专利名称：轨道交通车辆预加热系统及方法
技术领域：
本发明涉及控制技术，尤其涉及一种轨道交通车辆预加热系统及方法。
背景技术：
随着我国轨道交通的快速发展，轨道交通工具已经成为现代化交通工具的主力，其不仅具有速度快和运输量大的特点，而且更加安全、方便。电力机车由于其具有对环境污染较低的特点，因此现在成为轨道交通车辆的主流类型。但是电力机车所选用的电气和电子元件均为普通的工业级元器件，有一定的工作温度的要求。当电力机车内部的温度位于所要求的工作温度以下时，很有可能导致该电力机 车无法启动。现有技术中，一般采用外部加热设备向机车内部吹热风的方式，由于这些设备较笨拙，搬运起来十分不便，而且加热时间、温度完全依靠人为感觉判断，影响加热效率。因此这种方式会浪费大量的人力和物力。
发明内容
本发明提供一种轨道交通车辆预加热系统及方法，用以避免轨道交通车辆内部的环境温度低于所要求的工作温度时，电力机车始终无法启动的缺陷。本发明实施例提供一种轨道交通车辆预加热系统，包括触发装置，用于当监测到所述轨道交通车辆的内部温度低于第一预设温度时，导通蓄电池与辅助装置之间的连接电路，所述第一预设温度是所述轨道交通车辆正常启动时内部的第一温度；所述蓄电池，与所述辅助装置连接，用于提供所述辅助装置运行时所需的电力；所述辅助装置，分别与所述蓄电池和第一预加热系统控制部分连接，用于提供低温条件下所述第一预加热系统连接至电网的所需的条件，所述电网用于提供所述第一预加热系统运行时所需的电力；所述第一预加热系统，与所述辅助装置连接，用于在连接所述电网时在所述电网供电驱动下对所述轨道交通车辆的第一设备进行加热；其中，所述辅助装置的工作电压低于所述第一预加热系统的工作电压。 如上所述的轨道交通车辆预加热系统，优选地，所述预加热系统还包括检测装置，用于检测所述轨道交通车辆的内部温度；显示装置，用于当所述检测装置的检测结果低于所述第一预设温度时进行显示，和/或当所述检测装置的检测结果高于第二预设温度时进行显示，所述第二预设温度是所述轨道交通车辆正常启动时内部的第二温度，所述第二预设温度大于或等于所述第一预设温度;其中，所述检测装置和所述显示装置分别与所述蓄电池相连，用于在运行时获取所需电力。如上所述的轨道交通车辆预加热系统，优选地，所述预加热系统还包括
保护装置，用于当检测出所述第一预加热系统的加热时间超过预设加热时间和/或当检测出所述第一预加热系统的加热温度超过第二预设温度和/或监测到所述第一预加热系统发生短路、接地或过流时，切断向所述第一预加热系统供电。如上所述的轨道交通车辆预加热系统，优选地，所述第一预加热系统包括暖风系统、主变流柜、辅变流柜、微机控制柜的加热装置。如上所述的轨道交通车辆预加热系统，优选地，所述辅助装置为压缩机。如上所述的轨道交通车辆预加热系统，优选地，所述显示装置为发光二极管。如上所述的轨道交通车辆预加热系统，优选地，所述轨道交通车辆预加热系统还包括第二预加热系统，用于对第二设备进行加热，所述第二预加热系统与所述蓄电池连接，所述第一预加热系统的工作电压高于所述第二预加热系统的工作电压。如上所述的轨道交通车辆预加热系统，优选地，所述第一预加热系统的工作电压是220V，所述第二预加热系统的工作电压是110V，所述第二预加热系统包括显示屏的加热·
>j-U ρ α装直。本发明还提供了一种轨道交通车辆，包括根据如上所述的任一轨道交通车辆预加热系统，所述第二设备包括所述轨道交通车辆的各显示屏，所述第一设备包括变流柜。本发明还提供了一种轨道交通车辆预加热方法，使用根据如上所述的轨道交通车辆预加热系统，所述预加热方法包括当监测到所述轨道交通车辆的内部温度低于所述第一预设温度时，导通蓄电池与辅助装置之间的连接电路，以启动辅助装置提供第一预加热系统连接至电网所需的条件，所述电网用于提供所述第一预加热系统所需的电力，所述第一预设温度是所述轨道交通车辆正常启动时内部的第一温度；当所述辅助装置工作至预设时间时，将所述第一预加热系统连接至所述电网，以启动所述第一预加热系统对所述轨道交通车辆的第一设备进行加热。本发明提供的轨道交通车辆预加热系统及方法，通过采用辅助装置将第一预加热系统连接至电网以对所述轨道交通车辆进行加热，使得轨道交通车辆的内部温度达到所需的工作温度之上，以使得该轨道交通车辆能够正常启动。
