本實用新型實施例涉及鐵路車輛供電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鐵路棚車用供電系統(tǒng)及鐵路棚車。

背景技術(shù)：

由于貨運列車與旅客列車運用維護體制的區(qū)別，目前在貨車上沒有安裝供電系統(tǒng)，因而一些智能電子監(jiān)控設(shè)備(如：軸溫檢測裝置、電子防滑器、電控制動裝置、火災(zāi)檢測裝置等)由于缺乏有效的供電手段而無法應(yīng)用于鐵路貨車，嚴(yán)重限制了貨車技術(shù)的發(fā)展。尤其是對于常用于裝載運輸高附加值貨物的鐵路棚車，在提速的背景下，為了保證鐵路棚車裝載運輸高附加值貨物時具有更高的安全性，需要在鐵路棚車上安裝智能電子監(jiān)控設(shè)備。因此需要在鐵路棚車上加裝供電設(shè)備。

列車現(xiàn)有的供電方式包括由機車車頭直接供電或由列尾風(fēng)管(制動管)取電。其中，由機車車頭直接供電主要是通過機車的內(nèi)燃機帶動發(fā)電機發(fā)電。而由列尾風(fēng)管取電主要在列車尾部的主風(fēng)管處連接發(fā)電裝置，依靠風(fēng)管內(nèi)的風(fēng)發(fā)電。

由機車車頭直接供電，車與車之間需要連接線纜，因此無法滿足鐵路棚車的列車混編的要求；而由列尾風(fēng)管取電功率較小，無法滿足鐵路棚車供電的需要。因此現(xiàn)有技術(shù)的列車供電方式并不能應(yīng)用于鐵路棚車的供電。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種鐵路棚車用供電系統(tǒng)及鐵路棚車，以有效的給快速棚車的用電設(shè)備供電。

本實用新型的一個方面提供一種鐵路棚車用供電系統(tǒng)，用于給鐵路棚車的用電設(shè)備供電，包括：太陽能電池板、控制器及儲能設(shè)備；

所述太陽能電池板設(shè)置于所述鐵路棚車車廂外頂棚上，用于將太陽能轉(zhuǎn)換為電能；

所述儲能設(shè)備設(shè)置于所述鐵路棚車的車底架下方，用于存儲電能；

所述控制器設(shè)置于所述鐵路棚車的內(nèi)壁上，與所述太陽能電池板及所述儲能設(shè)備電連接，用于根據(jù)太陽能電池板輸出電能的狀態(tài)及儲能設(shè)備的儲能狀態(tài)切換供電模式，其中，所述供電模式包括：

第一供電模式，所述第一供電模式為所述太陽能電池板將電能輸出給所述儲能設(shè)備；

第二供電模式，所述第二供電模式為所述太陽能電池板將電能同時輸出給所述儲能設(shè)備和所述用電設(shè)備；

第三供電模式，所述第三供電模式為所述儲能設(shè)備將電能輸出給所述用電設(shè)備。

進一步的，所述太陽能電池板至少為兩組，分別對稱設(shè)置于所述鐵路棚車車廂外頂棚的車廂寬度方向，并由所述鐵路棚車車廂外頂棚中部至邊部以預(yù)設(shè)角度向下傾斜。

進一步的，所述太陽能電池板功率為120-140W，鋪設(shè)面積20-30m²。

進一步的，所述儲能設(shè)備容量為150-160Ah，輸出為110V直流輸出，所述儲能設(shè)備設(shè)置有10-12組。

進一步的，所述儲能設(shè)備容量為1400-1500Ah，輸出為12V直流輸出，所述儲能設(shè)備設(shè)置有10-12組。

進一步的，所述儲能設(shè)備為鉛酸蓄電池。

進一步的，在所述用電設(shè)備前還設(shè)置有逆變器，所述逆變器用于將直流輸出轉(zhuǎn)換為交流輸出，以將所述交流輸出供給所述用電設(shè)備。

進一步的，所述鐵路棚車用供電系統(tǒng)還包括角度調(diào)節(jié)裝置，所述角度調(diào)節(jié)裝置包括垂直設(shè)置的直線傳動裝置，所述直線傳動裝置的一端固定于所述鐵路棚車車廂外頂棚上，所述直線傳動裝置的另一端固定于所述太陽能電池板的下表面。

