电机车用模块化高压电源及电机车的制作方法

本实用新型涉及电源领域，具体地，涉及一种电机车用模块化高压电源及电机车。

背景技术：

在铁路、公路和城市地铁的隧道施工中，盾构机掘进挖出的渣土需要运出，渣土运出后还需将混凝土砂浆、加固管片及其施工人员、设备运入，以便及时加固和装修隧道，运输这些渣土和人员、材料、物资的运输车辆必须由有一个牵引机车牵引。目前，市场上流通的牵引机车一般由电机拖动，其动力源是内燃发电机组或蓄电池组。内燃发电机组机车在使用中的缺点是噪声大、存在尾气排放问题，在隧道中境影施工人员的工作环境。

蓄电池机车优点是噪声小、无尾气排放，缺点是容量小，寿命短、增加续航能力需要安装较多的蓄电池组，但是目前市场上国内基本都是铅酸电池，不仅充电时间长，而且寿命短，而一个隧道工地工期需要多次更换，不仅严重影响工期，而且给城市环境带来很大污染。

因此，现有的电动牵引车电池组很难满足隧道工地工期的使用需求。

经过检索，没有发现相关的高压电源专利文献，而仅检索到了例如cn205256027u在内的针对于高压电源的控制系统的专利文献。

随着锂电价格的降低，越来越多的场合应用了锂电系统。在如今的市场环境下，隧道牵引车高压锂电池系统模块化的设计迫在眉睫。而且目前在车辆高压电源系统部分，一种车型一种设计，许多情况下无法共用替换。造成售后麻烦，设计成本增加等诸多问题。

msd：manualservicedisconnect，手动维护开关。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种电机车用模块化高压电源及电机车。

根据本实用新型提供的一种电机车用模块化高压电源，包括电源箱体，所述电源箱体包括模块化控制仓2和模块化电池仓1；

所述模块化控制仓2和所述模块化电池仓1之间包括预设宽度的间隙，形成空气隔离；所述模块化控制仓2和所述模块化电池仓1之间还设置有挡板11，形成物理隔离；

所述模块化控制仓2和所述模块化电池仓1之间的主回路上设置有msd开关6。

优选地，所述模块化控制仓2内设置有相互分离的：低压控制部分和高压控制部分；

所述低压控制部分通过抽屉式滑动连接在所述电源箱体内；

所述高压控制部分固定连接在所述电源箱体上。

优选地，所述低压控制部分和所述高压控制部分之间设置有空气开关5。

优选地，所述模块化电池仓1内设置有包括多个电池标准模块，每个所述电池标准模块包括：电池8、加热垫、绝缘导热垫和环氧板10；

所述绝缘导热垫设置于所述加热垫与所述电池8之间，所述电池8连接在所述环氧板10一侧，所述环氧板10的另一侧作为与所述电源箱体的接触面。

优选地，所述多个电池标准模块之间串联连接。

优选地，所述模块化电池仓1内设置有包括：火灾探测器4、气溶胶灭器3。

优选地，所述电源箱体上设置有防爆阀7。

优选地，所述挡板11焊接在所述电源箱体内，并通过结构胶封堵所述挡板11与所述电源箱体的连接部。

优选地，所述模块化电池仓1设置有风扇。

根据本实用新型提供的一种电机车，包括电机车用模块化高压电源。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、通过模块化设计，满足不同特种车辆的设计需求。

2、通过msd和空气开关的配置以及空气隔离和焊接挡板的双重高压绝缘设计，使得电池仓或控制仓出现异常时不会影响另一方的安全。

3、通过风冷散热方式，保证了电池系统内部温度的均衡。

4、灭火系统的配置，有效提升了电池系统在发生热失控时的安全防护，防爆阀的创新性配置，消除了电池系统发生爆炸的可能性；双重安全设计，提升了电池系统的安全性。

5、标准化低压控制部分采用抽屉式设计方式便于现场快速维修，节省人力与物力。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型模块化控制仓的结构示意图；

