[发明专利]机车电气系统及其电池组充放电方法

说明书

机车电气系统，涉及工矿企业所用轨道调车的电气系统技术领域，特别是属于一种机车电气系统及其电池组的充电、放电方法。其特征在于，包括整车控制器VCU、电池单元、电源分配单元、驱动器、电机、逆变电源、逆变器、直流降压单元，整车控制器VCU通过总线方式与电池单元、驱动器、逆变电源、逆变器、直流降压单元通讯连接，电池单元包括电池组和电池管理系统BMS，通过电池管理系统BMS检测电池组的状态参数并反馈至整车控制器VCU；电源分配单元的输入端与电池组连接，电源分配单元的输出端分别与驱动器、逆变电源、逆变器、直流降压单元连接，有效的节省了电能，提高利用率，达到节能环保的作用。

技术领域

本发明涉及工矿企业所用轨道调车的电气系统技术领域，特别是属于一种机车电气系统及其电池组的充电、放电方法。

背景技术

随着对节能环保的需求及新旧动能转化的实施，现有技术的新能源蓄电式电动轨道机车得到了工矿企业尤其各大钢铁厂的广泛认同，新能源蓄电式电动轨道机车有效的解决了内燃机调车噪音大、故障率高、污染严重等弊端，新能源蓄电式电动轨道机车具有故障率低、不燃油，无尾气排放，符合国家节能、环保产业政策，可以有效的降低成本。但电动机车电气系统需要有充电柜、变频柜、电控柜、逆变柜、转换柜、配电箱、电池组等构成，电池组通过充电柜联通配电箱，由配电箱到电控柜，然后分三路，一路接转换柜，一种接变频柜，一路接逆变柜；该系统不仅占用空间大、维修、维护难度大、节点多检查问题繁琐等缺点，而且无法实时做到监控各个单元的的运行情况。另工矿企业内用内燃机调车一般采用周边外走廊模式，工矿企业要求将内燃机调车改造为新能源蓄电式电动轨道机车，以达到节约成本的目的。但如果采用以上电气系统，车体空间更是有限，无法实现5种电气柜+4个动力电池箱的配合方案。电动机车一般装有充电装置（自动充电装置）虽然操作简单，但充电时间长；现有的电力机车一般采用电阻制动，但工矿机车在厂内运行最大速度一般不超过15km/h，制动与速度成正比，低速时制动力线性下降，会导致制动效率大幅下降甚至失效。且电阻制动中由电机发出的电流通过专设电阻器，将能量消耗掉，不能实现能量的回收利用。

现有电动机车各个系统不能做到同时监测，彼此协作、优化匹配的目的。机车电路出现问题不能及时找出故障原因，大大降低了生产效率，增加了维修成本。工矿电动机车迫切需要一种整车化的信息管理系统，使用机车更方便、快捷。

传统电力机车电气系统结构复杂，大多采用接触网供电，需要专门的电气化铁路才能运行，而现有的油电混合动力机车需要有内燃传动系统、燃油系统、冷却系统还要有电气系统，该机车结构复杂、维修时间长、维护成本高，且在燃油时存在严重的环境污染，燃油成本高，不符合节能环保产业化要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机车电气系统及其电池组充放电方法，通过整车控制器VCU实时对机车电气系统的各类信息进行监控、监测，以达到实现机车电气系统的智能化管理的目的。

本发明所提供的机车电气系统，其特征在于，包括整车控制器VCU、电池单元、电源分配单元、驱动器、电机、逆变电源、逆变器、直流降压单元，整车控制器VCU通过总线方式与电池单元、驱动器、逆变电源、逆变器、直流降压单元通讯连接，电池单元包括电池组和电池管理系统BMS，通过电池管理系统BMS检测电池组的状态参数并反馈至整车控制器VCU；电源分配单元的输入端与电池组连接，电源分配单元的输出端分别与驱动器、逆变电源、逆变器、直流降压单元连接，其中，所述的驱动器与电机连接；逆变电源与220V交流电用电设备连接；直流降压单元与24V直流电用电设备连接。

进一步的，整车控制器VCU还连接有人机接口，所述的人机接口包括遥控器和操作台。

进一步的，本系统还包括车载充电柜或/和车下直流充电桩，电池组上设有充电口，所述车载充电柜或/和车下直流充电桩通过充电口为电池组充电。