進一步的，所述角度調(diào)節(jié)裝置與所述控制器電連接，用于接收所述控制器發(fā)送的調(diào)節(jié)信號，并根據(jù)所述調(diào)節(jié)信號調(diào)節(jié)所述太陽能電池板的角度；

所述控制器還用于根據(jù)所述太陽能電池板的輸出功率實時獲取太陽能電池板的轉(zhuǎn)換效率，并根據(jù)所述轉(zhuǎn)換效率向所述角度調(diào)節(jié)裝置發(fā)送調(diào)節(jié)信號，以使所述太陽能電池板的轉(zhuǎn)換效率保持在預(yù)設(shè)范圍。

本實用新型的另一個方面提供一種鐵路棚車，包括如上所述的鐵路棚車用供電系統(tǒng)、鐵路棚車車廂和用電設(shè)備。

本實用新型提供的鐵路棚車用供電系統(tǒng)及鐵路棚車，通過在鐵路棚車車廂外頂棚上設(shè)置太陽能電池板，在鐵路棚車的車底架下方設(shè)置儲能設(shè)備，并通過設(shè)置于鐵路棚車的內(nèi)壁上控制器根據(jù)太陽能電池板輸出電能的狀態(tài)及儲能設(shè)備的儲能狀態(tài)切換供電模式，從而保證用電設(shè)備的穩(wěn)定供電，具有安全、環(huán)保、可靠等優(yōu)點，且結(jié)構(gòu)簡單、成本低，同時不占用鐵路棚車的內(nèi)部載貨空間，且每節(jié)鐵路棚車可實現(xiàn)單獨供電，可滿足鐵路棚車的列車混編需求。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。在所有附圖中，類似的元件或部分一般由類似的附圖標(biāo)記標(biāo)識。附圖中，各元件或部分并不一定按照實際的比例繪制。

圖1為本實用新型一實施例提供的鐵路棚車用供電系統(tǒng)安裝于鐵路棚車的示意圖；

圖2為圖1的鐵路棚車用供電系統(tǒng)安裝于鐵路棚車的側(cè)視圖；

圖3為圖1的鐵路棚車用供電系統(tǒng)給用電設(shè)備供電的示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本實用新型技術(shù)方案的實施例進行詳細(xì)的描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本實用新型的技術(shù)方案，因此只作為示例，而不能以此來限制本實用新型的保護范圍。

需要注意的是，除非另有說明，本申請使用的技術(shù)術(shù)語或者科學(xué)術(shù)語應(yīng)當(dāng)為本實用新型所屬領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的通常意義。在本申請的描述中，需要理解的是，術(shù)語“長度”、“寬度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

圖1為本實用新型一實施例提供的鐵路棚車用供電系統(tǒng)安裝于鐵路棚車的示意圖；圖2為圖1的鐵路棚車用供電系統(tǒng)安裝于鐵路棚車的側(cè)視圖；圖3為圖1的鐵路棚車用供電系統(tǒng)給用電設(shè)備供電的示意圖。如圖1-3所示，本實用新型實施例提供一種鐵路棚車用供電系統(tǒng)，用于給鐵路棚車的用電設(shè)備50供電，包括：太陽能電池板10、控制器20及儲能設(shè)備30。

太陽能電池板10設(shè)置于鐵路棚車車廂60外頂棚上，用于將太陽能轉(zhuǎn)換為電能；儲能設(shè)備30設(shè)置于鐵路棚車的車底架下方，用于存儲電能；控制器20設(shè)置于鐵路棚車的內(nèi)壁上，與太陽能電池板10及儲能設(shè)備30電連接，用于根據(jù)太陽能電池板10輸出電能的狀態(tài)及儲能設(shè)備30的儲能狀態(tài)切換供電模式。其中，供電模式包括：第一供電模式、第二供電模式及第三供電模式。

具體的，第一供電模式為太陽能電池板10將電能輸出給儲能設(shè)備30；第二供電模式為太陽能電池板10將電能同時輸出給儲能設(shè)備30和用電設(shè)備50；第三供電模式為儲能設(shè)備30將電能輸出給用電設(shè)備50。

