一種超級電容柜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及超級電容儲(chǔ)能裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超級電容柜。
【背景技術(shù)】
[0002] 地鐵超級電容儲(chǔ)能裝置為安置于站臺(tái)的地獨(dú)立電氣設(shè)備，用于回收再利用地鐵制 動(dòng)能量，并有效的抑制由于起制動(dòng)時(shí)電網(wǎng)瞬時(shí)大功率引起的電網(wǎng)電壓波動(dòng)。在選擇超級電 容功率方面，需要考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)與列車正常運(yùn)行時(shí)功率的變化關(guān)系。城市的地鐵軌道交通 通常站與站之間距離很短，在Ikm左右，牽引制動(dòng)功率為短時(shí)變化很大的尖峰狀，這要求儲(chǔ) 能裝置具有較大的功率密度；長時(shí)間運(yùn)行的列車需要頻繁的啟動(dòng)和制動(dòng)，平均間隔2min左 右，因此儲(chǔ)能設(shè)備也需要頻繁的在儲(chǔ)能和釋能的狀態(tài)間切換，必須適應(yīng)每年10萬-30萬次 的負(fù)載循環(huán)；同時(shí)，列車牽引/制動(dòng)時(shí)間很短，通常在20s-30s之間，在短時(shí)間內(nèi)迅速釋放和 吸收巨大的能量流動(dòng)，儲(chǔ)能裝置需要具有快速的充放電能力。由于超級電容最符合上述所 需要的條件，因此選用超級電容做儲(chǔ)能設(shè)備最為合適。但超級電容的功率和列車制動(dòng)牽引 功率匹配才可以達(dá)到理想的能量再生。
[0003] 對于超級電容儲(chǔ)能裝置，選擇低電壓（相對直流母線）工作模式比較理想。可以 減少電容串聯(lián)單體個(gè)數(shù)，降低超級電容組均壓控制的難度和成本，并且更容易對超級電容 組進(jìn)行優(yōu)化配置。
[0004] 初始制動(dòng)時(shí)，反饋的功率和電流非常大，又由于超級電容組電壓工作在較大的變 化范圍額內(nèi)。例如，1500V直流供電系統(tǒng)，制動(dòng)峰值功率為6800kW時(shí)，當(dāng)超級電容組電壓為 680V時(shí)，完全吸收制動(dòng)功率，電流為IX 106A。致使儲(chǔ)能裝置的研發(fā)存在很多難題?，F(xiàn)有超 級電容的充放電電流并非無窮大，也需要更多的并聯(lián)支路來滿足大電流要求，對于儲(chǔ)存一 定能量和一定放電深度的模組，其單體個(gè)數(shù)沒有變化，所以增加了單體串并的組合優(yōu)化難 度，甚至需要不惜成本增加電容單體個(gè)數(shù)，以滿足實(shí)際要求。超級電容模組數(shù)量較多，如何 通過一個(gè)柜體結(jié)構(gòu)將多個(gè)超級電容模組整體安裝于電車車廂內(nèi)是行業(yè)內(nèi)急需解決的技術(shù) 問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決【背景技術(shù)】中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種超級電容柜，結(jié)構(gòu)緊湊， 體積較小，成本低，能夠安裝在輕軌車輛上，利用超級電容充電和放電功能在輕軌車輛經(jīng)過 無接觸網(wǎng)區(qū)域時(shí)能夠?yàn)闄C(jī)車提供電力驅(qū)動(dòng)，保證車輛在無電區(qū)的平穩(wěn)運(yùn)行。
[0006] 本發(fā)明提出的一種超級電容柜，包括柜體，柜體包括上蓋板、底板和連接上蓋板和 底板的三根可拆卸的側(cè)板，柜體內(nèi)設(shè)有超級電容層和開關(guān)裝置層，超級電容層設(shè)有與柜體 鉸接的第一柜門，開關(guān)裝置層設(shè)有與柜體鉸接的第二柜門，第二柜門上設(shè)有顯示電容柜狀 態(tài)的指示燈；開關(guān)裝置層位于超級電容層上方；
[0007] 超級電容層內(nèi)設(shè)有多個(gè)安裝條架將超級電容層分隔成多層電容層，每層電容層遠(yuǎn) 離第一柜門一側(cè)設(shè)有兩個(gè)超級電容模塊，電容層靠近第一柜門一側(cè)設(shè)有與超級電容模塊相 配的電容均壓子模塊；每個(gè)超級電容模塊由多個(gè)超級電容并聯(lián)組成，超級電容模塊相互串 聯(lián)；均壓子模塊由EE42變壓器、DSA90C200肖特基二極管和東亞DY-SU散熱器組成，側(cè)裝于 中間分層支架板上；
[0008] 開關(guān)裝置層內(nèi)靠近第二柜門一側(cè)設(shè)有線路隔離開關(guān)、線路接觸器、預(yù)充電接觸器、 放電接觸器、電容均壓主板，開關(guān)裝置層內(nèi)遠(yuǎn)離第二柜門一側(cè)設(shè)有超級電容的放電電阻；開 關(guān)裝置層頂板上設(shè)有風(fēng)機(jī)；電容均壓主板由BUCK、半橋、MCU、保護(hù)綜合和CAN通訊組成。
[0009] 優(yōu)選地，超級電容模塊間的電壓均衡采用Buck加全橋兩級式電壓均衡拓?fù)洌糜?實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)可控均衡電流，提供過流保護(hù)，無需監(jiān)測超級電容模塊電壓，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)能量均衡。
