[发明专利]一种长编组列车低压直流扩展供电系统及方法

说明书

一种长编组列车低压直流扩展供电系统，包含供电电路、中央控制单元、执行机构、显示器，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，当故障工况下，前后半列车低压供电故障，采用直流扩展供电方式，将正常半列车供电电源扩展至故障半列车，可满足整列车基本运转需求，维持列车继续运行，控制方法可靠稳定。

技术领域

本发明涉及一种动车组扩展供电技术，尤其是涉及一种基于列车总线系统TCMS的长编组列车低压直流扩展供电系统及方法。

背景技术

中国高速铁路的建设和发展，给高速动车组列车提出了更高要求。长编组高速动车组提供了安全可靠、高速度以及大运量的运力保障。如图1所示，当前典型的长编组列车由前后半列车组成共有16编组，前半列车为8编组，后半列车也是8编组，每个8编组列车内部有4个辅助供电系统，4个辅助供电系统并联为8编组内交流380V母线供电，前后半列车的交流母线并不贯通，半列车内部交流母线上带2个充电机负载，充电机接受交流母线上的3相交流电，将交流电转化为低压直流110V电源，为半列车内部直流负载供电，同时为蓄电池充电。充电机为3路直流母线供电，分别为BN1、BN2和BD，其中BN1和BN2为直流非永久母线受司机开关操作控制，BD为直流永久母线只要蓄电池不亏电将一直处于有电状态。

典型长编组列车前后半列内部低压直流母线同样独立控制，整车低压直流母线也没有实现贯通，继承原8编组列车直流供电以及负载管理的控制方法，软件易于实现同时保持了前/后半列车内部控制的灵活性和独立性。

然而长编组列车运行过程中，由中压供电系统故障或充电机故障，导致前后半列车（8编组）内部低压供电故障，将影响列车正常运营。故障半列车内部低压直流控制器不能正常工作，半列车的内部低压控制电路无法持续正常运行，蓄电池存在亏电的风险，列车无法维持正常运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：当长编组列车前后半列车8编组内部无法正常提供低压直流电时，为保障车辆基本运行需求，将正常8编组列车的低压直流电扩展到故障半列车。

为解决上述技术问题，本发明提供一种长编组列车低压直流扩展供电系统，其特征在于包含：

1、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；

2、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，包括：

（1）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；

（2）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，其包括：

（2.1）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；

（2.2）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；

（2.3）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；

（3）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；