图I为根据本发明实施例一的轨道交通车辆预加热系统的结构示意图；图2为根据本发明实施例二的轨道交通车辆预加热系统的结构示意图；图3为根据本发明实施例三的轨道交通车辆预加热系统的结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、清晰地辅助说明本发明实施例的目的。
实施例一本实施例一提供一种轨道交通车辆预加热系统，如图I所示，轨道交通车辆预加热系统包括触发装置100、蓄电池101、第一预加热系统102和辅助装置103。其中，触发装置100用于当监测到轨道交通车辆的内部温度低于第一预设温度时，导通蓄电池101与辅助装置103之间的连接电路，使蓄电池101能够为辅助装置103供电。第一预设温度是轨道交通车辆正常启动时内部的第一温度。具体地，第一预设温度可以是轨道交通车辆正常启动时内部温度的下限温度，例如为零下25摄氏度。该触发装置100可以是连接在蓄电池101与辅助装置103之间的开关；蓄电池101与辅助装置103连接，用于提供辅助装置103运行时所需的电力；辅助装置103分别与蓄电池101和第一预加热系统102相连接，用于提供低温条件下第一预加热系统102连接至电网的所需的条件，电网用 于提供第一预加热系统102运行时所需的电力；第一预加热系统102与辅助装置103连接，用于在连接电网时在电网供电驱动下对轨道交通车辆的第一设备进行加热。其中，辅助装置103的工作电压低于第一预加热系统102的工作电压。举例来说，蓄电池101的所能提供的工作电压为110V，辅助装置103的工作电压为110V，而第一预加热系统的工作电压为220V。在实际应用中，第一设备一般包括暖风系统、主变流柜、辅变流柜、微机控制柜，还可以包括该轨道交通车辆的车体内的其它电器、电子零部件。相应地，第一预加热系统包括暖风系统、主变流柜、辅变流柜、微机控制柜的加热装置，还可以包括车体内的其它电器、电子零部件的加热装置。本实施例中，采用由蓄电池101提供电力的辅助装置103来使第一预加热系统102连接至电网，电网为第一预加热系统102提供电力，以使第一预加热系统102能够工作以便为该轨道交通车辆进行加热，使轨道交通车辆的内部温度升至所需的工作温度之上，即升至能够正常启动该轨道交通车辆的温度之上。一般情况下轨道交通车辆的车身较长，需要使用大功率的加热装置进行加热，但是这种大功率的加热装置的一般都采用220V的交流电，即使用电网提供的交流电，而轨道交通车辆在无法正常启动的情况下，受电弓的风缸无法达到预定压力以升起受电弓，这样受电弓是不能连接到电网的。如果另行研发能够采用直流电进行工作的大功率加热装置，不仅会大幅度提高生产成本，而且蓄电池101也需要做成相应地大容量的蓄电池，会带来所占面积大、生产成本高以及安装不便等问题。本实施例一的轨道交通车辆预加热系统，当检测出内部温度低于第一预设温度，即能够正常启动的温度之下时，先利用触发装置100导通蓄电池101与辅助装置103之间的连接电路，这样蓄电池101就能够为辅助装置103供电了。然后启动辅助装置103工作至预设时间，即使风缸达到能够升起受电弓的压力，以为受电弓提供连接至电网所需的动力，即先采用辅助装置使风缸满足升起受电弓的压力的要求，然后升起受电弓、闭合主断路器，这样电网就能够为第一预加热系统102中的各大功率装置提供电力，使它们进行工作，进一步地使该轨道交通车辆内部的温度达到工作温度之上。