[发明专利]轨道交通用无网自走行储能及单向AC/DC变流系统

权利要求书

1.一种轨道交通用无网自走行储能及单向AC/DC变流系统，其特征在于，包括：钛酸锂电池组一(1)、正极熔断器(2)、电压传感器(3)、绝缘检测模块(4)、电流传感器(5)、正极接触器(6)、牵引供电输出接口(7)、单向AC/DC变流器(8)、AC380V电源接口(9)、负极熔断器(10)、负极接触器(11)、手动维修开关(12)、BMS电池管理系统(13)、通讯及控制接口(14)、预充接触器(15)、预充电阻(16)和钛酸锂电池组二(17)；

所述钛酸锂电池组一(1)的正极与正极熔断器(2)的一端连接；正极熔断器(2)的另一端分别与电压传感器(3)的一端、绝缘检测模块(4)的正极监测接口和电流传感器(5)的一端连接；电流传感器(5)的另一端分别与正极接触器(6)的一端和预充接触器(15)的一端连接；预充接触器(15)的另一端与预充电阻(16)的一端连接；正极接触器(6)的另一端与预充电阻(16)的另一端连接后分别与牵引供电输出接口(7)和单向AC/DC变流器(8)的直流侧正极连接；单向AC/DC变流器(8)的交流侧与AC380V电源接口(9)连接；

所述钛酸锂电池组二(17)的负极与负极熔断器(10)的一端连接；负极熔断器(10)的另一端分别与负极接触器(11)的一端、电压传感器(3)的另一端和绝缘检测模块(4)的负极监测接口连接；所述负极接触器(11)的另一端分别与牵引供电输出接口(7)和单向AC/DC变流器(8)的直流侧负极连接；所述钛酸锂电池组一(1)的负极与钛酸锂电池组二(17)的正极之间通过手动维修开关(12)连接；所述BMS电池管理系统(13)和通讯及控制接口(14)连接，所述BMS电池管理系统(13)还分别与电压传感器(3)、绝缘检测模块(4)、电流传感器(5)、正极接触器(6)、负极接触器(11)、预充接触器(15)和钛酸锂电池组二(17)连接；

所述钛酸锂电池组一(1)和钛酸锂电池组二(17)用于储存电能，并将电能通过牵引供电输出接口(7)对轨道交通车辆的牵引系统供电；

所述正极熔断器(2)用于对无网自走行储能及单向AC/DC变流系统的回路进行过载和短路保护；

所述电压传感器(3)用于对钛酸锂电池组一(1)的正极电压、钛酸锂电池组二(17)的负极电压进行采样、处理，然后将电压信号传给BMS电池管理系统(13)，BMS电池管理系统(13)用于将接收的电压信号进行分析监控，然后进行故障判断和预警；

所述绝缘监测模块(4)用于对钛酸锂电池组一(1)的正极、钛酸锂电池组二(17)的负极对地间的绝缘状态进行监控，如果绝缘监测值不符合上电要求，BMS电池管理系统(13)则断开正极接触器(6)和负极接触器(11)；

所述电流传感器(5)用于对钛酸锂电池组一(1)和钛酸锂电池组二(17)的充放电电流进行采样、处理，然后将电流信号传给BMS电池管理系统(13)，BMS电池管理系统(13)用于对接收的电流信号进行监控记录，然后进行故障判断及预警；

所述正极接触器(6)和负极接触器(11)用于对无网自走行储能及单向AC/DC变流系统进行上下电控制，BMS电池管理系统(13)用于控制正极接触器(6)和负极接触器(11)的闭合和断开，从而实现无网自走行储能及单向AC/DC变流系统的上下电控制；

所述牵引供电输出接口(7)用于与轨道交通车辆的牵引系统相连，从而使无网自走行储能及单向AC/DC变流系统储存的电能通过牵引供电输出接口(7)向轨道交通车辆的牵引系统供电；

所述单向AC/DC变流器(8)用于当轨道交通车辆的网压正常时，钛酸锂电池组一(1)和钛酸锂电池组二(17)馈电或需要充电时，所述BMS电池管理系统(13)通过通讯及控制接口(14)请求充电，单向AC/DC变流器(8)将AC380V电源作为输入，输出直流电源为钛酸锂电池组一(1)和钛酸锂电池组二(17)充电；

所述AC380V电源接口(9)作为无网自走行储能及单向AC/DC变流系统与轨道交通车辆AC380V交流母线的接口，当轨道交通车辆需要为钛酸锂电池组一(1)和钛酸锂电池组二(17)充电时，轨道交通车辆通过AC380V电源接口(9)向钛酸锂电池组一(1)和钛酸锂电池组二(17)充电；

所述负极熔断器(10)用于对无网自走行储能及单向AC/DC变流系统的回路进行过载和短路保护；

所述手动维修开关(12)用于对无网自走行储能及单向AC/DC变流系统进行检修时，有效断开钛酸锂电池组一(1)与钛酸锂电池组二(17)之间的电路，保证检修人员的安全；

所述BMS电池管理系统(13)用于监控钛酸锂电池组一(1)和钛酸锂电池组二(17)的状态，保证钛酸锂电池组一(1)和钛酸锂电池组二(17)处于健康工作状态，并根据钛酸锂电池组一(1)和钛酸锂电池组二(17)的状态控制预充接触器(15)、正极接触器(6)和负极接触器(11)的闭合和断开，并对预充接触器(15)、正极接触器(6)和负极接触器(11)状态进行监控；用于通过通讯及控制接口(14)与轨道交通车辆TCMS进行通讯，实时上报无网自走行储能及单向AC/DC变流系统状态，并按照充电策略给钛酸锂电池组一(1)和钛酸锂电池组二(17)充电；用于通过通讯及控制接口(14)对无网自走行储能及单向AC/DC变流系统进行监控和诊断；用于接收电流传感器(5)发送的电流信号和电压传感器(3)发送的电压信号，对电流、电压信号进行分析处理，判断是否按照BMS电池管理系统(13)请求的电流和电压进行充放电，如果电流和电压信号超过了BMS电池管理系统(13)请求的保护限值，BMS电池管理系统(13)会进行保护，要求降流或降压，甚至切断正极接触器(6)和负极接触器(11)；

所述通讯及控制接口(14)用于与轨道交通车辆TCMS的通讯接口相连，进行数据传输和控制；通讯及控制接口(14)还用于为BMS电池管理系统(13)提供DC110V工作电源；

所述预充接触器(15)和预充电阻(16)用于为单向AC/DC变流器(8)直流侧的滤波电容进行预充电。