在本實施例中，控制裝置與太陽能電池板10及儲能設(shè)備30電連接，根據(jù)太陽能電池板10輸出電能的狀態(tài)及儲能設(shè)備30的儲能狀態(tài)切換供電模式，并將電能輸出給用電設(shè)備50。具體的，當(dāng)太陽能電池板10將太陽能轉(zhuǎn)換為電能輸出，且用電設(shè)備50未工作時，切換至第一供電模式，即太陽能電池板10將電能輸出給儲能設(shè)備30；當(dāng)太陽能電池板10將太陽能轉(zhuǎn)換為電能輸出，且有用電設(shè)備50工作時，切換至第二供電模式，即太陽能電池板10將電能同時輸出給儲能設(shè)備30和用電設(shè)備50；當(dāng)陰雨天或夜晚太陽能電池板10無電能輸出時，切換至第三供電模式，即儲能設(shè)備30將電能輸出給用電設(shè)備50，從而保證用電設(shè)備50的穩(wěn)定供電。此外，當(dāng)在第一供電模式和第二供電模式下，當(dāng)儲能設(shè)備30存儲電能達(dá)到預(yù)設(shè)值時，停止充電，防止過充，以保護存儲設(shè)備，延長儲能設(shè)備30的使用壽命?？刂破?0設(shè)置于鐵路棚車的內(nèi)壁上，可防止雨水等的侵蝕造成損壞短路，便于維護。

本實施例的鐵路棚車用供電系統(tǒng)，通過在鐵路棚車車廂60外頂棚上設(shè)置太陽能電池板10，在鐵路棚車的車底架下方設(shè)置儲能設(shè)備30，并通過設(shè)置于鐵路棚車的內(nèi)壁上控制器20根據(jù)太陽能電池板10輸出電能的狀態(tài)及儲能設(shè)備30的儲能狀態(tài)切換供電模式，從而保證用電設(shè)備50的穩(wěn)定供電，具有安全、環(huán)保、可靠等優(yōu)點，且結(jié)構(gòu)簡單、成本低，同時不占用鐵路棚車的內(nèi)部載貨空間，且每節(jié)鐵路棚車可實現(xiàn)單獨供電，可滿足鐵路棚車的列車混編需求。

進一步的，太陽能電池板10至少為兩組，分別對稱設(shè)置于鐵路棚車車廂60外頂棚的車廂60寬度方向，并由鐵路棚車車廂60外頂棚中部至邊部以預(yù)設(shè)角度向下傾斜。

由于部分鐵路棚車車廂60的頂棚為拱頂結(jié)構(gòu)，不便于太陽能電池板10的安裝固定，因此，太陽能電池板10至少為兩組，分別對稱設(shè)置于鐵路棚車車廂60外頂棚的車廂60寬度方向，并由鐵路棚車車廂60外頂棚中部至邊部以預(yù)設(shè)角度向下傾斜。其中預(yù)設(shè)角度可以為根據(jù)鐵路棚車的服役環(huán)境進行具體的設(shè)置。

其中，太陽能電池板10功率為120-140W，鋪設(shè)面積可為20-30m²。

考慮到太陽能電池板10的轉(zhuǎn)換效率，以輸出功率為85W計算，為了保證鐵路棚車用供電系統(tǒng)一天的正常工作，且降低成本，因此太陽能電池板10的鋪設(shè)面積為20-30m²。

進一步的，儲能設(shè)備30容量為150-160Ah，輸出為110V直流輸出，儲能設(shè)備30設(shè)置有10-12組，或儲能設(shè)備30容量為1400-1500Ah，輸出為12V直流輸出，儲能設(shè)備30設(shè)置有10-12組。

儲能設(shè)備30的輸出電壓可根據(jù)用電設(shè)備50的實際情況進行選擇，其容量和數(shù)量以保證系統(tǒng)一天的正常供電為基準(zhǔn)進行設(shè)置，以保證用電設(shè)備50的穩(wěn)定工作。此外，也可以通過變壓器對輸出電壓進行變壓，以適應(yīng)不同用電設(shè)備50。

儲能設(shè)備30可選用鉛酸蓄電池。鉛酸蓄電池電壓穩(wěn)定、價格便宜、壽命更長而且維護也更簡單，可以提高鐵路棚車用供電系統(tǒng)的可靠性，保證用電器的穩(wěn)定供電。

