一种用于储能式轨道交通车辆的地面充电站的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于储能式轨道交通车辆的地面充电站，包括:高压配电柜、变压器、充电装置、上网隔离开关柜和接触网，上网隔离开关柜的输入端和输出端之间的电路上设有开关装置，上网隔离开关柜的输入端与充电装置的输出端电连接；接触网的输入端与上网隔离开关柜的输出端电连接，且当储能式轨道交通车辆停在站内时，接触网的输出端与储能式轨道交通车辆的储能电源电连接；高压配电柜、变压器、充电装置、上网隔离开关柜及接触网均设置于站内。如此设置，本实用新型提供的用于储能式轨道交通车辆的地面充电站，其能够有效降低轨道交通车辆的自重，并能够有效提高轨道交通车辆的空间利用率。
【专利说明】—种用于储能式轨道交通车辆的地面充电站
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及充电设备【技术领域】，尤其涉及一种用于储能式轨道交通车辆的地面充电站。
【背景技术】
[0002]储能式轨道交通车辆是一种设置有储能电源的轨道车辆，利用轨道车辆的储能电源可以储存用于牵引动力的电能。储能式轨道交通车辆适用于频繁起停的城市交通，并且无需架设导线供电，与传统输电的轨道交通车辆相比，储能式轨道交通车辆可以节省传输线路的电能损耗。
[0003]储能式轨道交通车辆可以利用停站静止的时间在站内进行充电，在轨道交通车辆的站内设置地面供电站，利用车辆停站的时间，地面供电站可通过电网给车载的储能电源充电。当车辆离开充电区域时，储能电源释放电能，通过直流母线向牵引、照明、通风、通信等系统供电，保证车辆能在下一次停站充电之前安全、可靠地运行。
[0004]现有技术中，储能式轨道交通车辆虽采用了储能电源，取消了架空线，但是现有技术中的储能式轨道交通车辆的充电调压装置部分都设置在车辆上，充电调压装置与轨道交通车辆的储能电源电连接，当储能式交通车辆进入站内后，站内的高压配电装置与车辆上的充电调压装置相连接，通过车辆上的充电调压装置给储能式电源进行充电。
[0005]然而，由于现有技术中的储能式轨道交通车辆的充电调压装置设置在车辆上，导致车辆的自重过大，车辆运行耗能较多，且充电调压装置所占用的车辆空间较大，降低了车辆空间利用率。
[0006]因此，如何解决储能式轨道交通车辆自重较大和车辆空间利用率较低的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。
实用新型内容
[0007]本实用新型提供了一种用于储能式轨道交通车辆的地面充电站，其能够有效降低轨道交通车辆的自重，并能够有效提高轨道交通车辆的空间利用率。
[0008]本实用新型提供的一种用于储能式轨道交通车辆的地面充电站，包括:
[0009]具有输出端的高压配电柜；
[0010]具有输入端和输出端的变压器，所述变压器的输入端与所述高压配电柜的输出端电连接；
[0011]具有输入端和输出端的充电装置，所述充电装置的输入端与所述变压器的输出端电连接；
[0012]具有输入端和输出端的上网隔离开关柜，所述上网隔离开关柜的输入端和输出端之间的电路上设有开关装置，所述上网隔离开关柜的输入端与所述充电装置的输出端电连接；
[0013]具有输入端和输出端的接触网，所述接触网的输入端与所述上网隔离开关柜的输出端电连接，且当所述储能式轨道交通车辆停在站内时，所述接触网的输出端与所述储能式轨道交通车辆的储能电源电连接；所述高压配电柜、所述变压器、所述充电装置、所述上网隔离开关柜及所述接触网均设置于站内。
[0014]优选地，还包括箱体，所述箱体的内部空间通过隔板分隔为第一隔室、第二隔室和第三隔室，所述第一隔室、所述第二隔室和所述第三隔室均设有开关门；所述高压配电柜设置于所述第一隔室内，所述变压器设置于所述第二隔室内，所述充电装置和所述上网隔离开关柜设置于所述第三隔室内。
[0015]优选地，所述第二隔室的开关门与所述变压器之间设有网门，且所述第二隔室内设有用于控制所述变压器的跳闸回路导通和截止的行程开关；当所述网门处于关闭状态时，所述行程开关的触头受所述开关门的压制作用且所述跳闸回路处于截止状态；当所述网门处于打开状态时，所述行程开关的触头弹出，所述跳闸回路处于导通状态。
[0016]优选地，所述上网隔离开关柜包括用于给上行车辆充电的上行输出线路和用于给下行车辆充电的下行输出线路，所述开关装置包括设置于所述上行输出线路的上行开关装置和设置于所述下行输出线路的下行开关装置，所述接触网包括与所述上行输出线路相连接的上行接触网和与所述下行输出线路相连接的下行接触网。
