一种轨道交通用车载无网作业综合供电系统的制作方法

1.本发明涉及轨道交通技术领域，具体为一种轨道交通用车载无网作业综合供电系统。


背景技术：

2.电力机车是指从外界撷取电力作为能源驱动的铁路机车，是一种非自带能源的机车。电力机车所需的电能需要由电气化铁路供电系统的接触网或第三轨供给，其具有功率大、过载能力强、牵引力大、速度快等特点。即电力机车采用在机车车顶安装受电弓，受电弓和电网接触，将电网上的电能转换成供给电力机车的驱动能。
3.在电力机车作业过程中，存在无电网或者电网无电的工况，在电力机车内部无外部电力供应的状态下存在着诸多问题，例如，在库内移车时，由于库内不会直接安装外部电网，所以需要直接借助外力的作用下将电力机车牵引进入到库内。
4.在申请号为201711085512.2的专利文件中，公开了一种牵引电机供电系统及电力机车供电设备，并具体公开了以下内容：设置有储能系统、接触器、逆变器和隔离开关，其中通过储能系统产生直流电，通过逆变器转换成交流电，从而给牵引电机供电，实现电力机车可以自主连续通过无电区。
5.上述申请文件中，没有考虑到对电力机车进行维修时的电能损耗，若电力机车在进行维修或者检查入库时，由于没有外部电网的存在，依靠储能系统能够实现将电力机车进行入库，此过程中会耗费电能，同时在进行维修和检查的过程中，往往需要耗费大量的时间，对电力机车的测试用电及电力机车内部的生活电器设备的消耗用电等，均会造成储能系统中的电能被大量利用，直至在维修或者检查结束后，储能系统中的电能不足以保证电力机车可以重新回到轨道上运行。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供了一种轨道交通用车载无网作业综合供电系统。
7.本发明所解决的技术问题为：电力机车在维修或者检查入库时，在没有外部电网存在的情况下，仅仅依靠储能系统实现电力机车入库，过程中会耗费大量的电能，且在维修和检查过程中，电力机车需要根据指令操作耗费大量电能，直至在维修和检查结束后，储能系统中的电能不足以保证长时间的消耗，电力机车剩余的电量不足以回到轨道上。
8.本发明可以通过以下技术方案实现：一种轨道交通用车载无网作业综合供电系统，包括充电机模块、电池组模块、监控模块和充电牵引模块，充电机模块用于获取电网上的电能对电池组模块进行充电；电池组模块包括钛酸锂电池组和电池管理单元，电池管理单元用于监控钛酸锂电池组的状态，将钛酸锂电池组的状态发送到监控模块中；监控模块用于获取供电系统中的状态信息；充电牵引模块基于在运行轨道上规划出维修轨道且电力机车处于维修轨道时，通过监控模块监控机车的电量，判断机车的电量是否可以维持生活用电，以及在维修结束后是否可以从维修轨道上自行移出，对机车进行充电和牵引移出。
9.本发明的进一步技术改进在于：还包括电源转换模块，用于将钛酸锂电池组的输出电压通过逆变单元转换成适用于机车内生活需要的电压等级。
10.本发明的进一步技术改进在于：充电牵引模块包括充电单元，充电单元用于通过监控模块获取数据t i，t i为外部输入的电力机车预计从停止到启动的时间，监控模块获取电池组模块的电量为q
电
，若在时间tr时，q
电
＜q
设
，q
设
为预设值，且若ti-tr＞tg时，tg为预设值，启动牵引机车对电力机车充电，电力机车充电后的电量为q
实
＝q
电
+gq
牵
(ti-tr)，g为赋值系数，q
牵
为牵引机车起始充电时的电量。
11.本发明的进一步技术改进在于：充电牵引模块还包括牵引单元，牵引单元用于在对电力机车充电结束时，监控模块调取运行轨道上没有机车经过的时间段，牵引机车在所得时间段内驶入运行轨道上，利用电网对牵引机车充电。
12.本发明的进一步技术改进在于：充电牵引模块包括判断单元，判断单元用于当电力机车在维修轨道上检修结束后，判断电力机车的电能是否足以将电力机车带到运行轨道上，若是，则电力机车从运行轨道上驶出；若否，则启动牵引机车将电力机车从维修轨道上拉到运行轨道上。
