一种轨道交通车辆的铅晶蓄电池充电设备及方法技术

本发明专利技术提供一种轨道交通车辆的铅晶蓄电池充电设备及方法，该设备设置了电能输入装置、充电整流电源模块、控制器及铅晶蓄电池，其中，电能输入装置向充电整流电源模块输入电能，充电整流电源模块与控制器连接并以CAN通信方式通信，且充电整流电源模块外接铅晶蓄电池，控制器分别与分流器及铅晶蓄电池连接。同时，在恒流均充的充电方式中，控制器检测铅晶蓄电池的工作温度及充电电流，并根据控制器预存的第一调节策略，确定是否将充电方式由恒流均充转换为恒压浮充；所述控制器根据铅晶蓄电池的工作温度，以及当前的充电方式，根据预存的第二调节策略，进行电压自适应调节。如此，根据温度的变化调节输出电压，有效延长了蓄电池寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种轨道交通车辆的铅晶蓄电池充电设备及方法
本专利技术属于轨道交通车辆
，具体涉及一种轨道交通车辆的铅晶蓄电池充电设备及方法。
技术介绍
铅晶蓄电池具有充放电电流大的优点，因此在工业上被广泛应用。在行业应用上，铅晶蓄电池充电机是轨道交通车辆平稳运行的重要供电设备，具备铅晶蓄电池充电及直流负载供电等功能。现有技术中，轨道交通车辆的铅晶蓄电池充电机实现方案包括两种：恒压限流的单曲线充电；或者运用绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为功率变换主器件，通过控制其开通与关断的脉冲宽度或幅度的变换，实现输出电压与输出电流的控制。上述铅晶蓄电池充电机的技术方案存在以下弊端。第一，因其采用恒压限流的单曲线充电，不能高度匹配铅晶蓄电池充电需求特性，无法有效补偿其缺失的电能，造成充电时间长、效率慢、达不到满电状态，长期如此会降低铅晶蓄电池的使用寿命。第二，因现有的铅晶蓄电池充电机，以绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为功率变换主器件，难以避免的是其工作的单次开关周期较长、开关频率较低、开关损耗较大等缺点，导致整个系统运行时，产生输出电压与输出电流的动态响应速度慢、系统运行效率低等不利条件。第三，因既有产品，没有针对电池温度补偿功能设置一个完善的机制，不能有效延长电池使用寿命。针对以上缺点，本轨道车辆的铅晶蓄电池充电机，从设计原理出发，解决上述问题。鉴于上述原因，本专利技术提供一种轨道交通车辆的铅晶蓄电池充电设备及方法，以解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种轨道交通车辆的铅晶蓄电池充电设备，包括电能输入装置、充电整流电源模块、控制器、分流器及铅晶蓄电池，所述电能输入装置向充电整流电源模块输入电能，所述充电整流电源模块与控制器连接并以CAN通信方式通信，且所述充电整流电源模块外接铅晶蓄电池，所述控制器分别与分流器及铅晶蓄电池连接。优选的，所述控制器设有温度补偿模组，所述温度补偿模组设有温度采集装置及模-数转换单元。优选的，控制器外接客户端，所述客户端通过RS485接口与控制器通信。优选的，电路主拓扑结构采用基于谐振软开关技术的全桥移相拓扑结构，所述结构中包括功率MOS管，且所述功率MOS管在零电压开通、零电流关断模式进行开通与关断。优选的，所述电能输入装置，包括过载保护熔断器、稳压滤波器、防反二极管以及分流器。优选的，控制器内设有控制芯片，且所述控制芯片内部集成有模数转换单元，以及数字量预置的调节程序。本专利技术还提供一种轨道交通车辆的铅晶蓄电池充电设备的工作方法，包括以下步骤。步骤S1：接通电源，充电设备按照恒流均充的充电方式，为铅晶蓄电池充电。步骤S2：控制器检测铅晶蓄电池的工作温度及充电电流，并根据控制器预存的第一调节策略，确定是否将充电方式由恒流均充转换为恒压浮充。步骤S3：所述控制器根据铅晶蓄电池的工作温度，以及当前的充电方式，根据预存的第二调节策略，进行电压自适应调节。优选的，在步骤S2中，所述第一调节策略为，当工作温度大于负10摄氏度且充电电流小于或者等于7安培，或者所述工作温度小于或者等于负10摄氏度且充电电流小于或者等于5安培时，将充电方式由恒流均充转换为恒压浮充。优选的，在步骤S3中，所述第二调节策略为，设定温度上限值及温度下限值，当工作温度在所述温度上限值到温度下限值之间变化时，输出电压的变化与工作温度的变化呈反比。通过本专利技术提供的轨道交通车辆的铅晶蓄电池充电设备及方法，该设备设置了电能输入装置、充电整流电源模块、控制器及铅晶蓄电池，其中，电能输入装置向充电整流电源模块输入电能，充电整流电源模块与控制器连接并以CAN通信方式通信，且充电整流电源模块外接铅晶蓄电池，控制器分别与分流器及铅晶蓄电池连接。同时，在恒流均充的充电方式中，控制器检测铅晶蓄电池的工作温度及充电电流，并根据控制器预存的第一调节策略，确定是否将充电方式由恒流均充转换为恒压浮充；所述控制器根据铅晶蓄电池的工作温度，以及当前的充电方式，根据预存的第二调节策略，进行电压自适应调节。