[0017]优选地，所述上行输出线路与所述下行输出线路之间连接有熔断丝。
[0018]优选地，所述上行开关装置和所述下行开关装置均为接触器，所述地面充电站还包括用于感应上行车辆停止在站内的上行感应装置和用于感应下行车辆停止在站内的下行感应装置，所述上行感应装置与所述上行开关装置可通信地相连接，所述下行感应装置和所述下行开关装置可通信地相连接。
[0019]优选地，所述充电装置内设有整流调压模块。
[0020]优选地，所述隔板设有进出线孔，且所述进出线孔的四周包围有绝缘保护垫。
[0021]优选地，所述箱体的侧壁设有隔热层。
[0022]优选地，所述箱体的顶部设有吊环。
[0023]本实用新型提供的地面充电站，用于给储能式轨道交通车辆的储能电源进行充电，地面充电站的高压配电柜的输入端与高压线路相连接，输出端与变压器的输入端相连接，高压配电柜能够对充电站的总电路起到控制通断和保护的作用，变压器能够将电压转化为适合充电装置的电压，进而保证充电装置能够输出稳定的充电电压，充电装置的输出端与上网隔离开关柜的输入端相连接，当储能式轨道交通车辆进站停止后，上网隔离开关柜的开关装置闭合，充电装置通过上网隔离开关柜将电压输入至接触网；通常情况下，车辆上设有与储能电源电连接的受电弓，车辆进站停止后，站内的接触网与受电弓接触导通，进而充电装置能够通过上网隔离开关柜和接触网将电流充入至储能电源内，完成充电工作。由于本实用新型提供的地面充电站，其包括的高压配电柜、变压器、充电装置、上网隔离开关及接触网等用于给车辆储能电源充电的设备都设置在站内，相对于车载的用于给储能电源充电的设备，能够有效降低车辆的自重，并且能够有效节省车辆的有效空间。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为本实用新型【具体实施方式】中地面充电站的工作原理框图；
[0026]图2为本实用新型【具体实施方式】中箱体的主视结构示意图；
[0027]图3为本实用新型【具体实施方式】中箱体的左视结构示意图；
[0028]图4为本实用新型【具体实施方式】中箱体的内部布局结构示意图；
[0029]图5为本实用新型【具体实施方式】中上网隔离开关柜的原理示意图；
[0030]图6为本实用新型【具体实施方式】中隔板结构示意图；
[0031]图7为本实用新型【具体实施方式】中行程开关处于断开状态时示意图；
[0032]图8为本实用新型【具体实施方式】中行程开关处于导通状态时示意图；
[0033]图1-图 8 中:
[0034]闻压配电柜一11、变压器一12、充电装置一13、上网隔尚开关柜一14、箱体一15、隔板一 16、第一隔室一 17、第二隔室一 18、第三隔室一 19、开关门一 20、进出线孔一 21、绝缘保护垫一22、隔热层一23、吊环一24、网门一25、行程开关一26、上行输出线路一27、下行输出线路一 28、上行开关装置一 29、下行开关装置一 30、熔断丝一 31。
【具体实施方式】
[0035]本【具体实施方式】提供了一种用于储能式轨道交通车辆的地面充电站，其能够有效降低轨道交通车辆的自重，并能够有效提高轨道交通车辆的空间利用率。
[0036]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0037]请参照图1，图1为本实用新型【具体实施方式】中地面充电站的工作原理框图。
[0038]本【具体实施方式】提供的地面充电站，用于给储能式轨道交通车辆的储能电源进行充电，地面充电站包括用于控制总电路通断和对总电路具有保护作用的高压配电柜11、用于转化电压的变压器12、用于给车辆的储能电源进行充电的充电装置13、上网隔离开关柜14及接触网(图中未示出)。
[0039]其中，高压配电柜11的输入端与高压线路电连接，其输出端与变压器12的输入端电连接，变压器12能够将电压转化为适合充电装置13的电压，进而保证充电装置13能够输出稳定的充电电压，充电装置13的输出端与上网隔离开关柜14的输入端电连接，当储能式轨道交通车辆进站停止后，上网隔离开关柜14的开关装置闭合，充电装置13通过上网隔离开关柜14将充电电压输入至接触网。
[0040]需要说明的是，通常情况下，车辆上设有与储能电源电连接的受电弓，车辆进站停止后，站内的接触网与受电弓接触导通，进而充电装置13能够通过上网隔离开关柜14和接触网将电流充入至储能电源内，完成充电工作。
