本發(fā)明屬于電力機(jī)車行走方式及牽引系統(tǒng)裝置，具體涉及一種交流傳動電力機(jī)車短距離自行走方法及牽引系統(tǒng)，該種方法在無外部供電的情況下，利用車載的蓄電池實現(xiàn)電力機(jī)車短距離自行走，主要用于電力機(jī)車在失去外部供電狀態(tài)下的短距離自行行走。

背景技術(shù)：

目前電力機(jī)車的自行走都是依靠受電弓從外部電網(wǎng)獲取電能，再通過電能的轉(zhuǎn)換，由牽引電機(jī)帶動機(jī)車行走的。這種驅(qū)動方式的首要前提就是機(jī)車的牽引電機(jī)必須由外部電源供電來驅(qū)動的，如果沒有外部電源供電，牽引電機(jī)將失去驅(qū)動電源，導(dǎo)致機(jī)車不能行走。所以目前電力機(jī)車的自行走都是依托外部供電系統(tǒng)為牽引電機(jī)提供動力實現(xiàn)自行走的。但在實際應(yīng)用中，也經(jīng)常出現(xiàn)電力機(jī)車失去外部供電，但仍然需要行走的情況；如在電力機(jī)車在制造工廠要到指定臺位進(jìn)行試驗，以及在電力機(jī)車運(yùn)行到一定時候需要到檢修基地進(jìn)行檢修，這時為了保障機(jī)車在整備、試驗、檢修工作中工作安全都不允許在制造車間和檢修車間內(nèi)架設(shè)空中供電網(wǎng)供電；此外，在正常線路上行駛時，由于鐵路供電電網(wǎng)是分段進(jìn)行供電的，在每兩段供電電網(wǎng)之間設(shè)有隔離帶，有時機(jī)車因為緊急停車使得機(jī)車正好停在隔離帶上，這樣也將使得電力機(jī)車無法從供電電網(wǎng)上獲取電能。在這些情況下，雖說電力機(jī)車已經(jīng)失去了直接通過電網(wǎng)獲取電能的可能，但機(jī)車仍需要在這些區(qū)域內(nèi)進(jìn)行行走，以便使得機(jī)車能進(jìn)入車間內(nèi)，或脫離隔離帶，包括地鐵車輛停電后緊急自牽引移至旁側(cè)道。目前，為了解決這些問題，通常采用以下方式進(jìn)行解決：

1、傍側(cè)式接觸網(wǎng)方式

多用于固定的機(jī)車試驗，檢修臺位，該區(qū)位上方架設(shè)有可伸縮的傍側(cè)式接觸網(wǎng)，機(jī)車要進(jìn)出該區(qū)段時，接觸網(wǎng)向外伸出到機(jī)車上方，該接觸網(wǎng)進(jìn)端和臺位外正常供電網(wǎng)相連（保留絕緣隔離區(qū)段），并向傍側(cè)式接觸網(wǎng)供電，機(jī)車在臺位內(nèi)外都能得到供電網(wǎng)供電，可正常地駛?cè)牖蝰偝鲈撆_位。當(dāng)機(jī)車在臺位停妥，需要試驗、檢修時，傍側(cè)式接觸網(wǎng)斷電，并自動向側(cè)方收攏，保證機(jī)車上方?jīng)]有網(wǎng)和電。檢修、試驗完，需要駛出臺位，傍側(cè)式接觸網(wǎng)伸出并供電，機(jī)車按正常操作方式駛出。

2、牽引車牽引方式

該方法主要用于機(jī)車處于隔離帶或試驗檢修臺位時，由于在隔離帶或試驗檢修臺位沒有設(shè)供電網(wǎng)，機(jī)車進(jìn)出該臺位或脫離線路的隔離帶由另外的牽引車（內(nèi)燃動力、蓄電池動力等其他能源動車）通過車鉤將機(jī)車?yán)M(jìn)或拉出。該方法簡單，不需要在試驗，檢修臺位配置專門的設(shè)備，但必須另外配備專用動力車，且每次動車都需調(diào)度及等待。

3、地面電纜供電方式

一般機(jī)車上均已設(shè)有庫內(nèi)動車電源插座，在機(jī)車試驗，檢修臺位旁設(shè)置固定的動車電源（根據(jù)機(jī)車原理及動車需要，可配置直流供電或三相交流供電的機(jī)組），通過供電電纜和配套插頭，將電源引入機(jī)車動車插座，控制供電機(jī)組，即可實現(xiàn)動車。采用此種方式動車時，在區(qū)域范圍內(nèi)要引入較長的供電電纜，給操作和安全均帶來一定的不便和問題。因電纜長度有限，機(jī)車活動范圍也受限制。

上述幾種動車方式均在現(xiàn)場有較長時間的運(yùn)用，也都存在一些不足。主要是在上述無電的情況下，要動車比較麻煩；特別是現(xiàn)場運(yùn)用部門，有時要將機(jī)車引入到設(shè)備條件較簡陋的整備場。上述方式的操作都不太現(xiàn)實和方便，現(xiàn)場需要一種不需要對臺位進(jìn)行較大的投入和改造，較為簡便的無電自行走的動車方式。

