一种非轮轨接触自导向列车受充电系统技术方案

一种非轮轨接触自导向列车用受充电系统，该系统包括地面充电桩和车辆受电装置，所述的地面充电桩包括极性切换互锁模块、负载电压检测模块、输出电压检测模块、保护模块、控制模块、接触轨模块，所述的车辆受电装置包括受电弓模块、电池管理模块；本发明专利技术通过一台受电弓解决了直流电源正负极的连接，并且可以不受车辆运行方向的限制，直流的正负极进行安全检测，自动进行匹配，同时，车辆储能装置与充电装置可通过无线网络连接，进行信息交换，充电桩可根据车载储能装置的电压、电流情况进行快速充电，满足车辆在终点站短时停留的充电需求。

【技术实现步骤摘要】
一种非轮轨接触自导向列车受充电系统
本专利技术涉及轨道交通车辆受流系统，特别是涉及一种基于橡胶轮胎车辆的双极性受流系统。
技术介绍
以往的轨道交通系统，车辆通过接触网或三轨受电，通过轨道进行回流，单轨交通系统，采用橡胶轮胎，无法通过轨道进行回流，采用了双受电弓系统进行受流和回流。随着交通系统技术的发展，一种基于公共路权的轨道交通系统被提出，这种车辆同样采用橡胶轮胎，无法通过轨道进行回流，同时由于线路条件限制，也无法采用双受电弓进行受流，以往的充受电系统已经无法满足这类车辆的受流需求。
技术实现思路
为了保证城市市容美观，运营线路全线采用无网设计，在运营线路两端终点站设置充电桩，车辆在进入终点站后进入充电位置进行充电，车辆在全线运营时通过储能装置提供电源。本专利技术的目的在于提供一种基于非轮轨接触式交通正负极受电系统，可进行自动操作，大电流快速充电，满足车辆短时快速充电需求。为达到上述目的，本专利技术提供一种非轮轨接触自导向列车用受充电系统，该系统包括地面充电桩和车辆受电装置，所述的地面充电桩包括极性切换互锁模块、负载电压检测模块、输出电压检测模块、保护模块、控制模块、接触轨模块，所述的车辆受电装置包括受电弓模块、电池管理模块；所述的极性切换互锁模块用于切换输出与车辆车载电池极性一致的充电电压；所述的负载电压检测模块用于检测车载电池电压，并判断车载电池电压极性；所述的输出电压检测模块用于检测输出电压及极性；所述保护模块用于快速切断输出电压输出；所述的控制模块：用于控制输出电压和电流，并同时控制输出电压极性与车载电池的极性一致；所述的电池管理模块用于监控、通讯、故障告警及保护，并同时用于检测整个车载电池组的电压、电流、温度信息，也可检测单体车载电池的电压、电流和温度信息。所述的接触轨模块与车载受电弓模块进行接触，实现地面充电桩与车载电池的电气连接。所述的控制模块根据负载电压检测模块和输出电压检测模块的信息，控制极性切换互锁模块的动作，确保输出电压极性与车载电池的极性一致，同时，与车载电池管理系统进行通信，根据车载电池电压、电量和温度信息，控制输出电压和电流参数。所述的保护模块根据输出电压检测模块反馈的输出电压极性与车载电池的极性不一致的信息之后，快速切断输出电压输出。进一步的，所述的极性切换互锁模块包括4个接触器，其中2个接触器串联连接，串联的两个接触器俩俩并联连接，所述的接触器通过两两同时动作保证车辆在任何方向给车载电池充电的电压与车载电池极性一致。进一步的，所述的受电弓模块设有与接触轨模块正负极连接相对应的正负极碳滑条。现有车辆受电方式，受电弓仅连接电源正极，负极是通过轨道回流处理，即使单轨车辆，负极也是单独增加了一个受电弓进行连接，本专利技术通过一台受电弓解决了直流电源正负极的连接，并且可以不受车辆运行方向的限制，直流的正负极进行安全检测，自动进行匹配，同时，车辆储能装置与充电装置可通过无线网络连接，进行信息交换，充电桩可根据车载储能装置的电压、电流情况进行快速充电，满足车辆在终点站短时停留的充电需求。附图说明图1为该充受电系统的结构框图；图2为该受电系统结构示意图；图3为双极性受电弓示意图；图4为极性切换互锁模块原理图。图中，1-极性切换互锁模块；2-负载电压检测模块；3-输出电压检测模块；4-保护模块；5-控制模块；6-接触轨模块；7-受电弓模块；8-电池管理模块；9-地面充电桩；10-车辆受电装置；11-接触轨；12-受电弓。具体实施方式：如图1-图3所示，本专利技术包括地面充电桩9、车辆受电装置10两大系统，地面充电桩9主要由极性切换互锁模块1、负载电压检测模块2、输出电压检测模块3、保护模块4、控制模块5、接触轨模块(包含正负极)6组成，车辆受电装置10主要由受电弓模块7(包含正负极碳滑条)、电池管理模块8及储能单元组成。