[发明专利]一种大型机车电瓶辅助动力充电装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及车用动力工程及电器自动化控制技术领域，特别涉及一种大 型机车电瓶辅助动力充电装置及方法。

背景技术

机车起动时，需要电源驱动起动电机；正常运行或停车时，机车的内外 车灯、电控系统等用电设备也需要电源。因此，机车上配有一组电瓶，当机 车起动时，电瓶驱动起动电机，保证机车的正常起动；同时，电瓶也为机车 上的其他用电设备提供直流电源。

机车的发动机上装有发电机，在机车运行或机车停驶但发动机仍保持运 转时，带动发电机发电，在机车运行时直接供应各用电设备，发电机输出的 功率一般要大于随车电气设备的功率总和，在有富余电能的时候向电瓶充电， 不断补充电瓶消耗的电量。充电过程中随着电瓶电量的增加，电瓶两端子间 电压越来越接近机车发电机的输出电压，充电电流越来越小，直至为零，不 再充电。电瓶存储电能以供发动机的起动，并在发动机停止工作后，短时间 供应随车用电设备的运行。

现代机车应用的电气设备越来越多，特别是大型机车的功率达到了150 千瓦以上，其消耗的电力相应大幅增加，当机车停车后需要长时间使用车上 用电设备时，就需要起动机车的发动机在怠速运转状态下给电瓶充电，而大 功率的发动机怠速工况下运转时耗油和废气污染物都显著高于正常运转工 况，不仅浪费了能源而且增加了环境污染。此外，由于机车的发电机是一个 机电部件，所以存在一定的故障率。当发电机发生故障，不能发电时，为了 维持机车的短期运行就必须直接消耗电瓶中的电能，导致电瓶电压很快降至 正常使用电压以下，不仅用电设备无法正常使用，还将造成机车停滞途中无 法起动。

现有技术都是以机车的发动机为动力实现电瓶充电的，如已公开的发明 专利CN 101272061A“机动车供电系统的充电控制电路”、实用新型专利CN 201118272Y“微电脑机车电瓶充电控制器”都是在原有机车的充电系统中增 加的控制装置，但不能解决在发动机停止运转后产生电能给电瓶充电以及在 发电机发生故障后给电瓶充电的问题。众所周知，大型机车的发动机怠速运 行时，会产生油耗很高并排出大量尾气污染物等影响节能环保的严重问题， 国外近年来纷纷立法禁止机车停车后主发动机怠速运转，以实现节能环保， 但这又产生了停车状态下难以充电的问题。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种用辅助动力给大型机车电瓶充电的装置 及方法，能够在机车的发电机损坏或停车后，电瓶电压过低时自动为电瓶充 电，且节能环保。

本发明提供一种大型机车电瓶辅助动力充电装置，包括依次相连的第二 电压监控器、第二控制器、第二发动机和第二发电机，并且第二电压监控器 及第二发电机与电瓶相连，第二控制器与机车发动机的转速传感器相连；

所述第二电压监控器，用于检测电瓶电压低于预先设定值时，发送指令 至所述第二控制器；

所述第二控制器，用于起动所述第二发动机；

所述第二发动机为功率为5～10千瓦的小排量发动机，用于提供动力， 带动所述第二发电机旋转发电；

所述第二发电机，用于为所述电瓶充电；

所述装置充电时，当第二电压监控器，检测电瓶电压高于预先设定值时， 发送指令至第二控制器，第二控制器关闭第二发动机，第二发电机停止向电 瓶充电。

所述装置还包括起动开关，所述起动开关连接于所述电瓶与所述第二发 动机之间并与第二控制器相连，用于接收所述第二控制器的指令，起动所述 第二发动机。

所述装置还包括停机电磁阀，所述停机电磁阀连接在所述第二发动机的 供油管路上并与第二控制器相连，用于接收第二控制器的控制指令，打开或 关闭第二发动机的供油管路。

本发明还提供一种大型机车电瓶辅助动力充电方法，包括：

在机车发动机停止运转后，大型机车电瓶辅助动力充电的第二控制器检 测机车发动机转速低于机车发动车转速的预先设定值时，第二电压监控器检 测电瓶电压是否低于电瓶电压的预先设定值；如果是，则第二控制器发送控 制指令至第二发动机，起动第二发动机并带动第二发电机发电，为电瓶充电； 当检测到电瓶电压高于电瓶电压的预先设定值时，发送控制指令至第二发动 机，关闭第二发动机，停止为电瓶充电。

特别地，还包括：所述第二发电机充电过程中，检测到机车发动机起动 且转速高于预先设定值时，发送控制指令至第二发动机，关闭第二发动机， 停止为电瓶充电。