通過專利檢索沒發(fā)現(xiàn)有與本發(fā)明相同技術(shù)的專利文獻(xiàn)報道，與本發(fā)明相關(guān)的主要有以下幾個：

1、專利號為CN201210342733.4，名稱為“鐵路機(jī)車電動助推器”的發(fā)明專利，該專利公開了一種鐵路機(jī)車電動助推器，包括頂升系統(tǒng)和行走系統(tǒng)?？蛰d時，前行走輪和后行走輪落地，前后摩擦輪懸空，推動推桿使助推器移動和轉(zhuǎn)彎。工作時，千斤頂在手動泵的作用下使活動支撐向上移動，頂升機(jī)車可支撐部位至一定高度，助推器承受機(jī)車部分重量。此時，彈簧被壓縮，前后摩擦輪、前后行走輪同時落地，在電機(jī)的驅(qū)動下，助推器和機(jī)車同時向前移動。

2、專利號為CN201310065056.0，名稱為“一種基于燃料電池的機(jī)車牽引動力系統(tǒng)”的發(fā)明專利，該專利公開了一種基于燃料電池的機(jī)車牽引動力系統(tǒng)，燃料氫氣供給模塊包括儲氫裝置、減壓閥、第一過濾器、壓力開關(guān)和第一電磁閥；儲氫裝置通過氫氣供給管道與燃料電池氫氣入口連通，減壓閥、第一過濾器、壓力開關(guān)和第一電磁閥依次設(shè)置在氫氣供給管道上，儲氫裝置內(nèi)的氫氣分別通過減壓閥、第一過濾器、壓力開關(guān)和第一電磁閥進(jìn)入到電堆內(nèi)，通過調(diào)節(jié)空氣供給流量來實時改變系統(tǒng)總輸出功率，實現(xiàn)調(diào)控牽引電機(jī)轉(zhuǎn)速從而控制機(jī)車的速度，實現(xiàn)了燃料電池與動力系統(tǒng)的集成以及高度自動化運(yùn)行。

3、專利號為CN201110092785.6，名稱為“鐵路機(jī)車專用助推車”的發(fā)明專利，該專利公開了一種鐵路機(jī)車專用助推車，包括車身，電機(jī)，減速機(jī)，車身上安裝有電機(jī)，電機(jī)的輸出軸上安裝有減速機(jī)，減速機(jī)的輸出端上安裝有主動輪，所述主動輪的下方并排安裝有第一摩擦輪和第二摩擦輪，第一摩擦輪和第二摩擦輪的外圓表面分別與主動輪的外圓表面相摩擦接觸，第一摩擦輪和第二摩擦輪之間留有間隙且下輪緣位于同一水平面上，利用位于上方的主動輪通過摩擦力帶動位于下方的兩個摩擦輪來推動機(jī)車。

4、專利號為CN201320423971.8，名稱為“分離式鐵路機(jī)車電動助推器”的發(fā)明專利，該專利公開了一種分離式鐵路機(jī)車電動助推器，屬于鐵路機(jī)車牽引設(shè)備領(lǐng)域。針對現(xiàn)有鐵路機(jī)車進(jìn)行轉(zhuǎn)場和移動操作的需要，提供一種鐵路機(jī)車專用的分離式電動式助推器。助推器包括頂升系統(tǒng)、行走系統(tǒng)與動力系統(tǒng)。頂升系統(tǒng)將機(jī)車一端頂起一定高度，行走系統(tǒng)由動力系統(tǒng)通過傳動軟軸提供動力推動機(jī)車與助推器一起沿軌道移動。動力系統(tǒng)可單獨(dú)移動。

5、專利號為CN200510136616.2，名稱為“氣動楔入式推車方法及裝置”的發(fā)明專利，該專利公開了一種氣動楔入式推車方法及裝置，屬于一種車輛的推車方法，被推車輛的移動是通過推動輪與被推車輛車輪相反方向轉(zhuǎn)動的摩擦力推動的。推車方法是在被推車輛車輪下設(shè)置楔入式推車裝置，推車裝置上有推動輪，推動輪通過驅(qū)動裝置與被推車輛車輪的貼合，由推動輪的摩擦力推動被推車輛車輪來推動車輛的。

上述這些專利都涉及到了如何改善機(jī)車行走所出現(xiàn)的問題，但是除了第2個專利以外，都還是通過利用輔助設(shè)備來幫助機(jī)車行走，并沒有達(dá)到利用機(jī)車自身動力在無外供電的情況下實現(xiàn)自行走?，F(xiàn)有專利2雖然提出了一種基于燃料電池的機(jī)車牽引動力系統(tǒng)，但該專利并沒有提出如何在無外供電的情況下，怎樣實現(xiàn)動車，而且這種所謂利用氫能源發(fā)電實現(xiàn)機(jī)車牽引目前尚不屬于成功的技術(shù)，并沒有實際應(yīng)用價值。因此如何實現(xiàn)電力機(jī)車在無外供電的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)車短距離的自行走仍是一個值得加以研究的課題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有電力機(jī)車在外部供電情況下，臨時動車所存在的不足，本發(fā)明提供一種在無外部供電，而又需要臨時需要動車時，能簡便實現(xiàn)機(jī)車自行走的方式，該方法可在電力機(jī)車無外部供電情況下，不需要借助其它外部設(shè)備，采用機(jī)車自身裝備便可簡便地實現(xiàn)為機(jī)車的短距離自行走動車。