该工作温度可以为零下25摄氏度。根据本实施例一的轨道交通车辆预加热系统，能够使得当轨道交通车辆的内部温度位于所要求的工作温度之下时，通过加热将该轨道交通车辆的内部温度升至所要求的工作温度之上，使得轨道交通车辆得以正常启动。实施例二本实施例对实施例一的轨道交通车辆预加热系统进行改进。如图2所示，该轨道交通车辆预加热系统还包括第二预加热系统104。该第二预加热系统104与蓄电池101连接，第一预加热系统102的工作电压高于第二预加热系统104的工作电压。例如，当蓄电池101所能够提供的工作电压为IlOV时，第一预加热系统102的工作电压是220V，第二预加热系统104的工作电压是110V，第二预加热系统104包括轨道交通车辆中各显示屏的加热装置，还可以包括电磁阀的防寒加热装置。本实施例中，当监测到轨道交通车辆的内部温度低于第一预设温度时，触发装置
100不仅导通蓄电池101与辅助装置103之间的连接电路，还要导通蓄电池101与第二预加热系统104之间的连接电路，以使蓄电池101为第二预加热系统104进行供电。第二预加热系统104为轨道交通车辆的第二设备进行加热，第二设备一般包括显示屏，还可以包括电磁阀。
采用第二预加热系统104首先为第二设备进行加热，能够使得需要单独加热的设备得到充分地加热以保证其能够正常工作。例如显示屏，其安装一般在操纵台内，导致传热性较差，这样会使得即使轨道交通车辆内部的已经达到工作温度之上，显示屏也不能够正常进行显示，或者是需要在较长的时间之后才能进行显示。为了保证显示屏能够正常显示信息，可以单独对显示屏进行加热。而且由于显示屏加热所需要的功率相对来说较小，可以采用功率较小的、由蓄电池101供电的第二预加热系统104进行加热。本实施例中，分别采用两个工作电压不同的加热系统以使轨道交通车辆的内部的温度升至所需的工作温度之上，即升至能够正常启动该轨道交通车辆的温度之上，既保证了整个轨道交通车辆的温度能够达到工作温度之上，又能够使需要单独进行加热以保证的设备较快地正常工作。实施例三本实施例三对实施例一和实施例二的轨道交通车辆预加热系统做进一步地改进，如图3所示，该轨道交通车辆预加热系统还包括检测装置201和显示装置202。其中，检测装置201用于检测轨道交通车辆的内部温度，显示装置202用于当检测装置的201检测结果低于第一预设温度时进行显示，和/或当检测装置201的检测结果高于第二预设温度时进行显示，第一预设温度是轨道交通车辆正常启动时内部的第一温度，具体的，第一预设温度可以是轨道交通车辆正常启动时的下限温度，例如为零下25摄氏度。第二预设温度是该轨道交通车辆正常启动时内部的第二温度，例如是可以保证所述轨道交通车辆所有电器和电子设备正常运行的适宜温度，该第二预设温度可以与第一预设温度相等，也可以大于第一预设温度，例如零度，这样可以避免为已经能够进行正常工作的轨道交通车辆继续加热，引起不必要的浪费。检测装置201和显示装置202由蓄电池101提供电力。检测装置201采用的是能够在较低温度下工作的物理感温装置，例如温度开关、温度传感器等，该检测装置201优选为温度开关，这是因为其成本及在低温环境温度下的可控制性、易用性都优于温度传感器。显示装置202可以为显示屏、显示灯等，显示屏可以根据检测装置201的所检测到的温度显示具体的数值，显示灯可以通过是否亮起、颜色等显示该轨道交通车辆内部的当前温度是否位于所需要的工作温度之下。该显示装置202优选为发光二极管，这是由于发光二极管不仅能够工作在较低的温度，例如零下40度左右，而且价格便宜，不会过多地增加该轨道交通车辆的制作成本。
