蓄电池箱总成和车体电气连接的接口板；其背部设置有密封胶条，以满足蓄电池箱体的密封要求；接口安装板13通过相应紧固件和蓄电池箱体连接。

如图1和图3所示：观察窗板14的背部也设置有密封胶条，以满足蓄电池箱体的密封要求；观察窗板14通过紧固件和蓄电池箱体连接。

如图1所示：箱门15上设置有压缩锁151、碰锁152、铰链153、警示牌安装板154、门把手155，分别用于箱门的锁紧、防松、旋转、警告和方便打开。

如图2所示，托盘机构还包括过渡桥161和拉杆机构162；所述导轨7、过渡桥161构成了托盘机构6进出箱体的轨道；托盘支架16安装在箱门15内侧，打开箱门15后由于拉杆机构162的作用，托盘支架16上的导轨7和箱体内导轨7处于同一水平面上，解除托盘机构6的前限位装置8，然后打开折叠的过渡桥161，托盘机构6就可以自由的抽出箱体，推入的动作与上述动作相反。

如图4所示，托盘机构6设置有六个滚轮61，并设置有前后缓冲器62以及卡簧机构63。

如图5所示，前限位装置8包括把手81、止档块82和转轴孔83；前限位装置8通过转轴孔83安装在蓄电池箱体前端设置的转轴上，并通过紧固件固定，当安装有锂电池模组3或电池管理系统4的托盘机构6推入蓄电池箱体后，通过把手81将前限位装置8旋转至卡簧机构63处，通过卡簧锁住把手81，此时止档块82和缓冲器限制了托盘机构6的Y向(横向)位移，同时止档块82和卡簧机构63限制了托盘机构6的Z向位移，实现托盘机构6的前部限位功能。

如图6所示，后限位装置9包括支架91和弹性压块92，支架91采用铝板焊接而成；弹性压块92采用橡胶或者尼龙等非金属材料具有一定的柔软度；支架91和弹性压块92例如但不限于通过螺栓连接；后限位装置9安装在蓄电池箱体内侧托盘机构6中心线正上方，当安装有锂电池模组3或电池管理系统4的托盘机构6推入蓄电池箱体后，托盘机构6后部平面和弹性压块92的表面相抵，限制Z向(上下)位移，托盘机构6后部缓冲器与箱体内侧隔板24接触限制Y向(横向)位移，实现托盘机构6的后部限位功能。

通过所述前限位装置8和后限位装置9对应急牵引蓄电池箱总成1进行全方位限位，能有效改善锂电池模组3在箱体内的限位效果，同时也改善了可维护性，进而提高整个轨道车辆蓄电池箱的使用寿命。

应急牵引蓄电池箱总成1的电气控制，应急牵引蓄电池箱总成1的工作原理简述如下：通过动力电缆和信号电缆将六个锂电池模块31串联起来，然后与电池管理系统4连接，通过电池管理系统4再与列车连接；由于本应急牵引蓄电池箱总成1采用的是水冷方式，其对锂电池模组3的温度控制是通过温度控制单元5实现的。通过电池管理系统4和温度控制单元5有效运行，可以使应急牵引蓄电池箱总成输出稳定的充放电功能，进一步延长了锂电池模组3的使用寿命。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。