[发明专利]一种长编组列车低压直流扩展供电系统及方法

权利要求书

1.一种长编组列车低压直流扩展供电方法，其特征在于：包含扩展供电系统，所述的扩展供电系统包括：

供电电路，用于将蓄电池的直流电通过空开和可编程控制硬件DO，作用到执行机构上，为执行机构的动作提供电能；

中央控制单元，收集并监视列车状态，通过软件运算发布控制指令、车辆状态信息、引导司机操作信息；中央控制单元输出的直流扩展供电指令，通过总线发送给可编程器件DO，DO将该指令作为触发条件，控制内部触点动作，其中，中央控制单元包括采集模块、运算模块、人机交互模块、更新模块：

采集模块，用于周期性实时采集列车状态数据，包括高压供电状态、中压供电状态、低压供电状态；

运算模块，根据采集模块的输出列车状态，判断半列车是否供电异常需扩展供电，另外半列车是否具备扩展供电能力；同时综合评价列车状态提供状态提示和司机操作引导信息；

人机交互模块，从延时模块获取低压直流扩展供电允许信号后，根据高压供电状态决定司机引导操作信息；

更新模块，用于将延时输出模块以及人机交互模块输出的指令或状态更新在总线上，可编程DO器件和硬件显示器从总线上收到数据后，调整DO内部触点状态并实时更新显示和引导信息；

执行机构：包括三个断路器，用于将蓄电池的电能作用到继电器线圈上，使对应的直流母线处于贯通状态，列车进入低压扩展供电模式；

显示器：用于显示列车供电状态，通过触屏发布控制命令；

所述的运算模块包括：

计数模块，根据采集模块输入的列车状态，统计前/后半列车内部充电机可用率；

比较模块，用于判断前/后半列车内部充电机可用率是否低于50%或者高于75%，可用率低于50%说明该半列供电异常需要扩展供电，高于75%说明该半列正常供电且具备扩展能力；

延时输出模块，比较模块判断的所有结果均满足条件后，得到预输出信号，预输出信号经过5s延时后输出低压直流扩展供电允许信号；

方法过程包括下列步骤：

1）周期性实时采集列车状态数据，调用采集模块获取高压供电状态，充电机可用状态，蓄电池可用状态，蓄电池电压和电量，低压器件空开和继电器状态；

2）计算前/后半列车内部充电机可用率：

其一：判断前/后半列车内部充电机可用率是否低于50%或者高于75%；

当前/后半列车独立工作时，直流母线未贯通，当半列车内部可用率高于75%，说明该半列正常供电且具备扩展能力；当半列车内部可用率低于50%，说明该半列供电异常需要扩展供电；

其二：将蓄电池电量和电压与设置好的门槛值比较，判断是否低于预设门槛值；

其三：将当前蓄电池电量和电压与上一采集周期数值对比，判断蓄电池电量和电压是否持续降低，如当前电量电压数值小于前一采集周期数值，表明车辆负载正在消耗蓄电池电能，电量电压正在继续降低；

3）经过2）的三步判断后，判断结果取“与”逻辑得到预输出信号，预输出信号经过延时模块后输出运算结果“直流扩展供电允许”，延时输出的意义在于预输出信号需要持续5s以上保持有效才能正常输出，避免预输出信号抖动造成的最终输出信号不稳定；

4）直流扩展供电允许信号有效后，该信号通过总线发送到显示模块，列车显示器提示司机断开高压电后切除故障半列车的充电机，同时显示充电机各种工作状态，执行机构工作状态，直流扩展供电模式成功提示；

5）更新总线上的DO控制命令，当全列车高压电断开，故障半列车充电机切除后，更新发给DO的控制命令，该控制命令由0变为1，并在总线上实时更新，DO硬件设备收到该控制命令变化后，控制硬件DO触点闭合。