13.本发明的进一步技术改进在于：判断单元的具体判断步骤包括：监控模块获取钛酸锂电池组模块的电能q1，得到钛酸锂电池组剩余电能百分比：q为钛酸锂电池组的总电能；监控模块获取电力机车的总重量m，得到电力机车移动到运行轨道时需要的电量百分比l为从当前位置移动到运行轨道的长度，e#为空载时单位长度移动需要的电量，ke#为每增加m重量的负载时需要的耗电量，∑ke#为外加总负载所需要的耗电量；判断若q*＞q总*，电力机车从维修轨道直接驶入运行轨道，若q*＜＝q总*，启动牵引机车将电力机车从维修轨道拉到运行轨道上。
14.本发明的进一步技术改进在于：还包括无火回送模块，用于通过电力机车中牵引电机励磁自发电，通过电源转换模块将所得电进行整流，将整流电分别发送给钛酸锂电池组充电和给辅助负载供电。
15.本发明的进一步技术改进在于：还包括主动灭火模块，用于通过感温磁发电组件和温度一氧化碳复合探测器监控钛酸锂电池组的温度和一氧化碳浓度，利用电磁感应原理产生脉冲信号触发灭火系统，且将反馈信号发送到监控模块中的报警主机中。
16.本发明的进一步技术改进在于：监控系统通过can总线分别连接在充电机模块、电池管理单元和电源转换模块通信，获取模块生成的状态信息，控制各模块的工作模式，将状态信息和工作模式显示在显示屏上。
17.与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
18.1、本技术通过采用充电机模块接触电网，利用充电机模块对电池组模块进行充电，并且利用电源转换模块实现电能的利用，确保在电力机车上电源可以短时间内通过无网区域；本技术中采用的是钛酸锂电池组，相比于普通的电池组，本技术中的电池组在相同体积和重量下，可以储存更多的电能，且功率密度相较于普通电池极大，可以释放出很大的
功率，满足机车上的压缩机功率、库内移车启动功率和生活供电功率的需要；且本技术采用有充电牵引模块，在维修时间过长，导致电能利用在各种维修指令操作或者生活供电时，可以根据充电牵引模块中的充电功能对电力机车的电能进行及时的补充，可以保证后续的维修指令的实现以及生活用电的提供，若在维修结束后，机车剩余电量不足以使得电力机车自行驶入运行轨道，可以将机车进行牵引移出，节省充电时间，直接将机车引出到电网上，即可以实现边前进边充电，保证电力机车回归轨道的时效性。
19.2、本技术通过设置有牵引单元，通过监控模块对运行轨道上的运行数据进行实时调取，得到运行轨道上没有机车经过的时间段，并保证牵引机车在所得时间段内驶入运行轨道，实现对牵引机车的充电，在对电力机车进行维修操作过程中，牵引机车可以充分的实现充电，从而确保对电力机车进行充电或者牵引移出，且监控模块的存在，对整个系统的状态进行监控，得到各种状态数据以及模式数据，将其展示在显示屏上，使得系统工作直观化。
附图说明
20.为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
21.图1为本发明的系统原理框图；
22.图2为本发明的维修轨道一位置示意图；
23.图3为本发明的维修轨道二位置示意图；
24.图4为本发明的安装结构示意图一；
25.图5为本发明的安装结构示意图二；
26.图6为本发明的安装结构示意图三；
27.图7为本发明电路结构示意图；
28.图8为本发明机车关联关系示意图；
29.图9为本发明的电池柜示意图。
30.图中：1、电力机车；2、电网；3、运行轨道；4、牵引机车；5、辅助轨道；6、维修轨道；7、安装板；8、安装电机；9、安装轴；10、紧压橡胶座；11、紧压套；12、连接电机；13、连接滑板；14、连接板；15、连接螺杆；16、安装滑板；17、侧边套；18、限位杆；19、安装螺杆。
具体实施方式
31.为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。