根據(jù)本發(fā)明的目的所提出的技術(shù)方案是：一種利用蓄電池實現(xiàn)電力機(jī)車短距離自行走的方法，在機(jī)車上安裝蓄電池模塊，當(dāng)電力機(jī)車在無外部供電情況下需要動車時，利用蓄電池模塊來驅(qū)動電力機(jī)車，實現(xiàn)電力機(jī)車無外部供電情況下短距離自行走。

進(jìn)一步地，所述的利用蓄電池模塊來驅(qū)動電力機(jī)車是將安裝在機(jī)車上的蓄電池模塊直流電，通過設(shè)置在電力機(jī)車上的牽引逆變模塊轉(zhuǎn)換成與電力機(jī)車驅(qū)動系統(tǒng)裝置相適應(yīng)的交流電，再提供給電力機(jī)車驅(qū)動系統(tǒng)裝置帶動電力機(jī)車自行行走。

進(jìn)一步地，所述的通過牽引逆變模塊轉(zhuǎn)換成與電力機(jī)車驅(qū)動系統(tǒng)裝置相適應(yīng)的交流電是將蓄電池模塊輸出的直流電，通過牽引逆變模塊轉(zhuǎn)換輸出為低電壓、大電流的交流電，采取低電壓、大電流的驅(qū)動方式，為電力機(jī)車驅(qū)動系統(tǒng)裝置提供自行走驅(qū)動電源，并以點(diǎn)動運(yùn)行方式帶動電力機(jī)車自行走。

進(jìn)一步地，所述的蓄電池模塊采用32-36節(jié)單體容量為180AH-200AH電池串聯(lián)組成，并配備電池管理系統(tǒng)，通過電池管理系統(tǒng)進(jìn)行電池系統(tǒng)剩余電量估算、電池系統(tǒng)SOC估算、電池系統(tǒng)功率預(yù)測和控制、故障報警及故障分級管理、單體電壓檢測電池、電池系統(tǒng)溫度檢測、電池一致性評價和均衡控制、電池系統(tǒng)總電壓檢測、電池系統(tǒng)電流檢測、歷史/故障數(shù)據(jù)存儲。

進(jìn)一步地，所述的牽引逆變模塊輸出的低電壓、大電流的交流電為輸出AC 10～30V 三相交流電，輸出電流最大800 A -1200A，輸出頻率0.5～10.0 Hz。

進(jìn)一步地，所述的牽引逆變模塊輸出頻率由撥碼開關(guān)控制，撥碼開關(guān)控制步長設(shè)置為0.1Hz。

進(jìn)一步地，所述的牽引逆變模塊具備有閉鎖系統(tǒng)，當(dāng)閉鎖控制信號斷開時，牽引逆變模塊才能啟動，否則不能啟動；牽引逆變模塊與機(jī)車制動風(fēng)缸壓力信號、機(jī)車受電弓信號、電池容量信號互鎖，當(dāng)所有互鎖信號條件滿足時逆變模塊解鎖輸出，否則封鎖輸出，并給出報警信號；同時，機(jī)車前行、后退和制動指令為無源接點(diǎn)，接點(diǎn)閉合時，牽引逆變模塊按設(shè)置要求輸出相對應(yīng)頻率及相序的三相交流電壓。牽引逆變模塊設(shè)計有緊急停機(jī)按鈕，用于在緊急情況下切斷輸入。

進(jìn)一步地，所述牽引逆變模塊驅(qū)動機(jī)車前進(jìn)、后退時通過大功率開關(guān)器件瞬間切換輸出方向，輸出方向切換時平順無沖擊，對機(jī)車無任何損傷。

進(jìn)一步地，所述的通過牽引逆變模塊具備制動緩解功能，牽引逆變模塊通過輸出瞬變反向制動電流實現(xiàn)。

進(jìn)一步地，所述的牽引逆變模塊設(shè)有狀態(tài)指示及故障報警系統(tǒng)，狀態(tài)指示由7個狀態(tài)指示燈組成；3個紅色、直徑為5mm的LED用于顯示3個輸入信號的狀態(tài)。3個黃色、直徑為5mm的LED用于顯示機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)，分別表示前進(jìn)、后退、制動工作狀態(tài)。1個綠色、直徑為5mm的LED用于顯示整個牽引系統(tǒng)的工作狀態(tài)；系統(tǒng)工作狀態(tài)指示燈；用三種方式分別顯示三種不同的工作狀態(tài)：指示燈“常亮”：表示控系統(tǒng)工作正常。指示燈“閃爍”：表示系統(tǒng)故障。閃爍周期為1秒。指示燈“不亮”：表示沒有系統(tǒng)電源或指示燈損壞。