[0041]由于本【具体实施方式】提供的地面充电站，其包括的高压配电柜11、变压器12、充电装置13、上网隔离开关柜14及接触网等用于给车辆储能电源充电的设备都设置在站内，相对于车载的用于给储能电源充电的设备，能够有效降低车辆的自重，并且能够有效节省车辆的空间。
[0042]请参考图2-图4，本【具体实施方式】的优选方案中，地面充电站还可以包括用于容纳上述高压配电柜11、变压器12、充电装置13及上网隔离开关柜14的箱体15，箱体15的内部空间可通过隔板16分隔为第一隔室17、第二隔室18和第三隔室19。
[0043]其中，第一隔室17用于容纳高压配电柜11，第二隔室18用于容纳变压器12，第三隔室19用于容纳充电装置13和上网隔离开关柜14，第一隔室17、第二隔室18和第三隔室19均设有开关门20。如此设置，将箱体15通过隔板16分隔为多个功能区，每个功能区的功能清楚明确，且能够避免因线路过多而导致维护检修困难的问题。
[0044]需要说明的是，为了能够将各个功能区的线路串在一起，可在上述隔板16上设置有进出线孔21，如图6所示。如此设置，线路可通过隔板16上的进出线孔21将各个功能区串接在一起。
[0045]优选地，进出线孔21的四周包围有绝缘保护垫22，即在进出线孔21的侧壁和外边缘处包围有绝缘保护垫22，该绝缘保护垫22能够防止线路与硬性的进出线孔21的侧壁和边缘部位出现磨损的问题，而且绝缘保护垫22具有绝缘作用，当线路破损时，在绝缘保护垫22的保护作用下，能够防止线路的电流传导至隔板16和箱体15，具有较好的安全防护作用。
[0046]此外，为了避免箱体15内的电气元件因受箱体15外部环境温度过热或过冷的影响而损坏或失去原有功能的问题，在箱体15的侧壁上可设有隔热层23，具体设置方式可如下所述:
[0047]箱体15的侧壁可由两层钢板构成，两层钢板之间形成夹层，在该夹层中可填充有隔热棉、隔热泡沫等隔热层23。如此设置，在隔热层23的作用下，箱体15内的电气元件受外界环境温度的影响较小，避免了电气元件因受外界环境温度的影响而损坏或性能受到干扰的问题。
[0048]另外，为了能够方便地移动地面充电站，在箱体15的顶部可设有吊环24，通过吊环24，起吊设备可方便地将箱体15吊起，进而可对箱体15进行移动。
[0049]本【具体实施方式】的另一优选方案中，第二隔室18的开关门20与变压器12之间可设有网门25，且第二隔室18内设有用于控制变压器12的跳闸回路导通和截止的行程开关26 ;当网门25处于关闭状态时，网门25压制于行程开关26的触头上，使行程开关26的触头被压入，如图7所示，行程开关26的触头受开关门20的压制作用，进而使跳闸回路处于截止状态，即变压器12不会跳闸，变压器的导电线路处于导通状态。
[0050]当网门25处于打开状态时，网门25与行程开关26的触头脱离，行程开关26的触头弹出，如图8所示，跳闸回路处于导通状态，变压器12跳闸，变压器的导电线路处于截止状态。
[0051]如此设置，当工作人员进入第二隔室18内进行检修维护等工作时，打开网门25时，变压器12即可自动跳闸断电，进而保障了工作人员的人身安全。
[0052]本【具体实施方式】提供的地面充电站，其上网隔离开关柜14可以包括用于给上行车辆充电的上行输出线路27和用于给下行车辆充电的下行输出线路28，开关装置可以包括设置于上行输出线路27的上行开关装置29和设置于下行输出线路28的下行开关装置30，如图5所示。接触网包括与上行输出线路27相连接的上行接触网(图中未示出)和与下行输出线路28相连接的下行接触网(图中未示出)。
[0053]需要说明的是，上述上行开关装置29用于控制上行输出线路27的导通或截止，当上行开关装置29处于闭合状态时，上行输出线路27处于导通状态，充电装置13即可通过上行输出线路27输出电能，进而对上行车辆的进行充电；同样，上述下行开关装置30用于控制下行输出线路28的导通或截止，当下行开关装置30处于闭合状态时，下行输出线路28处于导通状态，充电装置13即可通过下行输出线路28输出电能，进而对下行车辆的进行充电。
[0054]如此设置，无需在上行轨道和下行轨道的两侧设置分别给上行车辆和下行车辆进行充电的充电站，只需设置一个地面充电站，即可对上行车辆和下行车辆分别进行充电。
[0055]为了对上行输出线路27和下行输出线路28进行短路保护，在上行输出线路27与下行输出线路28之间可以连接有熔断丝31。当上行输出线路27或下行输出线路28出现短路的时候，熔断丝31即被熔断，进而可防止电气元件被烧坏的问题。
