有效
一种机车牵引蓄电池放电平衡电路及控制方法
廖洪涛、王位、万尚存、谭本旭、伍箴树、皮凯俊
中车株洲电力机车有限公司
摘要
本发明公开了一种机车牵引蓄电池放电平衡电路及控制方法,通过控制四个切换模块动作,调整两组牵引蓄电池与两组辅助变流器的VVVF辅助负载和CVCF辅助负载的供电配置关系。机车正常运用时,使每个牵引蓄电池组默认在两个放电循环周期内对VVVF辅助负载和CVCF辅助负载总的放电量均为一次放电循环深度;机车深度续航时,耗电较多的牵引蓄电池自动选择对辅助负载较低的辅助变流器供电,不但提高了机车的续航能力,而且延长了牵引蓄电池的使用寿命。
1.一种机车牵引蓄电池放电平衡电路的控制方法,所述机车牵引蓄电池放电平衡电路包括第一牵引蓄电池、第二牵引蓄电池、第一牵引变流器、第二牵引变流器、第一辅助变流器以及第二辅助变流器,所述第一牵引蓄电池与第一牵引变流器连接,所述第二牵引蓄电池与第二牵引变流器连接,所述第一辅助变流器与VVVF辅助负载连接,第二辅助变流器与CVCF辅助负载连接,其特征在于,所述机车牵引蓄电池放电平衡电路还包括第一切换模块、第二切换模块、第三切换模块以及第四切换模块;所述第一牵引蓄电池通过第一切换模块与第一辅助变流器连接,第一牵引蓄电池通过第二切换模块与第二辅助变流器连接;所述第二牵引蓄电池通过第三切换模块与第二辅助变流器连接,第二牵引蓄电池通过第四切换模块与第一辅助变流器连接;所述第一切换模块、第二切换模块、第三切换模块以及第四切换模块的闭合和断开是由TCMS系统来控制的;所述控制方法包括:在所述放电平衡电路每次上电时,获取并判断第一牵引蓄电池或第二牵引蓄电池的放电循环次数,如果所述放电循环次数为单数,则控制第一切换模块和第三切换模块闭合,第二切换模块和第四切换模块断开,使第一牵引蓄电池为第一辅助变流器提供能量,第二牵引蓄电池为第二辅助变流器提供能量;或,控制第二切换模块和第四切换模块闭合,第一切换模块和第三切换模块断开,使第一牵引蓄电池为第二辅助变流器提供能量,第二牵引蓄电池为第一辅助变流器提供能量;如果所述放电循环次数为双数,则控制第二切换模块和第四切换模块闭合,第一切换模块和第三切换模块断开,使第一牵引蓄电池为第二辅助变流器提供能量,第二牵引蓄电池为第一辅助变流器提供能量;或,控制第一切换模块和第三切换模块闭合,第二切换模块和第四切换模块断开,使第一牵引蓄电池为第一辅助变流器提供能量,第二牵引蓄电池为第二辅助变流器提供能量;其中,第一牵引蓄电池或第二牵引蓄电池的累计放电量每达到第一设定电量,放电循环次数加1,第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池自投入使用,放电循环次数不清零。
2.如权利要求1所述的控制方法,其特征在于:所述第一切换模块、第二切换模块、第三切换模块以及第四切换模块均为换向接触器。
3.如权利要求1所述的控制方法,其特征在于:在所述第一切换模块和第三切换模块闭合,第二切换模块和第四切换模块断开之后,还包括:判断第二牵引蓄电池的剩余电量是否低于第二设定电量,以及判断第一牵引蓄电池的剩余电量与第二牵引蓄电池的剩余电量之差是否低于第三设定电量;如果第二牵引蓄电池的剩余电量低于第二设定电量,且第一牵引蓄电池的剩余电量与第二牵引蓄电池的剩余电量之差大于第三设定电量,则控制第二切换模块和第四切换模块闭合,第一切换模块和第三切换模块断开,使第一牵引蓄电池为第二辅助变流器提供能量,第二牵引蓄电池为第一辅助变流器提供能量;否则保持第一切换模块和第三切换模块闭合,第二切换模块和第四切换模块断开的状态。
4.如权利要求3所述的控制方法,其特征在于:在所述第一切换模块和第三切换模块闭合,第二切换模块和第四切换模块断开之后,判断第二牵引蓄电池的剩余电量是否低于第二设定电量,以及判断第一牵引蓄电池的剩余电量与第二牵引蓄电池的剩余电量之差是否低于第三设定电量之前,还包括牵引蓄电池馈电判断的步骤,具体步骤为:判断第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池是否馈电;如果第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池均正常,则判断第二牵引蓄电池的剩余电量是否低于第二设定电量,以及判断第一牵引蓄电池的剩余电量与第二牵引蓄电池的剩余电量之差是否低于第三设定电量;如果第一牵引蓄电池正常,第二牵引蓄电池馈电,则控制第一切换模块和第二切换模块闭合,第三切换模块和第四切换模块断开,由第一牵引蓄电池为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量;如果第一牵引蓄电池馈电,第二牵引蓄电池正常,则控制第三切换模块和第四切换模块闭合,第一切换模块和第二切换模块断开,由第二牵引蓄电池为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量;如果第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池均馈电,则控制第一切换模块、第二切换模块、第三切换模块和第四切换模块断开,停止为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量。