一種實現(xiàn)上述電力機(jī)車自行走方法的系統(tǒng)裝置，系統(tǒng)裝置由以下子模塊組成：蓄電池模塊、牽引逆變模塊、信號輸入輸出接口模塊、司機(jī)室操作接口模塊、三相輸出接口模塊；蓄電池模塊與牽引逆變模塊電連接，并將蓄電池模塊的直流電輸入到牽引逆變模塊，由牽引逆變模塊轉(zhuǎn)換成低電壓、大電流的交流電，通過三相輸出接口模塊為電力機(jī)車自行走系統(tǒng)提供驅(qū)動電源；牽引逆變模塊由司機(jī)室操作接口模塊通過信號輸入輸出接口模塊進(jìn)行控制。

進(jìn)一步地，所述的蓄電池模塊用32-36節(jié)單體容量為180AH-200AH電池串聯(lián)組成，并配備電池管理系統(tǒng)；通過電池管理系統(tǒng)進(jìn)行電池系統(tǒng)剩余電量估算，電池系統(tǒng)SOC估算、電池系統(tǒng)功率預(yù)測和控制、故障報警及故障分級管理、單體電壓檢測電池、電池系統(tǒng)溫度檢測、電池一致性評價和均衡控制、電池系統(tǒng)總電壓檢測、電池系統(tǒng)電流檢測、歷史/故障數(shù)據(jù)存儲。

進(jìn)一步地，所述的牽引逆變模塊輸出的低電壓、大電流的交流電為AC 10～30V 3相交流電，輸出電流最大800 A -1200A，輸出頻率0.5～10.0HZ。

進(jìn)一步地，所述的牽引逆變模塊輸出頻率由撥碼開關(guān)控制，撥碼開關(guān)控制步長設(shè)置為0.1Hz。

進(jìn)一步地，所述的牽引逆變模塊設(shè)有狀態(tài)指示及故障報警系統(tǒng)，狀態(tài)指示由7個狀態(tài)指示燈組成；3個紅色、直徑為5mm的LED用于顯示3個輸入信號的狀態(tài)。3個黃色、直徑為5mm的LED用于顯示機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)，分別表示前進(jìn)、后退、制動工作狀態(tài)。1個綠色、直徑為5mm的LED用于顯示整個牽引系統(tǒng)的工作狀態(tài)；系統(tǒng)工作狀態(tài)指示燈；用三種方式分別顯示三種不同的工作狀態(tài)：指示燈“常亮”：表示控系統(tǒng)工作正常。指示燈“閃爍”：表示系統(tǒng)故障。閃爍周期為1秒。指示燈“不亮”：表示沒有系統(tǒng)電源或指示燈損壞。

進(jìn)一步地，所述的牽引逆變模塊具備有閉鎖系統(tǒng)，當(dāng)閉鎖控制信號斷開時，牽引逆變模塊才能啟動，否則不能啟動；牽引逆變模塊與機(jī)車制動風(fēng)缸壓力信號、機(jī)車受電弓信號、電池容量信號互鎖，當(dāng)所有互鎖信號條件滿足時逆變模塊解鎖輸出，否則封鎖輸出，并給出報警信號；同時，機(jī)車前行、后退和制動指令為無源接點(diǎn)，接點(diǎn)閉合時，牽引逆變模塊按設(shè)置要求輸出相對應(yīng)頻率及相序的三相交流電壓。牽引逆變模塊設(shè)計有緊急停機(jī)按鈕，用于在緊急情況下切斷輸入。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明利用蓄電池，采取低電壓、大電流的交流電，以及點(diǎn)動的驅(qū)動方式用機(jī)車自身安裝的蓄電池模塊，在無外部供電的情況下帶動電力機(jī)車自行行走，這樣無需再用現(xiàn)有常規(guī)方式來帶動電力機(jī)車在無電區(qū)內(nèi)行走，具有如下一些好處：

1、利用多元復(fù)合倆電池串聯(lián)蓄電池模塊組，通過降低電壓，加大電流的方式，采取低電壓、大電流的交流電，為電力機(jī)車驅(qū)動裝置提供電源，可以基本滿足電力機(jī)車驅(qū)動所需的電源需求，并采取點(diǎn)動的方式，在無外部供電情況下，實現(xiàn)用自備蓄電池拖動電力機(jī)車，這樣可以省去無外部供電情況下，需要另行提供電源或提供輔助牽車設(shè)備才能使得電力機(jī)車行走所帶來的許多問題；

2、采用本發(fā)明的蓄電池牽車系統(tǒng)，相對于現(xiàn)有的基于燃料電池的機(jī)車牽引動力系統(tǒng)，具體結(jié)構(gòu)簡單，體積小，便于目前電力機(jī)車改造，易于實現(xiàn)的特點(diǎn)；根據(jù)目前試驗研究，發(fā)現(xiàn)采用本發(fā)明的蓄電池牽車系統(tǒng)，在一次充滿電的情況下，可以帶動電力機(jī)車最大以5km/s的速度行駛，行駛距離不小于2km，完全滿足各種無電狀態(tài)下的臨時動車需求。

