[发明专利]一种轨道交通后备电源系统

说明书

技术领域

本发明涉及轨道交通领域，具体涉及一种轨道交通后备电源系统。

背景技术

现有动车组后备电源采用镍镉蓄电池组，作为列车的应急备用电源，对电池系统的可靠性要求很高，后备电源影响到列车正常运行和安全。

但现采用的镍镉蓄电池组系统，没有自我检测及保护功能，实行盲充盲放，且相同容量下质量重，容量衰减快，电池报废后污染大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一套锂离子电池系统为轨道交通提供后备电源，替换原有镍镉蓄电池组，实现蓄电池组的轻量化、无污染、长寿命，为将来的轨道交通大规模的推广以及锂电池系统标准制定提供基础。

本发明的技术方案为：一种轨道交通后备电源系统，包括锂电池组、分别与所述锂电池组连接的电池管理系统BMS和极限保护继电器、以及与所述电池管理系统和所述极限保护继电器连接的车载充电机，所述电池管理系统还与所述极限保护继电器连接，所述电池管理系统用于对所述锂电池组进行统一管理和维护，所述车载充电机用于通过所述极限保护继电器对所述锂电池组进行充电，所述极限保护继电器用于在极限条件下对所述锂电池组进行保护，所述极限条件为所述锂电池组为过充或过放状态。

优选地，所述电池管理模块包括主控制器模块、分别与所述主控制器模块连接的电流采集模块、单体电压采集模块、温度采集模块、均衡模块以及检测估算模块，所述车载充电机及所述极限保护继电器均与所述主控器模块连接，所述电流采集模块、单体电压采集模块以及温度采集模块均与所述锂电池组连接，并分别用于对所述锂电池组的电流、单体电压以及温度参数进行采集，所述均衡模块也与所述锂电池组进行连接，用于对所述锂电池组内的各单体电池电量及电压进行均衡，所述检测估算模块用于根据采集到的电流、单体电压以及温度参数对所述锂电池组的各状态信息进行诊断和估算。

优选地，所述检测估算模块包括功率估算模块、诊断接口模块以及SOC估算模块，所述功率估算模块用于根据所述锂电池组的电流、单体电压以及温度参数估算出最优充电功率，并传送给所述车载充电机，所述车载充电机根据所述最优充电功率对所述锂电池组进行充电；所述诊断接口模块用于读取所述锂电池组的所述电流、单体电压以及温度参数信息，并根据所述参数信息分析所述锂电池组的故障信息，所述SOC模块用于估算所述锂电池组的剩余电量。

优选地，所述车载充电机与所述主控器模块通过RS485串口进行连接。

优选地，所述锂电池组中单体锂电池的节数是根据锂电池类型、列车需求的最小能量Q和列车最大负载功率P计算得出的；所述列车需求的最小能量Q=（P1*t + Q1）/(1-&)，其中P1为列车的平均负载功率，t为列车在应急时负载需要的最大工作时间，Q1为列车从启动到车载充电机正常工作期间负载最大需求能量，&为动力锂电池组在可维护运行期间能量衰减百分比。

优选地，所述轨道交通后备电源系统还包括应急充电接口，所述应急充电接口通过所述极限保护继电器与所述锂电池组连接，用于当电源系统严重过放电时，通过地面应急充电电源给电池组短时间补电。

优选地，所述车载充电机包括断路检测模块，所述断路检测模块用于检测所述车载充电机与所述BMS间的通讯是否中断，若中断，则断路检测模块控制所述车载充电机以安全电压值对所述锂电池组进行充电。

优选地，所述轨道交通后备电源系统还包括一与所述主控制器模块连接的整车控制器，所述整车控制器用于获取所述锂电池组状态信息，并根据所述锂电池组状态信息估算所述后备电源系统可供电时间，根据所述可供电时间合理控制负载耗电。

优选地，当所述锂电池组出现过充或过放现象时，所述电池管理模块还用于切断极限保护继电器的连接。

本发明具体如下优点和有益效果：

1、  根据列车能量需求选用合理锂电池类型串并联成组，节能环保。

2、  通过电池管理系统对电池组信息进行检测、状态估算、管理控制、通讯协定，保护

电池、延长使用时间和延时容量衰减，增强系统智能化控制，提高电源系统可靠性和安全性。

3、  配备应急充电接口和诊断接口提高系统可维护性和维护成本，延长使用寿命。

4、  本发明可为将来的轨道交通大规模的推广锂电池电源系统以及电源系统标准制定

提供基础。

附图说明