CN112133853A - 用于直流纯电动小火车的电路控制结构及电池柜 - Google Patents

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Abstract

本发明属于直流电动小火车技术领域，涉及用于直流纯电动小火车的电路控制结构及电池柜。该电路控制结构，包括蓄电池组，蓄电池组的正、负极输出端与通信控制模块连接形成一回路；蓄电池组的正极输出端依次经过放电继电器、熔断器、防反二极管输出至直流输出模块，直流输出端子接地；熔断器和防反二极管之间的节点A处连接有冷却电路；通信控制模块包括多个连接端，分别用以和熔断器、继电器线圈、温度传感器、放电继电器、欠压保护电路连接。该电池柜，通过直流输出模块实现低压直流稳定输出的功能，通过欠压保护电路的设计实现欠压自动断电保护的功能，其整体结构紧凑，各部件布局合理，适用于窄空间环境。

Description

用于直流纯电动小火车的电路控制结构及电池柜
技术领域
本发明属于直流电动小火车技术领域，涉及电池柜，尤其涉及用于直流纯电动小火车的电路控制结构及电池柜。
背景技术
随着国际、国内旅游事业的不断发展，全社会大力倡导“节能减排、绿色发展”，纯电动观光旅游小火车的市场得以蓬勃发展。纯电动观光旅游小火车主要应用于旅游景点，整车采用大容量直流动力电池供电，没有尾气排放，其造型美观、载客量大、成本较低，受到了游客、旅游公司的青睐。
目前纯电动观光旅游小火车一般采用中大功率电传动***，***内含多种电气部件，如牵引变流器、电池柜、冷却***、电阻制动等，各电气部件一般需要采用低压控制，因此需要采用独立的电池柜提供电源。同时受火车尺寸限制，必然会造成火车电气和机械布局空间的不足，因此，电池柜在满足各项功能的电气***的要求下，其结构也需要精简。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供用于直流纯电动小火车的电路控制结构及电池柜，尤其适用于直流纯电动小火车的电传动***低压供电，同时能够满足小尺寸空间的使用需求。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一方面，本发明提供的用于直流纯电动小火车的电路控制结构，包括蓄电池组，所述蓄电池组的正、负极输出端与通信控制模块连接形成一回路；所述蓄电池组的正极输出端依次经过放电继电器、熔断器、防反二极管输出至直流输出模块，所述直流输出模块接地；所述熔断器和防反二极管之间的节点A处连接有冷却电路；所述通信控制模块包括多个连接端，分别用以和熔断器、继电器线圈、温度传感器、放电继电器、欠压保护电路连接。
进一步，所述冷却电路包括排风扇及用于控制排风扇启动/停止的第二控制开关，所述第二控制开关与排风扇串联连接。
进一步，所述蓄电池组的充电方式包括：
所述蓄电池组的正极通过第一控制开关与外部充电模块的一端连接，负极与外部充电模块的另一端连接；
或者，所述蓄电池组的正极通过放电继电器与车载充电模块的一端连接，所述车载充电模块的另一端接地。
进一步，所述蓄电池组由两块免维护铅酸蓄电池串联形成。
进一步，所述通信控制模块用以输入的连接端数量为12个，第1、2连接端与熔断器连接，第3、4连接端与继电器线圈连接，第5、6连接端与放电继电器的两端连接，第7、8连接端分别与蓄电池组的正、负极输出端连接，第9、10连接端与放电继电器的两端连接，第11、12连接端与欠压保护电路连接，所述欠压保护电路与放电继电器的两端连接。
进一步，所述防反二极管配有散热片。
另一方面，本发明提供的用于直流纯电动小火车的电池柜，所述电池柜应用如上部分或全部所述的电路控制结构。
进一步，所述电路控制结构包括位于柜体内的电路控制板，所述电路控制板上分布有蓄电池组、放电继电器、熔断器、防反二极管、欠压保护电路及温度传感器。
进一步，所述柜体的左侧壁分布有通信控制模块的通信控制端子、直流输出模块的直流输出端子、车载充电模块的车载充电端子及排风扇，所述柜体的右侧壁设置有外部充电模块的外部充电端子。
进一步，所述柜体的顶部设有吊装吊耳及防脱落吊耳。
与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括以下有益效果：该电路控制结构正常使用时，通过外部车辆钥匙控制放电继电器使蓄电池组放电，蓄电池组给整车设备供电；待车辆高压上电后，通过车载充电端子给蓄电池组进行恒流充电，且高压上电后，整车低压供电由整车其他辅助电源设备提供，该电池柜不再提供电能输出；该电池柜，通过直流输出模块实现低压直流稳定输出的功能，通过欠压保护电路的设计能够实现欠压自动断电保护的功能，通过温度传感器及冷却电路的设计，当环境温度高于65℃时，可自动切断输出，通过冷却电路对整个电池柜内部进行冷却降温，保护电池柜内部的电路控制结构。