32.请参阅图1-9所示，一种轨道交通用车载无网作业综合供电系统，包括充电机模块、电池组模块、电源转换模块和监控模块，其中电池组模块采用的是钛酸锂电池，钛酸锂电池具有极高的安全系数、宽温性能好、循环寿命长等特点，可以适用于电力机车上。
33.在本技术中，首先充电机模块是用于在电力机车升弓后给电池组模块进行充电，其中电力机车的受电弓在升弓接触到电网后启动充电机模块，即接触网高压经车载辅助变流器，输出交流380v接入到充电机模块的输入端，在经过充电机模块进行整流降压后输出直流110v，用于对电池组模块进行充电；
34.设定要求为：额定电流50a，稳流精度为
±
1％；输出额定电压为110v，稳压精度为
±
0.5％，额定功率为10kw，而通信方式采用的是can接口，方便电池管理单元精准控制充电机模块的输出电压和电流值，保证充电时的稳定性，维护充电过程中的安全。
35.而电池组模块包括直流110v钛酸锂电池和电池管理单元，其中直流110v钛酸锂电池的电芯采用钛酸锂电池，钛酸锂电池的能量密度是铅酸蓄电池的1.5倍，功率密度是铅酸蓄电池的20-30倍，电池管理单元能够监控电池组的状态，并根据使用环境对充放电过程进行控制，保证电池安全的前提下最大限度的利用电池存储的能量；
36.其中钛酸锂电池的设计能量为36kwh，满足库内移车和生活用电的需求，电芯规格为40ah/2.35v，模组成组方式为4p12s，电池组额定电压为112.8v，循环寿命大于1万次，电池管理单元具备过压、过流、过载、短路保护等保护功能。
37.电池转换模块是将钛酸锂电池的输出电压进行转换，分别转换成交流380v的空调、厕所等加热电源；交流220v的司机室内的暖风机、电茶炉、微波炉等生活电器电源；交流70-120v的牵引电机电、驱动及车库内的移车动力源；以及直流110v的车辆控制和灯光照明等电源，其输入端和钛酸锂电池组的直流母线连接；
38.在将钛酸锂电池的输出端电压进行转换时，采用了相关的逆变单元进行改变，包括交流380v逆变单元、交流220v逆变单元、交流70-120v逆变单元和直流110单元，上述逆变单元采用的参数是额定输入电压为110v，输出稳定功率为30kw，过载能力为120％。
39.而利用监控模块对充电机模块、电池组模块和电源转换模块进行通信，获取各个模块的状态信息，控制各个模块的工作模式，将信息显示在监控屏上。
40.利用上述充电机模块、电池组模块、电源转换模块和监控模块的共同作用，实现充电蓄能的功能、库内移车的功能、天窗点生活电源提供和无火回送等具体的实现。其中库内移车是利用在电力机车在进行维修或者检查入库时，无需外部牵引的力量，由钛酸锂电池组电源，通过交流70-120v逆变器，给牵引电机提供变频电源，驱动机车以约5km/h的速度运行入库，此时电力机车由司机台的主控器进行操纵。而天窗点生活电源是由钛酸锂电池组电源，通过逆变单元，输出交流380v电力，对空调、厕所等加热器的功能的供电，输出交流220v电力，供应司机室内部的暖风机、电茶炉、微波炉等生活电器的供电，输出直流110v电力，供应车辆控制以及车内照明；对无火回送，是采用牵引电机励磁自发电，通过电源转换模块整流后给钛酸锂电池组充电，同时用于生活电器的供电。
41.在上述操作中，能够使得无需接触电网，就可以实现电力机车的移动，实现电力机车的入库，以及入库后电力机车上的基础电能消耗。且由于本技术将电池组模块采用具体的钛酸锂电池，能够保证电能的供应。
42.综上，本技术中以钛酸锂电池组为动力源，实现机车在库内及无接触网区段低速、短距离移车，其电池在无其他负载的条件下，机车速度不大于6km/h，能够实现驱动机车单机运行5000m的距离；且在天窗点及无火回送模式时也能够改善生活供电问题，满足开天窗器件四级的正常生活用电需求，不少于4小时；本技术中无火回送自发电功能，由牵引电机励磁自发电，通过电源转换模块整流后给钛酸锂电池组充电，同时用于生活电器供电；最后本技术加装动力电源及其管理模式等设备不能改变机车原有的功能，双电源切换要流畅，使得机车能够安全可靠的运行。