3、本發(fā)明通過有效的電池管理系統(tǒng)，成功實現(xiàn)了蓄電池牽車系統(tǒng)的電池系統(tǒng)管理和數(shù)據(jù)的儲存，并設(shè)有狀態(tài)指示及故障報警系統(tǒng)和閉鎖系統(tǒng)，可有效實現(xiàn)利用蓄電池牽車系統(tǒng)的各種狀態(tài)的操作，已具備很強(qiáng)的實用性，具備上車運(yùn)行的實際價值。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一個實施例原理示意圖；

圖2是本發(fā)明的運(yùn)行系統(tǒng)框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例來進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

實施例一

如附圖1所示，一種利用蓄電池實現(xiàn)電力機(jī)車短距離自行走的牽引系統(tǒng)，系統(tǒng)裝置由以下子模塊組成：蓄電池模塊1、牽引逆變模塊2、信號輸入接口模塊4、信號輸出接口模5、司機(jī)室操作接口模塊6和7、三相輸出接口模塊3；蓄電池模塊1與牽引逆變模塊2電連接，并將蓄電池模塊1的直流電輸入到牽引逆變模塊2，由牽引逆變模塊2轉(zhuǎn)換成低電壓、大電流的交流電，通過三相輸出接口模塊3為電力機(jī)車自行走系統(tǒng)提供驅(qū)動電源；牽引逆變模塊2由司機(jī)室操作接口模塊通過信號輸入輸出接口模塊進(jìn)行控制。

所述牽引逆變模塊2驅(qū)動機(jī)車前進(jìn)、后退時通過大功率開關(guān)器件瞬間切換輸出方向，輸出方向切換時平順無沖擊，對機(jī)車無任何損傷。

所述的通過牽引逆變模塊2具備制動緩解功能，牽引逆變模塊通過輸出瞬變反向制動電流實現(xiàn)。

所述的司機(jī)室操作接口模塊包含兩個模塊，分別為司機(jī)室1操作接口模塊7和司機(jī)室2操作接口模塊6，兩個模塊分別設(shè)置在機(jī)車的兩頭，實行互鎖控制。

所述的蓄電池模塊2為32-36節(jié)單體容量為180AH-200AH電池串聯(lián)組成，并配備電池管理系統(tǒng)；通過電池管理系統(tǒng)進(jìn)行電池系統(tǒng)剩余電量估算，電池系統(tǒng)SOC估算、電池系統(tǒng)功率預(yù)測和控制、故障報警及故障分級管理、單體電壓檢測電池、電池系統(tǒng)溫度檢測、電池一致性評價和均衡控制、電池系統(tǒng)總電壓檢測、電池系統(tǒng)電流檢測、歷史/故障數(shù)據(jù)存儲；同時在蓄電池與牽引逆變模塊2連接之間設(shè)有熔斷保險9。

所述的牽引逆變模塊2輸出的低電壓、大電流的交流電為AC 10V 三相交流電，輸出電流最大1200A，輸出頻率0.5～10.0HZ；牽引逆變模塊2通過接地裝置8接地。

所述的牽引逆變模塊2輸出頻率由撥碼開關(guān)控制，撥碼開關(guān)控制步長設(shè)置為0.1Hz。

所述的牽引逆變模塊2設(shè)有狀態(tài)指示及故障報警系統(tǒng)，狀態(tài)指示由7個狀態(tài)指示燈組成；3個紅色、直徑為5mm的LED用于顯示3個輸入信號的狀態(tài)。3個黃色、直徑為5mm的LED用于顯示機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)，分別表示前進(jìn)、后退、制動工作狀態(tài)。1個綠色、直徑為5mm的LED用于顯示整個牽引系統(tǒng)的工作狀態(tài)；系統(tǒng)工作狀態(tài)指示燈；用三種方式分別顯示三種不同的工作狀態(tài)：指示燈“常亮”：表示控系統(tǒng)工作正常。指示燈“閃爍”：表示系統(tǒng)故障。閃爍周期為1秒。指示燈“不亮”：表示沒有系統(tǒng)電源或指示燈損壞。

所述的牽引逆變模塊2具備有閉鎖系統(tǒng)，當(dāng)閉鎖控制信號斷開時，牽引逆變模塊才能啟動，否則不能啟動；牽引逆變模塊與機(jī)車制動風(fēng)缸壓力信號、機(jī)車受電弓信號、電池容量信號互鎖，當(dāng)所有互鎖信號條件滿足時逆變模塊解鎖輸出，否則封鎖輸出，并給出報警信號；同時，機(jī)車前行、后退和制動指令為無源接點(diǎn)，接點(diǎn)閉合時，牽引逆變模塊按設(shè)置要求輸出相對應(yīng)頻率及相序的三相交流電壓。牽引逆變模塊設(shè)計有緊急停機(jī)按鈕，用于在緊急情況下切斷輸入。

啟動蓄電池牽引系統(tǒng)的程序如下（如附圖2所示）：

1、司機(jī)通過司機(jī)室操作接口模塊啟動按鈕蓄電池牽引系統(tǒng)，將設(shè)置在司機(jī)操作盒上的操作板鍵設(shè)置在任意所需要的檔位；