需要指出的是，由于蓄电池101的作用，而且由于检测装置201和显示装置202的耗电量较少，因此能够一直工作。根据本实施例二的轨道交通车辆预加热系统，通过检测装置201检测温度并通过显示装置202显示，能够准确地告知工作人员轨道交通车辆内部的当前温度，以判断是否启动第一预加热系统102开始加热。实施例四本实施例四对实施例一、实施例二和实施例三的轨道交通车辆预加热系统进行改进，该轨道交通车辆还包括保护装置，该保护装置用于当检测出第一预加热系统102的加热时间超过预设加热时间和/或当检测出第一预加热系统102的加热温度超过第二预设温度和/或监测到第一预加热系统102发生短路、接地或过流时，切断向第一预加热系统102供电，保护装置可连接在蓄电池101与第一预加热系统102的控制电路之间。具体地，该保护装置的实现方式可以为继电器、断路器，保护装置可连接在蓄电池
101与第一预加热系统102控制电路之间。实际操作中，当第一预加热系统102加热到一定温度时，需要及时进行关闭，以避免第一预加热系统102 —直加热，使得轨道交通车辆内部的温度过高，造成不必要的浪费及可能引起火灾。而第一预加热系统102由于老化或者损坏等原因，可能会出现短路、接地或过流等情况，这样，不仅有可能会造成第一预加热系统102无法正常工作甚至损坏，还有可能造成轨道交通车辆其它部件的损坏，导致即使该轨道交通车辆在所需工作温度之上时也无法正常工作。对于第二预加热系统104来说，通常并不需要这样的保护装置，主要是因为第二预加热系统104是由蓄电池进行供电的，其工作时间会由于蓄电池的电力储存而有一定的限制，再者，该第二预加热系统104即使工作时间过长也不会对该轨道交通车辆内部的温度造成过大的影响。但是，在实际应用中，可以根据需要来决定是否对该第二预加热系统104设置保护装置。根据本实施例四的轨道交通车辆预加热系统，能够避免第一预加热系统102工作的时间过长，造成该轨道交通车辆内部温度过高，以及避免有可能出现的短路、接地或过流等情况，以避免对该轨道交通车辆造成的损坏。实施例五本实施例五提供一种轨道交通车辆，包括本发明任意实施例所描述的轨道交通车辆预加热系统，其中第一设备可以包括暖风系统、主变流柜、辅变流柜、微机控制柜，还可以包括车体内其它电器、电子零部件等设备，第二设备可以包括轨道交通车辆的各显示屏，还可以包括电磁阀等。根据本实施例的轨道交通车辆，当其内部温度低于第一预设温度以下以至于不能正常启动时，可以轨道交通车辆预加热系统对其进行加热，使该轨道交通车辆的内部温度到达第一预设温度，这样，再通过正常的启动程序就能够启动该轨道交通车辆。实施例六本实施例六提供基于本发明上述任意实施例的根据本发明的轨道交通车辆预加热方法，包括当监测到轨道交通车辆的内部温度低于第一预设温度时，导通蓄电池与辅助装置之间的连接电路，以启动辅助装置提供第一预加热系统连接至电网所需的条件，电网用于提供第一预加热系统所需的电力，第一预设温度是轨道交通车辆正常启动时内部的第一温度；当辅助装置工作后，将第一预加热系统连接至电网，以启动第一预加热系统对轨道交通车辆的第一设备进行加热。优选地，在启动第一预加热系统对第一设备进行加热之前，还包括检测轨道交通车辆的内部温度，并将检测结果通过检测装置显示出来。根据本实施例六的轨道交通车辆预加热方法，能够在轨道交通车辆内部温度低于其零部件所需的工作温度之下时，据本实施例六的轨道交通车辆预加热方法，能够使得该轨道交通车辆的内部温度恢复到正常的工作温度之上，以保证该轨道交通车辆能够正常启动。
最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种轨道交通车辆预加热系统，其特征在于，包括 触发装置，用于当监测到所述轨道交通车辆的内部温度低于第一预设温度时，导通蓄电池与辅助装置之间的连接电路，所述第一预设温度是所述轨道交通车辆正常启动时内部的第一温度； 所述蓄电池，与所述辅助装置连接，用于提供所述辅助装置运行时所需的电力； 所述辅助装置，分别与所述蓄电池和第一预加热系统控制部分连接，用于提供低温条件下所述第一预加热系统连接至电网的所需的条件，所述电网用于提供所述第一预加热系统运行时所需的电力； 所述第一预加热系统，与所述辅助装置连接，用于在连接所述电网时在所述电网供电驱动下对所述轨道交通车辆的第一设备进行加热； 其中，所述辅助装置的工作电压低于所述第一预加热系统的工作电压。