43.具体实例如下：
44.电压类型为3ac440v对应的功率总为46kw；
45.电压类型为3ac230v对应的功率总为10kw；
46.电压类型为dc110v对应的功率总为1kw。
47.具体工作原理为：
48.(1)充电蓄能：受电弓从电网2上3ac440v获得电力，整流降压到直流110v，给电力机车多功能供电装置内部的电池组模块充电；
49.(2)无接触网库内移车：库内及无接触网区段短距离动车时，以钛酸锂电池组为动力源，经过直交流电源转换模块，将直流110v转换成3ac440v、60hz的交流电，再经过辅助变压器升压至3ac762v，给辅助变流器模块，经过辅助变流器模块整流为直流电进入中间直流环节，由逆变模块驱动牵引电机工作；
50.(3)生活供电：由钛酸锂电池组供电，通过直交流电源转换模块，将钛酸锂电池组直流110v直流电转换成3ac 440v、60hz交流电，供应空调、厕所加热等；并通过车上现有的变压器输出3ac230v电力，输送到司机室内部的暖风机、电茶炉、微波炉等生活电器，车辆控制与照明由钛酸锂电池组直接输出110vdc电力供用；
51.(4)无火回送：无火回送时，通过dc/ac电源转换模块，将钛酸锂电池组dc110 v直流电转换为3ac 440v、60hz交流电，供给到变流器柜，将变流器中间直流电压升至超过dc900v，对牵引电机进行预励磁；当满足条件时，司机可在显示器上操作进入无火回送发电模式时，tcu收到该信号后控制电机切换模式，电机工作在制动发电工况，维持中间电压在dc1800v，启动辅助变流器，牵引变流器输出的电能经辅助变压器后分为两路，一路经过新增的电源转换模块(充电机)整流后给钛酸锂电池组充电，一路用来给辅助负载供电；
52.(5)紧急补风：在无接触网库内动车前，需保证机车制动风压。通过新增的dc/ac电源转换模块，将dc110v直流电转换为3ac 440v、60hz交流电，可单独驱动1台30kw主空压机运行；
53.(6)监控模块：通过can总线分别于充电机模块、电池管理模块和电源转换模块通信，获取各模块的状态信息，控制各模块的工作模式，并将信息显示在监控屏上。
54.本技术中储能电池容量最少需要34kwh，采用一个柜体含钛酸锂电池容量54.1kwh及bms系统，满足生活用电和库内机车用电，其中bms系统是俗称之为电池保姆或电池管家，主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。
55.为了确保钛酸锂电池组的安全使用，可以在电池柜上设置顶装式机柜空调，用于给钛酸锂电池散热，保障电池的可靠运行，在钛酸锂电池使用效率高达98％，而系统生活用电最高使用功率为8.5kw，且耗散发热量约为170w，综合考虑机械间的高温环境因素，选用制冷量为1200w的机柜空调，当机柜内温度超过50摄氏度时，启动机柜空调运行，在外部温度为60摄氏度时控制机柜在45摄氏度以下。
56.同时为了保证系统的安装进行，设置有主动灭火模块，其由监控模块进行监控使用，主动灭火模块采用新型气体灭火装置，该装置采用常压液态存储，具有体积小、灭火高效、迅速、无毒无腐蚀、绿色环保、易安装、用后无残留等优点，特别适用于电气柜、电池箱等相对密闭空间。灭火剂具有快速的热交换效率，可瞬间降低火场温度。同时灭火剂分子可破坏燃烧的链式反应自由基，以达到抑制火灾效果。由于这些特殊的灭火和冷却效果，它是用来灭锂电池与电气火灾和抗复燃的理想灭火剂；
57.主动灭火模块的触发采用的是感温磁发电组件和温度一氧化碳复合探测器两种方式，感温磁发电组件无需电池等外部电源供电。通过感应环境温度变化，利用电磁感应原理产生脉冲电流，触发灭火系统进行灭火，同时向监控模块中的报警主机传递反馈信号；