[0010] 優(yōu)選地，線路隔離開關(guān)選擇型號為EX9MD2B的隔離開關(guān)，線路隔離開關(guān)安裝有加 長旋轉(zhuǎn)手柄與柜門聯(lián)鎖，用于保證在開門的同時(shí)線路隔離開關(guān)處于斷開狀態(tài)。
[0011] 優(yōu)選地，線路接觸器選擇型號為NEVN620025直流接觸器。
[0012] 優(yōu)選地，預(yù)充電接觸器選擇型號為NEVN61025直流接觸器。
[0013] 優(yōu)選地，電容均壓子模塊的寬度、長度、深度比值為19:30:30。
[0014] 優(yōu)選地，電容均壓主板的寬度、長度、深度比值小于14:14:3。
[0015] 在本發(fā)明中，超級電容層內(nèi)設(shè)有多個(gè)安裝條架將超級電容層分隔成多層電容層， 每層電容層遠(yuǎn)離第一柜門一側(cè)設(shè)有兩個(gè)超級電容模塊，電容層靠近第一柜門一側(cè)設(shè)有與超 級電容模塊相配的電容均壓子模塊；每個(gè)超級電容模塊由多個(gè)超級電容并聯(lián)組成，超級電 容模塊相互串聯(lián)；均壓子模塊由EE42變壓器、DSA90C200肖特基二極管和東亞DY-SU散熱 器組成，側(cè)裝于中間分層支架板上；開關(guān)裝置層內(nèi)靠近第二柜門一側(cè)設(shè)有線路隔離開關(guān)、線 路接觸器、預(yù)充電接觸器、放電接觸器、電容均壓主板，開關(guān)裝置層內(nèi)遠(yuǎn)離第二柜門一側(cè)設(shè) 有超級電容的放電電阻；開關(guān)裝置層頂板上設(shè)有風(fēng)機(jī)；電容均壓主板由BUCK、半橋、MCU、保 護(hù)綜合和CAN通訊組成。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，體積較小，成本低，能夠安裝在輕軌車輛上，利用 超級電容充電和放電功能在輕軌車輛經(jīng)過無接觸網(wǎng)區(qū)域時(shí)能夠?yàn)闄C(jī)車提供電力驅(qū)動(dòng)，保證 車輛在無電區(qū)的平穩(wěn)運(yùn)行。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明提出的一種超級電容柜結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖2為本發(fā)明提出的一種超級電容柜軸視圖；
[0018] 圖3為本發(fā)明提出的一種超級電容柜的電容層結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖4為本發(fā)明提出的一種超級電容柜的超級電容模塊間電壓均衡電路圖；
[0020] 圖5為本發(fā)明提出的一種超級電容柜的線路隔離開關(guān)連接方式圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 參照圖1、圖2、圖3,本發(fā)明提出一種超級電容柜，包括柜體1，柜體1包括上蓋板、 底板和連接上蓋板和底板的三根可拆卸的側(cè)板，柜體1內(nèi)設(shè)有超級電容層和開關(guān)裝置層2， 超級電容層設(shè)有與柜體1鉸接的第一柜門8,開關(guān)裝置層2設(shè)有與柜體1鉸接的第二柜門 9,第二柜門9上設(shè)有顯示柜體狀態(tài)的指示燈6 ;開關(guān)裝置層2位于超級電容層上方；
[0022] 超級電容層內(nèi)設(shè)有多個(gè)安裝條架4將超級電容層分隔成多層電容層3,每層電容 層3遠(yuǎn)離第一柜門8 -側(cè)設(shè)有兩個(gè)超級電容模塊5,每個(gè)電容模塊凈高202_，包括各安裝 條架后，每層高度不高于260mm，總高小于1600mm，電容層3靠近第一柜門8 -側(cè)設(shè)有與超 級電容模塊5相配的電容均壓子模塊10 ;每個(gè)超級電容模塊5由多個(gè)超級電容并聯(lián)組成， 超級電容模塊5相互串聯(lián)；均壓子模塊10由EE42變壓器、DSA90C200肖特基二極管和東亞 DY-SU散熱器組成，側(cè)裝于中間分層支架板上，模塊尺寸：寬76mm*長120mm*深120mm ;
[0023] 開關(guān)裝置層2內(nèi)靠近第二柜門9 一側(cè)設(shè)有線路隔離開關(guān)、線路接觸器、預(yù)充電接觸 器、放電接觸器、電容均壓主板，開關(guān)裝置層2內(nèi)遠(yuǎn)離第二柜門9 一側(cè)設(shè)有超級電容的放電 電阻，電阻箱的尺寸為寬410*長680*深170mm ;開關(guān)裝置層2頂板上設(shè)有風(fēng)機(jī)7 ;電容均壓 主板由BUCK、半橋、MCU、保護(hù)綜合和CAN通訊組成，電容均壓主板尺寸小于：寬350*長350* 深 75mm〇
[0024] 線路隔離開關(guān)選擇型號為EX9MD2B的隔離開關(guān)，線路隔離開關(guān)安裝有加長旋轉(zhuǎn)手 柄與柜門聯(lián)鎖，用于保證在開門的同時(shí)線路隔離開關(guān)處于斷開狀態(tài)，該型號線路隔離開關(guān) 防護(hù)等級達(dá)到IP40,使用環(huán)境溫度為-40°C~70°C，并且采用如圖5所示的連接方式，保證 超級電容正負(fù)端點(diǎn)都與變換器脫離，保證人身安全。
[0025] 線路接觸器、預(yù)充電接觸器均選擇諾雅克公司生產(chǎn)的NEV系列直流接觸器，線路 接觸器型號為NEVN620025,預(yù)充電接觸器型號為NEVN61