此外，该电路控制结构及电池柜，蓄电池组可通过车载、外部两种方式对蓄电池进行充电，充电方式灵活，使用便捷；该电池柜，整体结构紧凑，适用于窄空间环境；整机采用吊装吊耳设计，可实现电池柜在列车底部的吊装安装，不占用列车车上空间；同时，增加防脱落吊耳设计，防止设备使用过程中出现掉落，损坏设备，增强二次安全保障。
附图说明
图1为本发明提供的用于直流纯电动小火车的电路控制结构的原理图；
图2为本发明提供的用于直流纯电动小火车的电池柜的结构图；
图3为图2的主视图；
图4为图2的左视图；
图5为图2的右视图；
图6为图2的剖视图；
图7为欠压保护电路的原理图。
其中：1、吊装吊耳；2、柜体；3、防脱落吊耳；4、柜体接地端子；5、柜锁；6、通信控制端子；7、直流输出端子；8、车载充电端子；9、外部充电端子；X1、外部充电端子；X2、车载充电端子；X3、直流输出端子；X4、通信控制端子；KM1、放电继电器；D1、防反二极管；F1、熔断器；S1、第一控制开关；S2、第二控制开关；13、排风扇；14、欠压保护电路；15、蓄电池组；16、温度传感器。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置的例子。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细描述。
一方面，参见图1所示，本发明提供的用于直流纯电动小火车的电路控制结构的原理图，包括蓄电池组15，蓄电池组15的正、负极输出端与通信控制模块X4连接形成第一回路；蓄电池组15的正极输出端依次经过放电继电器KM1、熔断器F1、防反二极管D1输出至直流输出模块X3，直流输出模块X3接地；熔断器F1和防反二极管D1之间的节点A处连接有冷却电路；通信控制端子X4包括多个连接端，分别用以和熔断器F1、继电器线圈KM、温度传感器16、放电继电器KM1、欠压保护电路14连接。
进一步，冷却电路包括排风扇13及用于控制排风扇13启动/停止的第二控制开关S2，第二控制开关S2与排风扇13串联连接；当温度传感器16检测到环境温度高于65℃时，放电继电器KM1自动切断、停止电压输出；同时，通过第二控制开关S2启动排风扇13，迅速对整个控制结构进行冷却降温，进而保护电池柜。
进一步，蓄电池组15的充电方式包括：蓄电池组15的正极通过第一控制开关S1与外部充电模块X1的一端连接，负极与外部充电模块X1的另一端连接；或者，蓄电池组15的正极通过放电继电器KM1与车载充电模块X2的一端连接，车载充电模块X2的另一端接地。基于该电路控制结构的电池柜，可通过车载、外部充电两种方式对蓄电池组15进行充电，充电方式灵活、使用便捷。
作为可选或优选的一种实施方式，蓄电池组15由两块免维护铅酸蓄电池串联形成，且该蓄电池的输出电压及电流为12V/200Ah，能够为整车提供低压24V负载。
进一步，通信控制模块X4的用以输入的连接端数量为12个，第1、2连接端与熔断器F1连接，第3、4连接端与继电器线圈连接，第5、6连接端与放电继电器KM1的两端连接，第7、8连接端分别与蓄电池组15的正、负极输出端连接，第9、10连接端与放电继电器KM1的两端连接，第11、12连接端与欠压保护电路14连接，欠压保护电路14与放电继电器KM1的两端连接。
进一步，防反二极管D1配有散热片，对防反二极管D1进行散热。
另一方面，参见图2-6所示，本发明提供的用于直流纯电动小火车的电池柜的结构图，该电池柜应用如上部分或全部所述的电路控制结构。
进一步，该电路控制结构包括位于柜体2内的电路控制板，电路控制板上分布有蓄电池组15、放电继电器KM1、熔断器F1、防反二极管D1、欠压保护电路14及温度传感器16。
进一步，柜体2的左侧壁分布有通信控制模块X4的通信控制端子6、直流输出模块X3的直流输出端子7、车载充电端子X2的车载充电端子8及排风扇13，柜体2的右侧壁设置有外部充电模块X1的外部充电端子9。
进一步，柜体2的顶部设有吊装吊耳1及防脱落吊耳3，吊装吊耳1的设计，可实现电池柜在列车底部的吊装安装，不占用列车车上的空间；防脱落吊耳3的设计，可防止电池柜使用过程中出现掉落、损坏设备，增强二次安全保障。
作为可选或优选的一种实施方式，温度传感器16的型号为pt100，当pt100温度传感器检测到环境温度高于65℃时，放电继电器KM1自动切断、停止电压输出；同时，通过第二控制开关S2启动排风扇13，迅速对整个控制结构进行冷却降温，从而保护电池柜。
