[发明专利]镍氢蓄电池充放电控制电路、方法及轨道车辆

说明书

本发明提供一种镍氢蓄电池充放电控制电路、方法及轨道车辆，该电路包括：蓄电池组、充电机和第一继电器，第一继电器串联连接于蓄电池组与充电机之间，还包括：第二继电器和二极管，第二继电器与二极管串联形成放电支路，放电支路与第一继电器并联连接，二极管的导通方向与蓄电池组放电时的电流方向一致；在蓄电池组充电的情况下：当蓄电池组完成恒压充电阶段时，第一继电器断开，第二继电器闭合；在蓄电池组放电的情况下：当蓄电池组达到放电线路切换条件时，第一继电器闭合，第二继电器断开，蓄电池组通过第一继电器的线路继续放电。用以解决现有技术中蓄电池组对外放电和长期浮充的缺陷，实现蓄电池组供电能力和使用寿命的提升。

技术领域

本发明涉及蓄电池充放电管理技术领域，尤其涉及一种镍氢蓄电池充放电控制电路、方法及轨道车辆。

背景技术

地铁、动车等轨道车辆以载客量大、速度快、安全、环保和节约能源等特点，被认为是最绿色的交通方式之一。由于其载客量大，轨道车辆的供电系统的可靠性显得尤为重要。轨道车辆的供电系统可分为牵引供电和辅助供电。其中辅助供电，主要用于车辆网络通信、车门控制及旅客信息系统等子系统的供电。当供电网故障或者因车辆自身辅助变流器等设备发生故障无法供电时，需要备用电源(通常为DC110V蓄电池)提供紧急供电，维持应急照明，通风，车门开关门控制，通信网络设备等重要负载的正常运行，确保乘客的安全。

镍氢蓄电池因其维护工作量小、没有记忆效应和材料环保等优点，已经基本取代了镍铬蓄电池，作为轨道车辆的备用供电回路的电池电源。目前的镍氢蓄电池主要采用恒流转恒压方式充电，该充电过程分为恒流充电、恒压充电和浮充电三个阶段。在恒压充电和浮充电阶段，充电机输出电压保持恒定，输出电压值根据电池的温度进行温度补偿调整。

如图4所示，当前的镍氢蓄电池充放电控制电路中，车载充电机的整流器4和斩波器5将AC380V整流斩波后，正极线分为两路，其中一路输出DC110V到直流母线，另一路与蓄电池组1的正极连接，通过继电器K1控制蓄电池组1的投入与切除。该电路在应用时存在以下问题：

1、恒压充电转浮充电时，充电机输出电压比恒压充电阶段下调了一定数值，由于镍氢电池的特性，电池电压并不会随着外部充电电压下降，而是稳定在一个较高电压，蓄电池组1电压高于充电机输出电压，导致蓄电池组1对直流母线放电，随着蓄电池组1放电，电池电压逐步下降到与充电机的输出电压平衡，最终进入浮充。这一放电过程造成蓄电池组1剩余容量减小，降低了在应急供电时的供电能力。

2、蓄电池组1长期浮充，造成电池温度升高，缩短电池使用寿命。根据现有的充放电控制电路，K1闭合，整车上电，对蓄电池组1完成充电之后，镍氢电池作为备用电源必须时刻保持与直流母线的连接，在充电机无法供电时，能够不间断地为辅助负载8供电。即K1会一直处于闭合状态，镍氢电池处于长时间浮充状态。

发明内容

本发明提供一种镍氢蓄电池充放电控制电路，用以解决现有技术中蓄电池组对外放电和长期浮充的缺陷，实现蓄电池组供电能力和使用寿命的提升。

本发明提供一种镍氢蓄电池充放电控制电路，包括：蓄电池组、充电机和第一继电器，所述蓄电池组与充电机连接，所述第一继电器串联连接于蓄电池组与充电机之间，还包括：第二继电器和二极管，所述第二继电器与所述二极管串联形成放电支路，所述放电支路与第一继电器并联连接，所述二极管的导通方向与蓄电池组放电时的电流方向一致；

在蓄电池组充电的情况下：

当蓄电池组完成恒压充电阶段时，所述第一继电器断开，所述第二继电器闭合；

在蓄电池组放电的情况下：

当蓄电池组达到放电线路切换条件时，所述第一继电器闭合，所述第二继电器断开，蓄电池组通过第一继电器的线路继续放电。