如此，根据温度的变化调节输出电压，有效延长了蓄电池寿命。结合附图阅读本申请实施方式的详细描述后，本申请的其他特点和优点将变得更加清楚。附图说明图1为本专利技术较佳实施例提供的轨道交通车辆的铅晶蓄电池充电设备整体结构图；图2为本专利技术较佳实施例提供的轨道交通车辆的铅晶蓄电池充电设备电路原理图；图3为本专利技术较佳实施例提供的轨道交通车辆的铅晶蓄电池充电设备控制器电路原理图；图4为本专利技术较佳实施例提供的轨道交通车辆的铅晶蓄电池充电设备控制器内部控制芯片的电路原理图；图5为本专利技术较佳实施例提供的轨道交通车辆的铅晶蓄电池充电设备电路主拓扑结构图；图6为本专利技术较佳实施例提供的轨道交通车辆的铅晶蓄电池充电设备工作方法的充电曲线图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1所示，本实施例提供的轨道交通车辆的铅晶蓄电池充电设备，包括电能输入装置101、充电整流电源模块102、控制器103、分流器104及铅晶蓄电池105，电能输入装置101向充电整流电源模块102输入电能，充电整流电源模块102与控制器103连接并以CAN通信方式通信，且充电整流电源模块102外接铅晶蓄电池105，控制器103分别与分流器104及铅晶蓄电池105连接。请参见图2，控制器103设有温度补偿模组，温度补偿模组用于监测电池温度，其内部设有温度采集装置及模-数转换单元。控制器103外接客户端，客户端通过RS485接口与控制器103通信。电能输入装置101，包括过载保护熔断器FU1、稳压滤波器FPC1、防反二极管D1以及分流器104。具体地，电能输入时，经过载保护熔断器FU1，经稳压滤波器FPC1，再经极性防反接二极管D1，到达充电整流电源模块102，经充电整流电源模块102内部脉宽调制隔离变换后，输出直流电压，供给铅晶蓄电池105充电。充电整流电源模块102的工作过程，受控制器103的CAN通信数字输出信号控制，控制器103的CAN通信数字信号，是受系统中输入电压反馈(TV1、TV1-)、输出电压反馈(TV2、TV2-)、电池充电电流反馈(TA、TA-)、蓄电池温度反馈(TA1、TB1、TB1)等信号影响，经控制器103内部控制芯片的数字量预置调节程序处理，最终以CAN通信信号的形式，输送给充电整流电源模块102，控制充电整流电源模块102工作。同时，充电整流电源模块102的工作状态，通过CAN通信，也实时反馈给控制器103。控制器103对外留有上位机通信RS485接口，通过上位机图形化窗口软件，能够实时监测、控制铅晶蓄电池充电机的工作，实现无接触、远程便捷操作。请参见图3，控制器103内设有控制芯片，具体地，该控制芯片采用高可靠性数字量控制芯片ADP1055，且该控制芯片内部集成有模数转换单元，以及数字量预置的调节程序。反馈回路采用电压(VFF)、电流(CS2-、CS2+)双本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨道交通车辆的铅晶蓄电池充电设备，其特征在于，包括电能输入装置、充电整流电源模块、控制器、分流器及铅晶蓄电池，所述电能输入装置向充电整流电源模块输入电能，所述充电整流电源模块与控制器连接并以CAN通信方式通信，且所述充电整流电源模块外接铅晶蓄电池，所述控制器分别与分流器及铅晶蓄电池连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种轨道交通车辆的铅晶蓄电池充电设备，其特征在于，包括电能输入装置、充电整流电源模块、控制器、分流器及铅晶蓄电池，所述电能输入装置向充电整流电源模块输入电能，所述充电整流电源模块与控制器连接并以CAN通信方式通信，且所述充电整流电源模块外接铅晶蓄电池，所述控制器分别与分流器及铅晶蓄电池连接。


2.根据权利要求1所述的轨道交通车辆的铅晶蓄电池充电设备，其特征在于，所述控制器设有温度补偿模组，所述温度补偿模组设有温度采集装置及模-数转换单元。


3.根据权利要求1所述的轨道交通车辆的铅晶蓄电池充电设备，其特征在于，控制器外接客户端，所述客户端通过RS485接口与控制器通信。


4.根据权利要求1所述的轨道交通车辆的铅晶蓄电池充电设备，其特征在于，电路主拓扑结构采用基于谐振软开关技术的全桥移相拓扑结构，所述结构中包括功率MOS管，且所述功率MOS管在零电压开通、零电流关断模式进行开通与关断。


5.根据权利要求1所述的轨道交通车辆的铅晶蓄电池充电设备，其特征在于，所述电能输入装置，包括过载保护熔断器、稳压滤波器以及防反二极管。


6.根据权利要求1所述的轨道交通车辆的铅晶蓄电池充电设备，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春辉，张久正，庄作峰，
申请(专利权)人：青岛青整电子设备有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37