进一步，结合图7所示，欠压保护电路14主要利用一比较电路，将电池柜的采样电压与基准电压进行比较，若采样电压高于基准电压，则比较器输出高电平，欠压保护电路继电器线圈吸合，电池柜的放电继电器KM1正常导通，输出电源；若采样电压低于基准电压，则比较器输出低电平，欠压保护电路继电器线圈断开，电池柜的放电继电器KM1断开，无法通过外部控制强制导通，从而起到欠压保护的功能，蓄电池组必须充电后，才可恢复正常工作状态。例如，当蓄电池组15输出电压低于17V时，欠压保护电路继电器线圈断开，自动切断放电继电器KM1，切断***电源输出，待蓄电池组15充电后，电压高于17V后，关断欠压保护电路，恢复工作状态，起到保护整个电路的作用。
这种直流纯电动小火车用电池柜，整体结构紧凑，各部件合理布局，适用于窄空间环境；其主要的工作参数如下：输出电压17.8～27.6V，持续输出电流200A，最大工作电流250A，工作温度-25～65℃，冷却方式为自然冷却+风冷冷却。该电池柜正常使用时，通过外部车辆钥匙控制放电继电器KM1控制电池柜蓄电池组15放电，24V电压电源供给整车各设备，启动各设备。待车辆高压上电后，通过车载充电端子X2给蓄电池组进行恒流充电，并且有高压后整车低压供电由整车其他辅助电源设备为整车提供低压电源，本电池柜不再提供输出。当车载辅助电源设备出现故障，无法提供低压电源时，本电池柜自动投入***，提供低压供电，确保整车各设备低压控制单元持续工作。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。
应当理解的是，本发明并不局限于上述已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.用于直流纯电动小火车的电路控制结构，其特征在于，包括蓄电池组(15)，所述蓄电池组(15)的正、负极输出端与通信控制模块(X4)连接形成一回路；所述蓄电池组(15)的正极输出端依次经过放电继电器(KM1)、熔断器(F1)、防反二极管(D1)输出至直流输出模块(X3)，所述直流输出模块(X3)接地；所述熔断器(F1)和防反二极管(D1)之间的节点A处连接有冷却电路；所述通信控制模块(X4)包括多个连接端，分别用以和熔断器(F1)、继电器线圈、温度传感器(16)、放电继电器(KM1)、欠压保护电路(14)连接。
2.根据权利要求1所述的电路控制结构，其特征在于，所述冷却电路包括排风扇(13)及用于控制排风扇(13)启动/停止的第二控制开关(S2)，所述第二控制开关(S2)与排风扇(13)串联连接。
3.根据权利要求1所述的电路控制结构，其特征在于，所述蓄电池组(15)的充电方式包括：
所述蓄电池组(15)的正极通过第一控制开关(S1)与外部充电模块(X1)的一端连接，负极与外部充电模块(X1)的另一端连接；
或者，所述蓄电池组(15)的正极通过放电继电器(KM1)与车载充电模块(X2)的一端连接，所述车载充电模块(X2)的另一端接地。
4.根据权利要求1所述的电路控制结构，其特征在于，所述蓄电池组(15)由两块免维护铅酸蓄电池串联形成。
5.根据权利要求1所述的电路控制结构，其特征在于，所述通信控制模块(X4)用以输入的连接端数量为12个，第1、2连接端与熔断器(F1)连接，第3、4连接端与继电器线圈连接，第5、6连接端与放电继电器(KM1)的两端连接，第7、8连接端分别与蓄电池组(15)的正、负极输出端连接，第9、10连接端与放电继电器(KM1)的两端连接，第11、12连接端与欠压保护电路(14)连接，所述欠压保护电路(14)与放电继电器(KM1)的两端连接。
6.根据权利要求1所述的电路控制结构，其特征在于，所述防反二极管(D1)配有散热片。
7.用于直流纯电动小火车的电池柜，其特征在于，所述电池柜应用如权利要求1-6任一项所述的电路控制结构。
8.根据权利要求7所述的用于直流纯电动小火车用电池柜，其特征在于，所述电路控制结构包括位于柜体(2)内的电路控制板，所述电路控制板上分布有蓄电池组(15)、放电继电器(KM1)、熔断器(F1)、防反二极管(D1)、欠压保护电路(14)及温度传感器(16)。
9.根据权利要求7所述的用于直流纯电动小火车用电池柜，其特征在于，所述柜体(2)的左侧壁分布有通信控制模块(X4)的通信控制端子(6)、直流输出模块(X3)的直流输出端子(7)、车载充电模块(X2)的车载充电端子(8)及排风扇(13)，所述柜体(2)的右侧壁设置有外部充电模块(X1)的外部充电端子(9)。
10.根据权利要求7所述的用于直流纯电动小火车用电池柜，其特征在于，所述柜体(2)的顶部设有吊装吊耳(1)及防脱落吊耳(3)。
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