58.温度一氧化碳复合探测器通过探测动力电池箱等物体因内部短路、过冲过放和碰撞等导致的热失控燃烧所产生有毒害及可燃气体，进行火灾判断。同时监测实温度等信息，可以及时发现早期火灾并报警，防止火灾事故发生。探测器信号同时接入监控模块。
59.但钛酸锂电池构建的系统的添加，就会导致电力机车整体的负载也会随之增加，在存在触电网的情况下，触电网需要多出电能用于对电力机车上的钛酸锂电池组的移动，所以为了减轻电力机车整体的负荷，降低运行成本，所以钛酸锂电池构建的单独系统不应该太过庞大，支撑电力机车能够坚持时间应该视需要定制，这个定制需要应该考虑在无电区也能实现运动的距离，保证电力机车的行驶，而不能作为入库维修或者检测时所需要的电力消耗，所以电力机车在维修时需要用到相应的辅助设备，确保其能够在正常入库的基础上也能够正常出库。同时钛酸锂电池随着容量越大，若出现故障，则短期内的破坏性也越大，所以在一定的范围内，配备一定容量的储能设备即可。
60.在对电力机车1进行维护和检修时，需要将电力机车1从运行轨道3移动到维修轨道6上，由于电力机车1内部设置有电池组模块，能够将电力机车1开到维修轨道6上，从维修轨道6上进入到相应的检修库内进行检修，由于电力机车1上会携带有大量的货物或者其余的负载，则电力机车1在进入维修轨道6上，此过程会耗费一定量的电能，当电力机车1在检修库内进行检修时，由于时间不计，在此过程中，需要部分电能用于完成检修时的动作以及电力机车1内部的天窗点生活电的消耗，设置判断单元用于判断在检修后，剩余电能能够将电力机车1重新带到运行轨道3上。
61.其中判断单元首先需要获取电池组模块剩余的电能q1，电池组模块的总电能为q，得到剩余电能百分值为此时计算电力机车1的总重量为m，空载时单位长度移动需要的电量为e#，每增加m的负载，则需要耗电量为ke#，k为预设值，此时，电力机车1移动单位长度所需要的电量为e#+σke#，∑ke#为外加总负载所需要的耗电量，由判断单元获取当前位置需要移动的长度为l，则总耗电量为l*(e#+σke#)，判断耗电量百分比为判断单元比较q*和q总*的大小：
62.若q*＞q总*，则可以利用电力机车1直接进行开出；
63.若q*ω＝q总*，则需要备份方案。
64.本技术中的备份方案包括两种方式，具体如下：
65.实施例一：在运行轨道3上设置有若干组维修轨道6，在每一个维修轨道6上均设置有牵引机车4，电力机车1可以选择在某个维修轨道6上进行维修，所以可以临时停滞两个电力机车1，利用牵引机车4可以实现将电力机车1从维修轨道6上移出，具体是：当有电力机车1需要进入到维修轨道6上时，利用牵引机车4移出维修轨道6，并且向着电力机车1前进的方向移动一定距离，此时电力机车1依靠自身具有的电池组模块，驶入维修轨道6内部，随后利
用牵引机车4重新进入到维修轨道6内部，连接电力机车1的尾端，在电力机车1需要备份方案时，将电力机车1从维修轨道6上拉出至运行轨道3上，重新将电力机车1顶部的受电弓接触电网，此时电力机车1直接运行，牵引机车4回至维修轨道6上，此过程不会影响相邻的维修轨道6的使用。
66.实施例二：在运行轨道3上接驳有辅助轨道5和维修轨道6，其中，维修轨道6的另一端也连接在运行轨道3上，在本技术中，维修轨道6较短，牵引机车4首先停滞在辅助轨道5上，电力机车1驶入到维修轨道6上，此时牵引机车4不能再驶入维修轨道6内部，给维修轨道6造成负担，若在对电力机车1内还存有余电，则电力机车1直接通过维修轨道6驶入运行轨道3上，若电力机车1在检修后没有余电，则牵引机车4驶入到维修轨道6，将电力机车1从维修轨道6拖出至运行轨道3后，牵引机车4重新回归辅助轨道5。
67.为了使得电力机车1和牵引机车4连接，其中电力机车1后方均匀设置有安装结构，而在牵引机车4前方均匀设置有连接结构，利用连接结构和安装结构的配合，实现将牵引机车4和电力机车1进行连接，实现利用牵引机车4将电力机车1拖出的操作。