2、蓄電池牽引系統(tǒng)將進(jìn)行啟動初始化自檢；

3、先檢測連鎖信號是否正常；

4、所有連鎖信號正常后再檢測急?？刂菩盘柺欠裾＃?/p>

5、急?？刂菩盘栒：?，再檢測是否處于閉鎖狀態(tài)，如處于閉鎖狀態(tài)，將輸出結(jié)束信號，蓄電池牽引系統(tǒng)將自行結(jié)束啟動狀態(tài)；如果是處于非閉鎖轉(zhuǎn)態(tài)，將按照前進(jìn)、制動和后推三種工況實行互鎖控制。

實施例二

實施例二的基本結(jié)構(gòu)與實施例一是一樣的，只是所采取的適配電源的參數(shù)選取有一些不同，系統(tǒng)裝置由以下子模塊組成：蓄電池模塊、牽引逆變模塊、信號輸入輸出接口模塊、司機(jī)室操作接口模塊、三相輸出接口模塊；蓄電池模塊與牽引逆變模塊電連接，并將蓄電池模塊的直流電輸入到牽引逆變模塊，由牽引逆變模塊轉(zhuǎn)換成低電壓、大電流的交流電，通過三相輸出接口模塊為電力機(jī)車自行走系統(tǒng)提供驅(qū)動電源；牽引逆變模塊由司機(jī)室操作接口模塊通過信號輸入輸出接口模塊進(jìn)行控制。

只是司機(jī)室操作接口模塊只有1個，任意設(shè)置在機(jī)車兩頭的一頭操作室內(nèi)。

所述的蓄電池模塊為32-36節(jié)單體容量為180AH-200AH電池串聯(lián)組成，并配備電池管理系統(tǒng)；通過電池管理系統(tǒng)進(jìn)行電池系統(tǒng)剩余電量估算，電池系統(tǒng)SOC估算、電池系統(tǒng)功率預(yù)測和控制、故障報警及故障分級管理、單體電壓檢測電池、電池系統(tǒng)溫度檢測、電池一致性評價和均衡控制、電池系統(tǒng)總電壓檢測、電池系統(tǒng)電流檢測、歷史/故障數(shù)據(jù)存儲。

所述的牽引逆變模塊輸出的低電壓、大電流的交流電為AC 30V 三相交流電，輸出電流最大800 A，輸出頻率0.5～10.0HZ，。

所述的牽引逆變模塊輸出頻率由撥碼開關(guān)控制，撥碼開關(guān)控制步長設(shè)置為0.1Hz。

所述的牽引逆變模塊設(shè)有狀態(tài)指示及故障報警系統(tǒng)，狀態(tài)指示由7個狀態(tài)指示燈組成；3個紅色、直徑為5mm的LED用于顯示3個輸入信號的狀態(tài)。3個黃色、直徑為5mm的LED用于顯示機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)，分別表示前進(jìn)、后退、制動工作狀態(tài)。1個綠色、直徑為5mm的LED用于顯示整個牽引系統(tǒng)的工作狀態(tài)；系統(tǒng)工作狀態(tài)指示燈；用三種方式分別顯示三種不同的工作狀態(tài)：指示燈“常亮”：表示控系統(tǒng)工作正常。指示燈“閃爍”：表示系統(tǒng)故障。閃爍周期為1秒。指示燈“不亮”：表示沒有系統(tǒng)電源或指示燈損壞。

所述的牽引逆變模塊具備有閉鎖系統(tǒng)，當(dāng)閉鎖控制信號斷開時，牽引逆變模塊才能啟動，否則不能啟動；牽引逆變模塊與機(jī)車制動風(fēng)缸壓力信號、機(jī)車受電弓信號、電池容量信號互鎖，當(dāng)所有互鎖信號條件滿足時逆變模塊解鎖輸出，否則封鎖輸出，并給出報警信號；同時，機(jī)車前行、后退和制動指令為無源接點(diǎn)，接點(diǎn)閉合時，牽引逆變模塊按設(shè)置要求輸出相對應(yīng)頻率及相序的三相交流電壓。牽引逆變模塊設(shè)計有緊急停機(jī)按鈕，用于在緊急情況下切斷輸入。

啟動蓄電池牽引系統(tǒng)的程序與實施例一一樣。

實施例三

實施例三的基本結(jié)構(gòu)與實施例一是一樣的，只是所采取的適配電源的參數(shù)選取有一些不同，系統(tǒng)裝置由以下子模塊組成：蓄電池模塊、牽引逆變模塊、信號輸入輸出接口模塊、司機(jī)室操作接口模塊、三相輸出接口模塊；蓄電池模塊與牽引逆變模塊電連接，并將蓄電池模塊的直流電輸入到牽引逆變模塊，由牽引逆變模塊轉(zhuǎn)換成低電壓、大電流的交流電，通過三相輸出接口模塊為電力機(jī)車自行走系統(tǒng)提供驅(qū)動電源；牽引逆變模塊由司機(jī)室操作接口模塊通過信號輸入輸出接口模塊進(jìn)行控制。

