一种双源无轨电车的开关箱的制作方法

1.本发明涉及一种双源无轨电车的开关箱，属于无轨电车设备领域。


背景技术：

2.目前仍有很多一线城市用双源无轨电车作为城市公交工具。而相对于纯电动汽车来说，电动汽车的标准逐步提升，纯电动汽车的内部部件也越来越精化。无轨电车也需要进行升级，包括其防护等级、emc、功率密度、集成度的考量，开关箱作为无轨电车的重要部件，为其余高压部件提供稳定可靠的工作环境，现有的无轨电车开关箱，空间利用率低、功能简单、故障点多，同时在安全性、振动、结构紧凑等方面都有待提高，因此开发一款结构紧凑、兼容性优良，集成度高且安全可靠的开关箱尤为重要。


技术实现要素：

3.针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提出了一种双源无轨电车的开关箱，其集成的包括预充电功能、整车控制功能、脱线警报功能、电能计量功能、绝缘检测功能、高压采样功能，通过多重保护提升开关箱的可靠性能，通过干扰吸收器加强整车内控制信号的传输。
4.本发明提出了一种双源无轨电车的开关箱，包括：
5.箱体，
6.设置在所述箱体内的整车控制器；
7.设置在所述箱体内的若干功能模块，所述功能模块通过can网络与所述整车控制器相连，并且各个功能模块分别实现预充电功能、脱线报警功能、电能计量功能、绝缘监测功能及高压采样功能。
8.本发明的进一步改进在于，所述功能模块包括实现预充电功能的预充电模块，所述预充电模块包括主接触器、预充接触器以及预充电电阻，
9.其中，所述预充电电阻限制为主回路电容充电电流，当主回路电容的电压接近电池电压或线网电压时，预充电接触器断开，主接触器闭合完成预充。
10.本发明的进一步改进在于，所述功能模块包括用于实现脱线报警功能的脱线报警模块。
11.本发明的进一步改进在于，所述功能模块还包括用于实现电能计量功能的电能计量模块，所述电能计量模块连接有设置在线网端的电压传感器和电流传感器、设置在电池端的电压传感器和电流传感器，以及设置在负载端的电压传感器和电流传感器。
12.本发明的进一步改进在于，所述功能模块还包括用于实现绝缘监测功能的绝缘监测模块，所述绝缘监测模块包括检测车辆运行时主回路与车身绝缘情况的绝缘检测仪。
13.本发明的进一步改进在于，所述功能模块包括用于实现高压采样功能的高压采样模块，所述高压采样模块包括若干高压采样接口，用以为其他部件采集电池或线网电压。
14.本发明的进一步改进在于，所述箱体上设置有主回路保护系统，所述主回路保护
系统包括快速熔断器、防反向二极管以及阻容吸收。
15.本发明的进一步改进在于，所述箱体的侧面设置有散热器。
16.本发明的进一步改进在于，所述箱体的正负输入两端设置干扰吸收器。
17.本发明的进一步改进在于，所述箱体内设置有正杆接触器。
18.与现有技术相比，本发明的优点在于：
19.本发明所述种双源无轨电车的开关箱，其集成的包括预充电功能、整车控制功能、脱线警报功能、电能计量功能、绝缘检测功能、高压采样功能，通过多重保护提升开关箱的可靠性能，通过干扰吸收器加强整车内控制信号的传输。
20.本发明所述种双源无轨电车的开关箱，具有多功能、高集成度、安全可靠的优点，其宽范围的电压工作区间，可以在600v/750v线网模式或电池模式下正常工作。
附图说明
21.下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：
22.图1所示为本发明的一个实施例的双源无轨电车的开关箱的结构示意图，显示了俯视的状态；
23.图2所示为本发明的一个实施例的双源无轨电车的开关箱的结构示意图，显示了仰视的状态；
24.图3所示为本发明的一个实施例的双源无轨电车的开关箱的结构示意图，显示了左侧视图的状态；
25.图4所示为本发明的一个实施例的双源无轨电车的开关箱的结构示意图，显示了右侧视图的状态；
26.图5所示为本发明的一个实施例的双源无轨电车的开关箱的电路原理示意图；
27.附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
28.在附图中各附图标记的含义如下：1、箱体，2、散热器，3、整车控制器，4、脱网保护板，5、高压连接器，6、预充电电阻，7、防反向二极管，8、阻容吸收，9、指示灯，10、充电接触器，11、主接触器，12、线网接触器，13、电池接触器，14、干扰接触器，15、电压传感器，16、快速熔断器，17、电能计量模块，18、绝缘监测模块，19、预充电接触器，20、电流传感器。
具体实施方式
29.为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。
30.图1示意性地显示了根据本发明的一个实施例的一种双源无轨电车的开关箱，其包括箱体1。所述箱体1为长方体型的结构，包括箱体1的上端和下端设置盖板。所述箱体1内设置有整车控制器3，用于控制各个功能模块，实现整车控制功能。箱体1内的若干功能模块通过can网络与整车控制器3相连，并且各个所述功能模块用于分别实现预充电功能、脱线报警功能、电能计量功能、绝缘监测功能以及高压采样功能。