68.安装结构包括安装板7，在安装板7上固定有用于提供动力的安装电机8和用于限位的限位杆18，安装电机8驱动连接安装螺杆19，在安装螺杆19上螺纹设置有安装滑板16且安装滑板16和限位杆18滑动连接，实现在安装电机8启动时，带动安装螺杆19转动，使得安装滑板16在限位杆18的作用下横向滑动，在安装滑板16中间固定有侧边套17，在安装板7侧边的固定处固定有安装轴9，其中侧边套17的内径尺寸和安装轴9的尺寸相同，即侧边套17可以套接进入到安装轴9外部，在安装轴9的端部固定有紧压橡胶座10，用于避免产生滑动。
69.连接结构包括连接板14，其中连接板14上固定有连接电机12，连接电机12驱动连接螺杆15，在连接板14上还设置有用于限位的移动杆，其中连接螺杆15上螺纹设置有连接滑板13且连接滑板13和移动杆滑动连接，其中连接滑板13中间开设有穿孔，在穿孔的两侧均设置有紧压套11，其中穿孔比安装轴9的尺寸稍大一些，即利用连接电机12可以带动连接螺杆15，进而使得连接滑板13进行移动，直至进入到安装轴9内部，实现对连接滑板13的安装，随后利用紧压套11和紧压橡胶座10的紧压，减小连接滑板13相对于安装轴9的滑动，确保拖动时的安全性。
70.在本技术中，首先利用牵引机车4移动靠近电力机车1，直至连接滑板13进入到安装轴9和安装滑板16之间，随后利用连接电机12动作，将连接滑板13套接在安装轴9上，直至紧压橡胶座10和紧压套11接触，随后利用安装电机8带动安装螺杆19，使得安装滑板16带动侧边套17，将侧边套17套接在安装轴9上后，紧压在连接滑板13上，实现牵引机车4和电力机车1的连接牵引。
71.或者在检修过程中，将牵引机车4作为中间电源对电力机车1进行充电进行输电。若电力机车1入库时间太长，则可能电量存在完全消耗的状况，直接影响电力机车1上的生活用电，此时为了保障对电力机车1的电量供应，所以牵引机车4可以进行充电操作，即若电池的电量q
电
小于预设值q
设
，则牵引机车4通过将自身的电量以放电的形式充入到电力机车1内部，保证电力机车1的用电。
72.此时直至将牵引机车4内部的电量完全充入到电力机车1内部，此时监控模块调取运行数据，调取运行轨道3上没有机车经过的时间段，从而将牵引机车4通过受电弓在电网2上进行充电。
73.具体过程如下：首先通过外部输入，电力机车1预计从停止到启动的时间为ti，在时间tr时，q
电
＜q
设
，q
设
为预设值，tr为从停止开始，到q
电
＜q
设
所经历的时间长度；
74.此时得到距离发车还需要的时间为ti-tr，若ti-tr＞tg时，tg为预设值，则此时应该维持电力机车1上的日常生活需要，所以需要对电力机车1进行充电；
75.此时牵引机车4还剩余的电量为q
牵
，牵引机车利用q
牵
给电力机车1充电，此时电力机车1在充电后的电量为q
实
＝q
电
+gq
牵
(ti-tr)，g为赋值系数。
76.充电结束后，利用监控模块调取物联网上关于运行轨道3上的运行数据，调取运行轨道3上没有机车经过的时间段，将牵引机车4移动到运行轨道3上，利用电网2对牵引机车4进行充电。
77.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

技术特征：
1.一种轨道交通用车载无网作业综合供电系统，其特征在于：包括监控模块和充电牵引模块；所述监控模块用于获取供电系统中的状态信息；所述充电牵引模块基于在运行轨道上规划出维修轨道且电力机车处于维修轨道时，通过监控模块监控机车的电量，判断机车的电量是否可以维持生活用电，以及在维修结束后是否可以从维修轨道上自行移出，对机车进行充电和牵引移出。2.根据权利要求1所述的一种轨道交通用车载无网作业综合供电系统，其特征在于，包括充电机模块和电池组模块，所述充电机模块用于获取电网上的电能对电池组模块进行充电；所述电池组模块包括钛酸锂电池组和电池管理单元，所述电池管理单元用于监控钛酸锂电池组的状态，将钛酸锂电池组的状态发送到监控模块中。3.根据权利要求1所述的一种轨道交通用车载无网作业综合供电系统，其特征在于，还包括电源转换模块，用于将钛酸锂电池组的输出电压通过逆变单元转换成适用于机车内生活需要的电压等级。4.根据权利要求1所述的一种轨道交通用车载无网作业综合供电系统，其特征在于，充电牵引模块包括充电单元，所述充电单元用于通过监控模块获取数据ti，ti为外部输入的电力机车预计从停止到启动的时间，监控模块获取电池组模块的电量为q