2.根据权利要求I所述的轨道交通车辆预加热系统，其特征在于，所述预加热系统还包括 检测装置，用于检测所述轨道交通车辆的内部温度； 显示装置，用于当所述检测装置的检测结果低于所述第一预设温度时进行显示，和/或当所述检测装置的检测结果高于第二预设温度时进行显示，所述第二预设温度是所述轨道交通车辆正常启动时内部的第二温度，所述第二预设温度大于或等于所述第一预设温度； 其中，所述检测装置和所述显示装置分别与所述蓄电池相连，用于在运行时获取所需电力。
3.根据权利要求I所述的轨道交通车辆预加热系统，其特征在于，所述预加热系统还包括 保护装置，用于当检测出所述第一预加热系统的加热时间超过预设加热时间和/或当检测出所述第一预加热系统的加热温度超过第二预设温度和/或监测到所述第一预加热系统发生短路、接地或过流时，切断向所述第一预加热系统供电。
4.根据权利要求I所述的轨道交通车辆预加热系统，其特征在于，所述第一预加热系统包括暖风系统、主变流柜、辅变流柜、微机控制柜的加热装置。
5.根据权利要求I所述的轨道交通车辆预加热系统，其特征在于，所述辅助装置为压缩机。
6.根据权利要求2述的轨道交通车辆预加热系统，其特征在于，所述显示装置为发光二极管。
7.根据权利要求I 6中任一项所述的轨道交通车辆预加热系统，其特征在于，所述轨道交通车辆预加热系统还包括第二预加热系统，用于对第二设备进行加热，所述第二预加热系统与所述蓄电池连接，所述第一预加热系统的工作电压高于所述第二预加热系统的工作电压。
8.根据权利要求7所述的轨道交通车辆预加热系统，其特征在于，所述第一预加热系统的工作电压是220V，所述第二预加热系统的工作电压是110V，所述第二预加热系统包括显示屏的加热装置。
9.一种轨道交通车辆，其特征在于，包括根据权利要求I 8中任一项所述的轨道交通车辆预加热系统，所述第二设备包括所述轨道交通车辆的各显示屏，所述第一设备包括变流柜。
10.一种轨道交通车辆预加热方法，其特征在于，使用根据权利要求I所述的轨道交通车辆预加热系统，所述预加热方法包括 当监测到所述轨道交通车辆的内部温度低于所述第一预设温度时，导通蓄电池与辅助装置之间的连接电路，以启动所述辅助装置提供第一预加热系统连接至电网所需的条件，所述电网用于提供所述第一预加热系统所需的电力，所述第一预设温度是所述轨道交通车 辆正常启动时内部的第一温度； 当所述辅助装置工作至预设时间时，将所述第一预加热系统连接至所述电网，以启动所述第一预加热系统对所述轨道交通车辆的第一设备进行加热。
全文摘要
本发明公开了一种轨道交通车辆预加热系统及方法，其中装置包括触发装置用于当监测到轨道交通车辆的内部温度低于第一预设温度时，导通蓄电池与辅助装置之间的连接电路；蓄电池用于提供辅助装置运行时所需的电力；辅助装置用于提供低温条件下第一预加热系统连接至电网的所需的条件；第一预加热系统用于在连接电网时在电网供电驱动下对轨道交通车辆的第一设备进行加热；其中，辅助装置的工作电压低于第一预加热系统的工作电压。本发明提供的轨道交通车辆预加热系统及方法，能够使得轨道交通车辆的内部温度达到所需的工作温度之上，以使得该轨道交通车辆能够正常启动。
文档编号B61C17/00GK102951164SQ201110243060
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月23日 优先权日2011年8月23日
发明者崔岚, 刘平 申请人:中国北车集团大同电力机车有限责任公司