31.在一个实施例中，所述功能模块包括预充电模块，用于实现预充电功能。预充电功
能是指电池或线网通过开关箱给后端负载供电时，后端负载有电容，若主接触器11直接闭合会导致回路产生大电流，损坏其余部件，此预充电功能是起到限流的作用。
32.在本实施例中，预充电模块包括主接触器11、预充接触器以及预充电电阻6，由于主回路中电容容值较大，需要通过预充电电阻6限制电流给主回路电容充电，当主回路电容电压接近电池电压或线网电压时，预充电接触器19断开，主接触器11闭合完成预充。
33.在一个实施例中，所述功能模块还包括实现脱线报警功能的脱线报警模块，其中脱线报警模块包括脱线保护板，所述脱线保护板连通司机室的报警器。脱线保护板进行逻辑判断实现，当车辆处于线网模式时，通过线网的电压传感器15的电压数值进行判断，当电压在一定得时间内且电压值低至200v以下，此时脱线保护板输出一个24v开关量给报警器进行报警提示。
34.在一个实施例中，所述功能模块还包括电能计量模块17，所述电能计量模块17用于实现电能计量功能。在本实施例中，电能计量模块17还连接设置在线网端的电压传感器15和电流传感器20、设置在电池端的电压传感器15和电流传感器20，以及设置在负载端的电压传感器15和电流传感器20。通过线网端的电压、电流传感器，电池端的电压、电流传感器，负载端的电压、电流传感器的输出信号，传送给电能计量模块17进行功率计算，计算整车以及部件的能耗大小。
35.在一个实施例中，所述功能模块还包括绝缘监测模块18，绝缘监测模块18用于实现绝缘监测功能。所述绝缘监测模块18包括绝缘检测仪，通过绝缘检测仪在车辆运行时，实时检测整个系统主回路与车身的绝缘，当绝缘电阻低于特定数值时车辆出发保护以保证乘客安全。
36.在一个实施例中，所述功能模块还包括高压采样模块，用于实现高压采样功能。所述高压采样功能是指开关箱中提供高压采样接口，以便其余部件采集电池或线网电压，以作参考。如原理图的un /f /bn 接口。
37.在一个实施例中，所述功能模块还包括用于实现配电功能的配电系统，配电系统包括给电机控制器、2个dc/ac电源(分别为油泵dc/ac和气泵dc/ac)、dc/dc电源配电，风扇以及其余辅助电源配电(电加热、电空调、电除霜)。
38.箱体1内还设置有交流接触器与三相滤波器，主要是在给电机控制器的散热风扇配电时，减小电流纹波，同时通过交流接触器的开关控制电机控制器的温度。箱体1内还设置有充电接触器10，充电接触器10用于大功率dc/dc直流变换器工作，当变换器在给电池充电，接触器为防止变换器发生故障时对电池所造成的损伤，提供充电时的保护。
39.在一个实施例中，所述箱体1上设置有主回路保护系统，所述主回路保护系统包括快速熔断器16、防反向二极管7以及阻容吸收8(如图4所示)，起到的作用是保证某个部件损坏不会影响主回路。
40.其中，防反向二极管7是在电池电压高于线网电压时，防止电流倒灌给线网。快速熔断器16是当主回路过电流时，熔断器迅速熔断，保护主回路其余部件。阻容吸收8可以吸收器件部分电压，避免器件超压导致损坏。
41.在一个实施例中，所述箱体1的侧面设置有散热器2，所述散热器2优选为自然风冷散热器2，计算开关箱部件的发热量并通过电脑软件上进行热仿真，在保证功率器件散热的同时可以简化结构，降低成本，比强迫风冷散热器2具有更高的可靠性。
42.在一个实施例中，所述箱体1为钣金材质，箱体1与盖板之间用rogers ht-800密封垫密封，达到ip67防护等级。箱体1内侧及安装支脚都焊接加强筋，提升整机的抗振性能。
43.在本实施例中，如图2、图3所示，所述整车控制器3、脱网保护板4设置在箱体1的一侧，所述预充电电阻6、防反向二极管及阻容吸收设置在另一侧；其他组件规则布置在箱体1的内部。所述箱体1的侧面还设置有若干指示灯9，以指示不同的状态。箱体1的侧壁上还设置所述散热器2。所述箱体1的下面设置有若干高压连接器5，分别为输入正接口、输入负接口、输出正接口、输出负接口、前端电压接口、电池正接口、电池负接口、辅助系统负接口、dc/dc变换器输入负接口、dc/dc变换器输入正接口、dc/dc变换器输入接口等等。
44.在本实施例中，在开关箱正负输入两端加干扰吸收器，高压线缆则采用双层屏蔽线缆，开关箱高压接头均采用金属屏蔽防水接头，高压线全部采取双层屏蔽两端接地的方式进行屏蔽处。干扰吸收器能够在开关箱工作时，增加抗干扰能力，保障can通讯良好。
45.在一个实施例中，箱体1内设置有正杆接触器(设置位置如图5所示)，所述正杆接触器是在车俩处于线网模式运行时，电杆与线网脱离首先通过线网正接触器，将系统主回路与线网脱离，避免降杆时电流还在从线网上输入，产生拉弧现象。
46.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。因此，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和/或修改，根据本发明的实施例作出的变更和/或修改都应涵盖在本发明的保护范围之内。