[0056]另外，为了方便地控制上行开关装置29和下行开关装置30的闭合和打开，上行开关装置29和下行开关装置30可以均为接触器。
[0057]而且，地面充电站还包括用于感应上行车辆停止在站内的上行感应装置和用于感应下行车辆停止在站内的下行感应装置，上行感应装置与上行开关装置29可通信地相连接，下行感应装置和下行开关装置30可通信地相连接。
[0058]当上行车辆或下行车辆进站停止后，上行感应装置或下行感应装置发出感应信号，并控制上行开关装置29或下行开关装置30闭合，充电装置13开始给储能电源充电；当上行车辆或下行车辆启动离站时，上行感应装置或下行感应装置发出感应信号，控制上行开关装置29或下行开关装置30断开，充电装置13停止对储能电源充电。如此设置，可实现上行开关装置29和下行开关装置30的自动闭合或打开，在节省人力资源的基础上，实现了开关装置的精确控制。
[0059]另外，本【具体实施方式】的优选方案中，充电装置13内可设有整流调压模块。通过整流调压模块，即具有多脉波整流功能和调压功能的模块，通过对多脉波进行整流，可有效提高功率因数，进而降低对电网的谐波污染。
[0060]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种用于储能式轨道交通车辆的地面充电站，其特征在于，包括: 具有输出端的高压配电柜； 具有输入端和输出端的变压器，所述变压器的输入端与所述高压配电柜的输出端电连接; 具有输入端和输出端的充电装置，所述充电装置的输入端与所述变压器的输出端电连接； 具有输入端和输出端的上网隔离开关柜，所述上网隔离开关柜的输入端和输出端之间的电路上设有开关装置，所述上网隔离开关柜的输入端与所述充电装置的输出端电连接；具有输入端和输出端的接触网，所述接触网的输入端与所述上网隔离开关柜的输出端电连接，且当所述储能式轨道交通车辆停在站内时，所述接触网的输出端与所述储能式轨道交通车辆的储能电源电连接；所述高压配电柜、所述变压器、所述充电装置、所述上网隔离开关柜及所述接触网均设置于站内。
2.如权利要求1所述的地面充电站，其特征在于，还包括箱体，所述箱体的内部空间通过隔板分隔为第一隔室、第二隔室和第三隔室，所述第一隔室、所述第二隔室和所述第三隔室均设有开关门；所述高压配电柜设置于所述第一隔室内，所述变压器设置于所述第二隔室内，所述充电装置和所述上网隔离开关柜设置于所述第三隔室内。
3.如权利要求2所述的地面充电站，其特征在于，所述第二隔室的开关门与所述变压器之间设有网门，且所述第二隔室内设有用于控制所述变压器的跳闸回路导通和截止的行程开关；当所述网门处于关闭状态时，所述行程开关的触头受所述开关门的压制作用且所述跳闸回路处于截止状态；当所述网门处于打开状态时，所述行程开关的触头弹出，所述跳闸回路处于导通状态。
4.如权利要求1所述的地面充电站，其特征在于，所述上网隔离开关柜包括用于给上行车辆充电的上行输出线路和用于给下行车辆充电的下行输出线路，所述开关装置包括设置于所述上行输出线路的上行开关装置和设置于所述下行输出线路的下行开关装置，所述接触网包括与所述上行输出线路相连接的上行接触网和与所述下行输出线路相连接的下行接触网。
5.如权利要求4所述的地面充电站，其特征在于，所述上行输出线路与所述下行输出线路之间连接有熔断丝。
6.如权利要求4所述的地面充电站，其特征在于，所述上行开关装置和所述下行开关装置均为接触器，所述地面充电站还包括用于感应上行车辆停止在站内的上行感应装置和用于感应下行车辆停止在站内的下行感应装置，所述上行感应装置与所述上行开关装置可通信地相连接，所述下行感应装置和所述下行开关装置可通信地相连接。
7.如权利要求1所述的地面充电站，其特征在于，所述充电装置内设有整流调压模块。
8.如权利要求2所述的地面充电站，其特征在于，所述隔板设有进出线孔，且所述进出线孔的四周包围有绝缘保护垫。
9.如权利要求2所述的地面充电站，其特征在于，所述箱体的侧壁设有隔热层。
10.如权利要求2所述的地面充电站，其特征在于，所述箱体的顶部设有吊环。
【文档编号】H02B1/46GK203398835SQ201320463718
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年7月31日 优先权日:2013年7月31日
【发明者】张伟先, 粟谦, 张彦林, 朱进, 胡润文, 柯建明, 董凯文, 文午, 赵颖, 陈恒谦 申请人:南车株洲电力机车有限公司