电
，若在时间tr时，q
电
＜q
设
，q
设
为预设值，且若ti-tr＞tg时，tg为预设值，启动牵引机车对电力机车充电，电力机车充电后的电量为q
实
＝q
电
+gq
牵
(ti-tr)，g为赋值系数，q
牵
为牵引机车起始充电时的电量。5.根据权利要求4所述的一种轨道交通用车载无网作业综合供电系统，其特征在于，所述充电牵引模块还包括牵引单元，所述牵引单元用于在对电力机车充电结束时，所述监控模块调取运行轨道上没有机车经过的时间段，牵引机车在所得时间段内驶入运行轨道上，利用电网对牵引机车充电。6.根据权利要求1所述的一种轨道交通用车载无网作业综合供电系统，其特征在于，所述充电牵引模块包括判断单元，所述判断单元用于当电力机车在维修轨道上检修结束后，判断电力机车的电能是否足以将电力机车带到运行轨道上，若是，则电力机车从运行轨道上驶出；若否，则启动牵引机车将电力机车从维修轨道上拉到运行轨道上。7.根据权利要求6所述的一种轨道交通用车载无网作业综合供电系统，其特征在于，所述判断单元的具体判断步骤包括：监控模块获取钛酸锂电池组模块的电能q1，得到钛酸锂电池组剩余电能百分比：所述q为钛酸锂电池组的总电能；所述监控模块获取电力机车的总重量m，得到电力机车移动到运行轨道时需要的电量百分比l为从当前位置移动到运行轨道的长度，e#为空载时单位长度移动需要的电量，ke#为每增加m重量的负载时需要的耗电量，∑ke#为外加总负载所需要的耗电量；判断若q*＞q总*，电力机车从维修轨道直接驶入运行轨道，若q*＜＝q总*，启动牵引机车将电力机车从维修轨道拉到运行轨道上。8.根据权利要求3所述的一种轨道交通用车载无网作业综合供电系统，其特征在于，还包括无火回送模块，用于通过电力机车中牵引电机励磁自发电，通过电源转换模块将所得
电进行整流，将整流电分别发送给钛酸锂电池组充电和给辅助负载供电。9.根据权利要求1所述的一种轨道交通用车载无网作业综合供电系统，其特征在于，还包括主动灭火模块，用于通过感温磁发电组件和温度一氧化碳复合探测器监控钛酸锂电池组的温度和一氧化碳浓度，利用电磁感应原理产生脉冲信号触发灭火系统，且将反馈信号发送到监控模块中的报警主机中。10.根据权利要求3所述的一种轨道交通用车载无网作业综合供电系统，其特征在于，所述监控系统通过can总线分别连接在充电机模块、电池管理单元和电源转换模块通信，获取模块生成的状态信息，控制各模块的工作模式，将状态信息和工作模式显示在显示屏上。

技术总结
本发明公开了一种轨道交通用车载无网作业综合供电系统，涉及轨道交通技术领域，包括监控模块和充电牵引模块，本申请中采用的是钛酸锂电池组，相比于普通的电池组，本申请中的电池组在相同体积和重量下，可以储存更多的电能，且功率密度相较于普通电池极大，可以释放出很大的功率，满足机车相关的需要；且本申请采用有充电牵引模块，在维修时间过长，导致电能利用在各种维修指令操作或者生活供电时，可以根据充电牵引模块中的充电功能对电力机车的电能进行及时的补充，若在维修结束后，机车剩余电量不足以使得电力机车自行驶入运行轨道，可以将机车进行牵引移出，节省充电时间，直接将机车引出到电网上，即可以实现边前进边充电。电。电。


技术研发人员：苏天祺 赵阳 高伟 石中华 罗策勇 王林涛 苗宏亮
受保护的技术使用者：陕西靖神铁路有限责任公司
技术研发日：2022.12.13
技术公布日：2023/3/14