当车辆需要充电时，升起受电弓12，受电弓12与接触轨11接触后，充电桩侧负载电压检测装置2可以检测到车载电池电压和电量，并判断车辆侧电压极性，匹配后通过极性切换互锁模块1接触器之间的同时动作可输出与车载电池极性一致的充电电压，如果软件判断逻辑错误，导致输出电压与车载电池电压极性相反，保护模块4可快速切断输出，起到保护作用；同时，地面充电桩9的控制模块5和电池管理模块8可通过无线进行通信，传递车载电池的电量、温度等信息，地面充电桩9可根据车载电池状态调节充电电压和电流，保证电池工作在最佳工作状态。如图4所示，极性切换互锁模块包括4个接触器，分别为右上接触器1-1、左下接触器1-2、右下接触器1-3、左上接触器1-4，极性切换互锁模块的工作原理：右上接触器1-1和左上接触器1-4互相连锁，只能一个接触器单独动作；左下接触器1-2和右下接触器1-3互相连锁，只能一个接触器单独动作；右上接触器1-1和左下接触器1-2互锁同时动作；右下接触器1-3和左上接触器1-4互锁同时动作；当右上接触器1-1和左下接触器1-2同时动作时输出为正输出，当右下接触器1-3和左上接触器1-4同时动作输出为反向输出，可保证车辆在任何方向时，给车载电池充电的电压保证与车载电池电压一致。现有车辆受电方式，受电弓仅连接电源正极，负极是通过轨道回流处理，即使单轨车辆，负极也是单独增加了一个受电弓进行连接，本专利技术通过一台受电弓解决了直流电源正负极的连接，并且可以不受车辆运行方向的限制，直流的正负极进行安全检测，自动进行匹配，同时，车辆储能装置与充电装置可通过无线网络连接，进行信息交换，充电桩可根据车载储能装置的电压、电流情况进行快速充电，满足车辆在终点站短时停留的充电需求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非轮轨接触自导向列车用受充电系统，其特征在于：包括地面充电桩和车辆受电装置，所述的地面充电桩包括极性切换互锁模块、负载电压检测模块、输出电压检测模块、保护模块、控制模块、接触轨模块，所述的车辆受电装置包括受电弓模块、电池管理模块；/n所述的极性切换互锁模块：用于切换输出与车辆车载电池极性一致的充电电压；/n所述的负载电压检测模块：用于检测车载电池电压，并判断车载电池电压极性；/n所述的输出电压检测模块：用于检测输出电压及极性；/n所述保护模块:用于快速切断输出电压输出；/n所述的控制模块：用于控制输出电压和电流，并同时控制输出电压极性与车载电池的极性一致；/n所述的电池管理模块:用于监控、通讯、故障告警及保护，并同时用于检测整个车载电池组的电压、电流、温度信息，也可检测单体车载电池的电压、电流和温度信息。/n所述的接触轨模块:用于与车载受电弓模块进行接触，实现地面充电桩与车载电池的电气连接。/n所述的控制模块：用于根据负载电压检测模块和输出电压检测模块的信息，控制极性切换互锁模块的动作，确保输出电压极性与车载电池的极性一致，同时，与车载电池管理系统进行通信，根据车载电池电压、电量和温度信息，控制输出电压和电流参数。/n所述的保护模块：用于根据输出电压检测模块反馈的输出电压极性与车载电池的极性不一致的信息之后，快速切断输出电压输出。/n...

【技术特征摘要】
1.一种非轮轨接触自导向列车用受充电系统，其特征在于：包括地面充电桩和车辆受电装置，所述的地面充电桩包括极性切换互锁模块、负载电压检测模块、输出电压检测模块、保护模块、控制模块、接触轨模块，所述的车辆受电装置包括受电弓模块、电池管理模块；
所述的极性切换互锁模块：用于切换输出与车辆车载电池极性一致的充电电压；
所述的负载电压检测模块：用于检测车载电池电压，并判断车载电池电压极性；
所述的输出电压检测模块：用于检测输出电压及极性；
所述保护模块:用于快速切断输出电压输出；
所述的控制模块：用于控制输出电压和电流，并同时控制输出电压极性与车载电池的极性一致；
所述的电池管理模块:用于监控、通讯、故障告警及保护，并同时用于检测整个车载电池组的电压、电流、温度信息，也可检测单体车载电池的电压、电流和温度信息。
所述的接触轨模块:用于与车载受电弓模块进行接触，实现地面充电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李恩龙，赵海波，谢佳佳，肖冰语，
申请(专利权)人：中车长春轨道客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22