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原文传递纯电动轨道机车双支路动力电池高压并联系统及控制方法

专利名称：	纯电动轨道机车双支路动力电池高压并联系统及控制方法
摘要：	本发明公开了一种纯电动轨道机车双支路动力电池高压并联系统及控制方法，该系统包括第一动力电池、第二动力电池、正极高压箱和负极高压箱，第一动力电池和第二动力电池的正极分别电连接正极高压箱，第一动力电池和第二动力电池的负极分别电连接负极高压箱，并经过正极高压箱和负极高压箱的保护及分断后再电连接到中间直流回路。本发明能够实现两个充电支路直接并联供电，系统冗余度高，还能够有效的减小并联时产生的环流，能够实现自主均衡，提高动力电池寿命，保证动力电池两支路放电一致性，提高系统可靠性，同时，对高压系统元器件冲击小，元件寿命高。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	四川;51
申请人：	中车资阳机车有限公司
发明人：	李茹华;隆孝军;杨波;刘耕
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-01T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-08T00:00:00+0800
申请号：	CN201910705436.3
公开号：	CN110303943A
代理机构：	成都九鼎天元知识产权代理有限公司
代理人：	管高峰
分类号：	B60L58/18(2019.01);B;B60;B60L;B60L58
申请人地址：	641301 四川省资阳市雁江区晨风路六号
主权项：	1.一种纯电动轨道机车双支路动力电池高压并联系统，其特征在于，包括第一动力电池、第二动力电池、正极高压箱和负极高压箱，所述第一动力电池和第二动力电池的正极分别电连接正极高压箱，所述第一动力电池和第二动力电池的负极分别电连接负极高压箱，并经过正极高压箱和负极高压箱的保护及分断后再电连接到中间直流回路；所述第一动力电池和第二动力电池的正极和内部电路中均设置有带熔断器的维修开关(K0)。 2.根据权利要求1所述的一种纯电动轨道机车双支路动力电池高压并联系统，其特征在于，所述正极高压箱包括第一保护电路和第二保护电路，其中：所述第一保护电路包括第一维修开关(K1)、第一正极输出接触器(Kf1)、第一充电接触器(Kc1)、预充电接触器(Ky1)、预充电电阻(R1)、第一二极管(D1)，以及电池管理系统的第一主模块(BMS1)，所述第一维修开关(K1)的第一端和第一主模块(BMS1)电连接第一动力电池的正极，所述第一维修开关(K1)的第二端通过第一正极输出接触器(Kf1)电连接到中间直流回路正，所述第一维修开关(K1)的第二端还通过第一充电接触器(Kc1)电连接到外部的充电机正极，所述第一维修开关(K1)的第二端还依次通过正向设置的第一二极管(D1)、预充电接触器(Ky1)和预充电电阻(R1)电连接到中间直流回路正；所述第二保护电路包括第二维修开关(K2)、第二正极输出接触器(Kf2)、第二充电接触器(Kc2)、预投入接触器(Ky2)、预投入电阻(R2)、第二二极管(D2)，以及电池管理系统的第二主模块(BMS2)，所述第二维修开关(K2)的第二端和第二主模块(BMS2)电连接第二动力电池的正极，所述第二维修开关(K2)的第二端通过第二正极输出接触器(Kf2)电连接到中间直流回路正，所述第二维修开关(K2)的第二端还通过第二充电接触器(Kc2)电连接到外部的充电机正极，所述第二维修开关(K2)的第二端还依次通过正向设置的第二二极管(D2)、预投入接触器(Ky2)和预投入电阻(R2)电连接到中间直流回路正；所述第一保护电路的第一二极管(D1)的负极还电连接第二保护电路的第二二极管(D2)的负极。 3.根据权利要求2所述的一种纯电动轨道机车双支路动力电池高压并联系统，其特征在于，所述负极高压箱包括第三维修开关(K3)、第四维修开关(K4)、第一负极输出接触器(Kf3)、第二负极输出接触器(Kf4)、第三充电接触器(Kc3)和第四充电接触器(Kc4)，所述第一动力电池依次通过第三维修开关(K3)和第一负极输出接触器(Kf3)电连接到中间直流回路负，所述第一动力电池还依次通过第三维修开关(K3)和第三充电接触器(Kc3)电连接到外部的充电机负极；所述第二动力电池依次通过第四维修开关(K4)和第二负极输出接触器(Kf4)电连接到中间直流回路负，所述第二动力电池还依次通过第四维修开关(K4)和第四充电接触器(Kc4)电连接到外部的充电机负极。 4.一种如权利要求3所述的纯电动轨道机车双支路动力电池高压并联系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤： S1.先接通第一负极输出接触器(Kf3)和第二负极输出接触器(Kf4)，再接通预充电接触器(Ky1)，第一动力电池通过第一二极管(D1)和预充电电阻(R1)向中间直流回路进行预充电，第二动力电池通过第二二极管(D1)和预充电电阻(R1)向中间直流回路进行预充电； S2.预充电中间直流电压达到0.8倍额定电压时，若第一动力电池和第二动力电池的电压差小于预设值时，执行步骤S3；否则，执行步骤S4； S3.分别接通第一正极输出接触器(Kf1)和第二正极输出接触器(Kf2)，断开预充电接触器(Ky1)，第一动力电池和第二动力电池开始并联向中间直流回路供电； S4.假设第一动力电池电压大于第二动力电池电压，先接通预投入接触器(Ky2)，再接通第二正极输出接触器(Kf2)，此时，第一动力电池通过第一二极管(D1)、预投入接触器(Ky2)和预投入电阻(R2)向电压低的第二动力电池充电，第一动力电池和第二动力电池进行内部均衡；当检测到充电电流低于预设值时，结束内部均衡，接通第一正极输出接触器(Kf1)，断开预充电接触器(Ky1)和预投入接触器(Ky2)，第一动力电池和第二动力电池开始并联向中间直流回路供电。 5.根据权利要求4所述的一种纯电动轨道机车双支路动力电池高压并联系统的控制方法，其特征在于，第一动力电池或第二动力电池出现故障时，不允许接通对应的输出接触器，机车单支路降功率运行。 6.根据权利要求4所述的一种纯电动轨道机车双支路动力电池高压并联系统的控制方法，其特征在于，机车卸载后，关闭辅助回路供电，然后断开第一正极输出接触器(Kf1)和第二正极输出接触器(Kf2)，再断开第一负极输出接触器(Kf3)和第二负极输出接触器(Kf4)，第一动力电池和第二动力电池下电。 7.根据权利要求4所述的一种纯电动轨道机车双支路动力电池高压并联系统的控制方法，其特征在于，第一动力电池和第二动力电池充电时，电池管理系统断开所有输出接触器，分别接通预充电接触器(Ky1)，第一动力电池和第二动力电池独立充电，直到同时充满时，断开预充电接触器(Ky1)，停止充电。
所属类别：	发明专利