5.如权利要求1所述的控制方法,其特征在于:在第二切换模块和第四切换模块闭合,第一切换模块和第三切换模块断开之后,还包括:判断第一牵引蓄电池的剩余电量是否低于第二设定电量,以及判断第二牵引蓄电池的剩余电量与第一牵引蓄电池的剩余电量之差是否低于第三设定电量;如果第一牵引蓄电池的剩余电量低于第二设定电量,且第二牵引蓄电池的剩余电量与第一牵引蓄电池的剩余电量之差大于第三设定电量,则控制第一切换模块和第三切换模块闭合,第二切换模块和第四切换模块断开,使第一牵引蓄电池为第一辅助变流器提供能量,第二牵引蓄电池为第二辅助变流器提供能量;否则保持第二切换模块和第四切换模块闭合,第一切换模块和第三切换模块断开的状态。
6.如权利要求5所述的控制方法,其特征在于:在所述第二切换模块和第四切换模块闭合,第一切换模块和第三切换模块断开之后,判断第一牵引蓄电池的剩余电量是否低于第二设定电量,以及判断第二牵引蓄电池的剩余电量与第一牵引蓄电池的剩余电量之差是否低于第三设定电量之前,还包括牵引蓄电池馈电判断的步骤,具体步骤为:判断第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池是否馈电;如果第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池均正常,则判断第一牵引蓄电池的剩余电量是否低于第二设定电量,以及判断第二牵引蓄电池的剩余电量与第一牵引蓄电池的剩余电量之差是否低于第三设定电量;如果第一牵引蓄电池正常,第二牵引蓄电池馈电,则控制第一切换模块和第二切换模块闭合,第三切换模块和第四切换模块断开,由第一牵引蓄电池为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量;如果第一牵引蓄电池馈电,第二牵引蓄电池正常,则控制第三切换模块和第四切换模块闭合,第一切换模块和第二切换模块断开,由第二牵引蓄电池为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量;如果第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池均馈电,则控制第一切换模块、第二切换模块、第三切换模块和第四切换模块断开,停止为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量。
7.如权利要求1-6中任一项所述的控制方法,其特征在于:在所述获取并判断第一牵引蓄电池或第二牵引蓄电池的放电循环次数之前,还包括牵引蓄电池馈电判断的步骤,具体步骤为:判断第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池是否馈电;如果第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池均正常,则获取并判断第一牵引蓄电池或第二牵引蓄电池的放电循环次数;如果第一牵引蓄电池正常,第二牵引蓄电池馈电,则控制第一切换模块和第二切换模块闭合,第三切换模块和第四切换模块断开,由第一牵引蓄电池为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量;如果第一牵引蓄电池馈电,第二牵引蓄电池正常,则控制第三切换模块和第四切换模块闭合,第一切换模块和第二切换模块断开,由第二牵引蓄电池为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量;如果第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池均馈电,则控制第一切换模块、第二切换模块、第三切换模块和第四切换模块断开,停止为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量。
8.如权利要求3-6中任一项所述的控制方法,其特征在于:所述第一设定电量为第一牵引蓄电池或第二牵引蓄电池的总电量,第二设定电量为第一牵引蓄电池或第二牵引蓄电池总电量的40%,第三设定电量为第一牵引蓄电池或第二牵引蓄电池总电量的10%。
暂无引用专利