所述的司機(jī)室操作接口模塊包含兩個模塊，分別為司機(jī)室1操作接口模塊和司機(jī)室2操作接口模塊，兩個模塊分別設(shè)置在機(jī)車的兩頭，實行互鎖控制。

所述的蓄電池模塊為32-36節(jié)單體容量為180AH-200AH電池串聯(lián)組成，并配備電池管理系統(tǒng)；通過電池管理系統(tǒng)進(jìn)行電池系統(tǒng)剩余電量估算，電池系統(tǒng)SOC估算、電池系統(tǒng)功率預(yù)測和控制、故障報警及故障分級管理、單體電壓檢測電池、電池系統(tǒng)溫度檢測、電池一致性評價和均衡控制、電池系統(tǒng)總電壓檢測、電池系統(tǒng)電流檢測、歷史/故障數(shù)據(jù)存儲。

所述的牽引逆變模塊輸出的低電壓、大電流的交流電為AC 20V 三相交流電，輸出電流最大1000 A，輸出頻率0.5～10.0HZ。

所述的牽引逆變模塊輸出頻率由撥碼開關(guān)控制，撥碼開關(guān)控制步長設(shè)置為0.1Hz。

所述的牽引逆變模塊設(shè)有狀態(tài)指示及故障報警系統(tǒng)，狀態(tài)指示由7個狀態(tài)指示燈組成；3個紅色、直徑為5mm的LED用于顯示3個輸入信號的狀態(tài)。3個黃色、直徑為5mm的LED用于顯示機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)，分別表示前進(jìn)、后退、制動工作狀態(tài)。1個綠色、直徑為5mm的LED用于顯示整個牽引系統(tǒng)的工作狀態(tài)；系統(tǒng)工作狀態(tài)指示燈；用三種方式分別顯示三種不同的工作狀態(tài)：指示燈“常亮”：表示控系統(tǒng)工作正常。指示燈“閃爍”：表示系統(tǒng)故障。閃爍周期為1秒。指示燈“不亮”：表示沒有系統(tǒng)電源或指示燈損壞。

所述的牽引逆變模塊具備有閉鎖系統(tǒng)，當(dāng)閉鎖控制信號斷開時，牽引逆變模塊才能啟動，否則不能啟動；牽引逆變模塊與機(jī)車制動風(fēng)缸壓力信號、機(jī)車受電弓信號、電池容量信號互鎖，當(dāng)所有互鎖信號條件滿足時逆變模塊解鎖輸出，否則封鎖輸出，并給出報警信號；同時，機(jī)車前行、后退和制動指令為無源接點(diǎn)，接點(diǎn)閉合時，牽引逆變模塊按設(shè)置要求輸出相對應(yīng)頻率及相序的三相交流電壓。牽引逆變模塊設(shè)計有緊急停機(jī)按鈕，用于在緊急情況下切斷輸入。

啟動蓄電池牽引系統(tǒng)的程序與實施例一一樣。

通過上述實施例可以看出，本發(fā)明還涉及一種利用蓄電池實現(xiàn)電力機(jī)車短距離自行走的方法，在機(jī)車上安裝蓄電池模塊，當(dāng)電力機(jī)車在無外部供電情況下需要動車時，利用蓄電池模塊來驅(qū)動電力機(jī)車，實現(xiàn)電力機(jī)車無外部供電情況下短距離自行走。

進(jìn)一步地，所述的利用蓄電池模塊來驅(qū)動電力機(jī)車是將安裝在機(jī)車上的蓄電池模塊直流電，通過設(shè)置在電力機(jī)車上的牽引逆變模塊轉(zhuǎn)換成與電力機(jī)車驅(qū)動系統(tǒng)裝置相適應(yīng)的交流電，再提供給電力機(jī)車驅(qū)動系統(tǒng)裝置帶動電力機(jī)車自行行走。

進(jìn)一步地，所述的通過牽引逆變模塊轉(zhuǎn)換成與電力機(jī)車驅(qū)動系統(tǒng)裝置相適應(yīng)的交流電是將蓄電池模塊輸出的直流電，通過牽引逆變模塊轉(zhuǎn)換輸出為低電壓、大電流的交流電，采取低電壓、大電流的驅(qū)動方式，為電力機(jī)車驅(qū)動系統(tǒng)裝置提供自行走驅(qū)動電源，并以點(diǎn)動運(yùn)行方式帶動電力機(jī)車自行走。

進(jìn)一步地，所述牽引逆變模塊驅(qū)動機(jī)車前進(jìn)、后退時通過大功率開關(guān)器件瞬間切換輸出方向，輸出方向切換時平順無沖擊，對機(jī)車無任何損傷。

進(jìn)一步地，所述的通過牽引逆變模塊具備制動緩解功能，牽引逆變模塊通過輸出瞬變反向制動電流實現(xiàn)。

進(jìn)一步地，所述的蓄電池模塊采用32-36節(jié)單體容量為180AH-200AH電池串聯(lián)組成，并配備電池管理系統(tǒng)，通過電池管理系統(tǒng)進(jìn)行電池系統(tǒng)剩余電量估算、電池系統(tǒng)SOC估算、電池系統(tǒng)功率預(yù)測和控制、故障報警及故障分級管理、單體電壓檢測電池、電池系統(tǒng)溫度檢測、電池一致性評價和均衡控制、電池系統(tǒng)總電壓檢測、電池系統(tǒng)電流檢測、歷史/故障數(shù)據(jù)存儲。