图3为本实用新型单个电池标准模块的结构示意图；

图4为本实用新的风冷效果示意图；

图5为本实用新型的俯视图；

图6为本实用新型的外观示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型提供的一种电机车用模块化高压电源，包括电源箱体，电源箱体包括模块化控制仓2和模块化电池仓1。

模块化控制仓2和模块化电池仓1之间包括预设宽度的间隙，形成空气隔离；模块化控制仓2和模块化电池仓1之间还设置有挡板11，形成物理隔离。通过有效空气隔离和焊接挡板的双重绝缘设计实现了高压安全。

模块化控制仓2和模块化电池仓1之间的主回路上设置有msd开关6，维护时将控制仓与电池仓的电流进行断路，可以让维护人员在安全的情况下进行维护。

挡板为在模块化高压电源系统的箱体上焊接一圈挡板，并在安装完以后采用结构胶进行封堵，其功能是满足ip67级的防水，以适应在不同工况下的应用。

如图2所示，模块化控制仓2内设置有相互分离的：低压控制部分和高压控制部分，提高系统的安全性与稳定性，系统之间不会相互干扰。低压控制部分通过抽屉式滑动连接在电源箱体内，高压控制部分固定连接在电源箱体上。鉴于其内部的信号采集板相对容易损坏，采用抽屉式设计方式便于现场快速维修，节省人力与物力。低压控制部分和高压控制部分之间设置有空气开关5，当长时间不工作时，空气开关能保持低压部分不带电。

如图3、图4、图5所示，模块化电池仓1内设置有包括多个电池标准模块，每个电池标准模块包括：电池8、加热垫和绝缘导热垫结构9和环氧板10。加热垫通过导热垫连接在电池8上，电池8通过环氧板10连接在电源箱体内。电池与环氧板采用螺丝对锁安装，保证电池与箱体无金属接触，加热垫与电池间贴绝缘导热垫，加热垫是一种通电加热的电阻丝，为了防止其破坏漏电，因此在加热垫与电池之间有铺了一层绝缘导热垫形成加热垫和绝缘导热垫结构9，使加热垫与电池接触良好，导热效果更均匀；其高压绝缘设计包括：将加热垫与电池通过绝缘导热垫进行安全绝缘隔离，即使一方出现破损现象，也能保证整个标准化电池仓不带电。电池标准模块采用大容量单体电芯，模组间采用全部串联的方式连接，安装方便。如果其中一个模组出现问题时可以及时进行替换。接线比较简单，具有操作的简便性。

模块化电池仓1内设置有包括：火灾探测器4、气溶胶灭器3。其控制逻辑为：在模块化高压电源内部放置气溶胶灭火器，并用火灾探测器进行电信号控制，并由火探管进行物料信号控制。当箱体内温度升高，引燃火探管，即可触发气溶胶灭火器，或者当箱体内烟雾达到一定浓度时，火灾探测器报警，即可触发气溶胶灭火器，实现了双重消防防护。

msd开关和空气开关共同组成了模块化高压电源的自动安全防护系统。其控制逻辑为：所述的msd控制主回路电流，所述的空气开关控制控制区域电流，当发现电流异常时，只需要断开这两个开关中的任何一个，整个系统就会全部断电。

电源箱体上设置有防爆阀7，其控制逻辑为：当电池系统内部发生热失控时，可由压力过大而冲开安全阀实现快速泄压，使整个电池系统内外压力达到平衡，防止了整个电池系统内部的压力聚集而产生的爆炸危险的可能性，提高了整个电池系统的安全性。

模块化电池仓1设置有风扇，采用风冷方式进行散热。当系统检测到电池温度过高时，开启风扇，启动如图4所示的内循环，使整个系统的温度降下来。

本实用新型提供的电机车用模块化高压电源整体外观结构如图6所示。

本实用新型可根据电机车的车型定制，采用标准化模组组装成模块化电池仓，采用标准化低压控制部分和标准化高压控制部分组成模块化控制仓，并根据模块化高压电源系统的尺寸、能量、电压等级等合理配置自动灭火系统、自动安全防护系统、防爆安全装置、ip等级和风扇功率。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

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