進一步的，如圖3中所示，在用電設(shè)備50前還設(shè)置有逆變器40，逆變器40用于將直流輸出轉(zhuǎn)換為交流輸出，以將交流輸出供給用電設(shè)備50。具體的，逆變器40可由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。逆變器40可實現(xiàn)直流輸出向交流輸出轉(zhuǎn)換，且轉(zhuǎn)換效率高，同時帶負(fù)載適應(yīng)性與穩(wěn)定性強，安全性能好，具備短路、過載、過/欠電壓、超溫等保護功能，可滿足鐵路棚車用供電系統(tǒng)的對鐵路棚車上交流用電設(shè)備50的交流供電，提高鐵路棚車用供電系統(tǒng)的適應(yīng)性。

進一步的，鐵路棚車用供電系統(tǒng)還包括角度調(diào)節(jié)裝置，角度調(diào)節(jié)裝置包括垂直設(shè)置的直線傳動裝置，直線傳動裝置的一端固定于鐵路棚車車廂60外頂棚上，直線傳動裝置的另一端固定于太陽能電池板10的下表面。

在本實施例中，考慮到鐵路棚車的運行過程中，太陽能電池板10可能無法處于較好的傾斜角度，導(dǎo)致太陽能電池板10的轉(zhuǎn)換效率并不理想，因此在太陽能電池板10的下表面還設(shè)置了角度調(diào)節(jié)裝置，以對太陽能電池板10的傾斜角度進行調(diào)節(jié)。具體的，角度調(diào)節(jié)裝置包括垂直設(shè)置的直線傳動裝置，其一端固定在鐵路棚車車廂60外頂棚上，另一端固定于太陽能電池板10的下表面，通過控制直線傳動裝置的伸縮長度，從而可調(diào)節(jié)太陽能電池板10的傾斜角度。優(yōu)選的，直線傳動裝置為四個，分別設(shè)置在太陽能電池板10的四個角部，可實現(xiàn)太陽能電池板10的各個角度的調(diào)節(jié)，具有更好的適應(yīng)性。其中角度調(diào)節(jié)裝置的直線傳動裝置伸縮長度的調(diào)節(jié)可以采用人工控制，也可以通過控制器20來控制。

例如通過控制器20控制時，可采用角度調(diào)節(jié)裝置與控制器20電連接，用于接收控制器20發(fā)送的調(diào)節(jié)信號，并根據(jù)調(diào)節(jié)信號調(diào)節(jié)太陽能電池板10的角度；

控制器20還用于根據(jù)太陽能電池板10的輸出功率實時獲取太陽能電池板10的轉(zhuǎn)換效率，并根據(jù)轉(zhuǎn)換效率向角度調(diào)節(jié)裝置發(fā)送調(diào)節(jié)信號，以使太陽能電池板10的轉(zhuǎn)換效率保持在預(yù)設(shè)范圍。

通過控制器20實時監(jiān)控太陽能電池板10的轉(zhuǎn)換率，實時調(diào)整太陽能電池板10的傾斜角度，以使轉(zhuǎn)換效率保持在預(yù)設(shè)范圍，從而使太陽能電池板10以合適的功率輸出，并可保持功率輸出的穩(wěn)定，且提高轉(zhuǎn)換率可減小太陽能電池板10的鋪設(shè)面積，節(jié)約成本。

本實用新型的另一實施例提供一種鐵路棚車，包括如上述實施例的鐵路棚車用供電系統(tǒng)、鐵路棚車車廂和用電設(shè)備。

本實施例的鐵路棚車，由上述實施例的鐵路棚車用供電系統(tǒng)對用電設(shè)備供電，通過在鐵路棚車車廂外頂棚上設(shè)置太陽能電池板，在鐵路棚車的車底架下方設(shè)置儲能設(shè)備，并通過設(shè)置于鐵路棚車的內(nèi)壁上控制器根據(jù)太陽能電池板輸出電能的狀態(tài)及儲能設(shè)備的儲能狀態(tài)切換供電模式，從而保證用電設(shè)備的穩(wěn)定供電，具有安全、環(huán)保、可靠等優(yōu)點，且結(jié)構(gòu)簡單、成本低，同時不占用鐵路棚車的內(nèi)部載貨空間，且每節(jié)鐵路棚車可實現(xiàn)單獨供電，可滿足鐵路棚車的列車混編需求。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的范圍。