進(jìn)一步地，所述的牽引逆變模塊輸出的低電壓、大電流的交流電為輸出AC 10～30V 三相交流電，輸出電流最大800 A -1200A，輸出頻率0.5～10.0 Hz。

進(jìn)一步地，所述的牽引逆變模塊輸出頻率由撥碼開關(guān)控制，撥碼開關(guān)控制步長設(shè)置為0.1Hz。

進(jìn)一步地，所述的牽引逆變模塊具備有閉鎖系統(tǒng)，當(dāng)閉鎖控制信號斷開時，牽引逆變模塊才能啟動，否則不能啟動；牽引逆變模塊與機(jī)車制動風(fēng)缸壓力信號、機(jī)車受電弓信號、電池容量信號互鎖，當(dāng)所有互鎖信號條件滿足時逆變模塊解鎖輸出，否則封鎖輸出，并給出報警信號；同時，機(jī)車前行、后退和制動指令為無源接點(diǎn)，接點(diǎn)閉合時，牽引逆變模塊按設(shè)置要求輸出相對應(yīng)頻率及相序的三相交流電壓。牽引逆變模塊設(shè)計有緊急停機(jī)按鈕，用于在緊急情況下切斷輸入。

進(jìn)一步地，所述的牽引逆變模塊設(shè)有狀態(tài)指示及故障報警系統(tǒng)，狀態(tài)指示由7個狀態(tài)指示燈組成；3個紅色、直徑為5mm的LED用于顯示3個輸入信號的狀態(tài)。3個黃色、直徑為5mm的LED用于顯示機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)，分別表示前進(jìn)、后退、制動工作狀態(tài)。1個綠色、直徑為5mm的LED用于顯示整個牽引系統(tǒng)的工作狀態(tài)；系統(tǒng)工作狀態(tài)指示燈；用三種方式分別顯示三種不同的工作狀態(tài)：指示燈“常亮”：表示控系統(tǒng)工作正常。指示燈“閃爍”：表示系統(tǒng)故障。閃爍周期為1秒。指示燈“不亮”：表示沒有系統(tǒng)電源或指示燈損壞。

上述實施方式和實施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明實質(zhì)和技術(shù)啟示下所做的變形和潤飾，均應(yīng)視為在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，本發(fā)明的保護(hù)范圍視其權(quán)利要求書而定。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明利用蓄電池，采取低電壓、大電流的交流電，以及點(diǎn)動的驅(qū)動方式用機(jī)車自身安裝的蓄電池模塊，在無外部供電的情況下帶動電力機(jī)車自行行走，這樣無需再用現(xiàn)有常規(guī)方式來帶動電力機(jī)車在無電區(qū)內(nèi)行走，具有如下一些好處：

1、利用多元復(fù)合倆電池串聯(lián)蓄電池模塊組，通過降低電壓，加大電流的方式，采取低電壓、大電流的交流電，為電力機(jī)車驅(qū)動裝置提供電源，可以基本滿足電力機(jī)車驅(qū)動所需的電源需求，并采取點(diǎn)動的方式，在無外部供電情況下，實現(xiàn)用自備蓄電池拖動電力機(jī)車，這樣可以省去無外部供電情況下，需要另行提供電源或提供輔助牽車設(shè)備才能使得電力機(jī)車行走所帶來的許多問題；

2、采用本發(fā)明的蓄電池牽車系統(tǒng)，相對于現(xiàn)有的基于燃料電池的機(jī)車牽引動力系統(tǒng)，具體結(jié)構(gòu)簡單，體積小，便于目前電力機(jī)車改造，易于實現(xiàn)的特點(diǎn)；根據(jù)目前試驗研究，經(jīng)實際測算，我們發(fā)現(xiàn)機(jī)車進(jìn)出臺位或脫離電網(wǎng)隔離區(qū)域約需100米行程，需要一分鐘。試驗檢修一次，一般需要進(jìn)出各一次，即總行程200米，時間二分鐘。而采用本發(fā)明的蓄電池牽車系統(tǒng)最多可為機(jī)車動車提供五分鐘電源，在一次充滿電的情況下，可以帶動電力機(jī)車最大以5km/s的速度行駛，行駛距離不小于2km，完全滿足各種無電狀態(tài)下的臨時動車需求。

3、本發(fā)明通過有效的電池管理系統(tǒng)，成功實現(xiàn)了蓄電池牽車系統(tǒng)的電池系統(tǒng)管理和數(shù)據(jù)的儲存，并設(shè)有狀態(tài)指示及故障報警系統(tǒng)和閉鎖系統(tǒng)，可有效實現(xiàn)利用蓄電池牽車系統(tǒng)的各種狀態(tài)的操作，已具備很強(qiáng)的實用性，具備上車運(yùn)行的實際價值。