一种机车牵引蓄电池放电平衡电路及控制方法

技术领域

本发明属于轨道交通技术领域，尤其涉及一种机车牵引蓄电池放电平衡电路及控制方法。

背景技术

锂电池由于具有较高的能量密度，可满足车辆续航的要求，作为牵引蓄电池（或动力蓄电池）在电力机车领域的应用越来越普遍。为提高锂电池的应用安全性，加强对锂电池组的电压、电流、容量等参数精准监控，同时减少故障蓄电池对整车影响，一般根据机车主辅电路由两个牵引变流器和两个辅助变流器组成的结构特征，将整个蓄电池组分成两组完全独立的牵引蓄电池，分别给机车的两个不同的牵引变流器和辅助变流器供电。其中，两个牵引变流器分别驱动机车一半的牵引电机，两个辅助变流器分别给机车的VVVF（VariableVoltage and Variable Frequency）辅助负载（如冷却塔风机、牵引冷却风机等需要变频变压控制的辅助负载）和CVCF（Constant Voltage and Constant Frequency）辅助负载（如主压缩机、控制蓄电池充电机、空调、水泵等需要定频定压控制的辅助负载）供电。

在实际的应用中，由于机车的VVVF辅助负载和CVCF辅助负载的总功率不一致，会导致两组蓄电池的放电不平衡，长期使用的话，耗电较多的那组蓄电池由于每次放电深度比另一组牵引蓄电池深，导致其使用寿命明显比另一组蓄电池短（注：机车VVVF辅助负载的功率一般会小于机车的CVCF负载）。

若蓄电池放电深度较高（放量大或多），耗电较多的蓄电池易导致对应牵引变流器的因电量过低提前牵引封锁保护，使机车损失一半的牵引性能。情节严重时，还会导致对应辅助变流器也禁止工作，此时为保障机车正常运行，一般会将VVVF辅助负载按照CVCF模式运行由另一个辅助变流器供电（VVVF辅助负载与CVCF辅助负载之间通过接触器连接），即由同一个蓄电池和同一个辅助变流器同时对VVVF辅助负载和CVCF辅助负载供电。VVVF辅助负载按照CVCF模式运行，由于工作电压和工作频率的增加不但会使VVVF辅助负载噪音增大，还会导致VVVF辅助负载的输出功率增加，从而进一步影响蓄电池的续航能力。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种机车牵引蓄电池放电平衡电路及控制方法，以解决因VVVF辅助负载和CVCF辅助负载总功率不一致导致两组牵引蓄电池组放电不平衡的问题。

本发明独立权利要求的技术方案解决了上述发明目的中的一个或多个。

本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种机车牵引蓄电池放电平衡电路，包括第一牵引蓄电池、第二牵引蓄电池、第一牵引变流器、第二牵引变流器、第一辅助变流器以及第二辅助变流器，所述第一牵引蓄电池与第一牵引变流器连接，所述第二牵引蓄电池与第二牵引变流器连接，所述第一辅助变流器与VVVF辅助负载连接，第二辅助变流器与CVCF辅助负载连接，其特征是，还包括第一切换模块、第二切换模块、第三切换模块以及第四切换模块；所述第一牵引蓄电池通过第一切换模块与第一辅助变流器连接，第一牵引蓄电池通过第二切换模块与第二辅助逆变器连接；所述第二牵引蓄电池通过第三切换模块与第二辅助逆变器连接，第二牵引蓄电池通过第四切换模块与第一辅助逆变器连接；所述第一切换模块、第二切换模块、第三切换模块以及第四切换模块的闭合和断开是由TCMS系统来控制的。

本发明所述的牵引蓄电池放电平衡电路，每组牵引蓄电池通过两个切换模块分别与第一辅助变流器和第二辅助变流器连接，第一辅助变流器和第二辅助变流器分别为VVVF辅助负载和CVCF辅助负载提供能量，通过控制四个切换模块动作，当两组牵引蓄电池的放电循环次数为单数或双数时，使每组牵引蓄电池在默认情况下对VVVF辅助负载和CVCF辅助负载在两个放电循环周期内总的放电量均为一次放电循环深度，使两组牵引蓄电池在整个生命周期中，总的放电量基本保持一致，延长了牵引蓄电池的使用寿命；当机车需要深度续航时，自动选择放电深度较高的牵引蓄电池为VVVF辅助负载提供能量，使放电深度较低的牵引蓄电池为CVCF辅助负载提供能量，避免了辅助负载功率较高的那组牵引蓄电池因过度放电导致其提前牵引封锁，提高了机车续航能力，同时避免了一个辅助变流器同时为VVVF辅助负载和CVCF辅助负载提供能量的可能性，从而避免了VVVF辅助负载按照CVCF模式运行导致的噪音大，输出功率增加等问题。

进一步地，所述第一切换模块、第二切换模块、第三切换模块以及第四切换模块均为换向接触器。

本发明还提供一种如上所述机车牵引蓄电池放电平衡电路的控制方法，包括：

在所述放电平衡电路每次上电时，获取并判断第一牵引蓄电池或第二牵引蓄电池的放电循环次数，如果所述放电循环次数为单数，则控制第一切换模块和第三切换模块闭合，第二切换模块和第四切换模块断开，使第一牵引蓄电池为第一辅助变流器提供能量，第二牵引蓄电池为第二辅助变流器提供能量；或，控制第二切换模块和第四切换模块闭合，第一切换模块和第三切换模块断开，使第一牵引蓄电池为第二辅助变流器提供能量，第二牵引蓄电池为第一辅助变流器提供能量；

如果所述放电循环次数为双数，则控制第二切换模块和第四切换模块闭合，第一切换模块和第三切换模块断开，使第一牵引蓄电池为第二辅助变流器提供能量，第二牵引蓄电池为第一辅助变流器提供能量；或，控制第一切换模块和第三切换模块闭合，第二切换模块和第四切换模块断开，使第一牵引蓄电池为第一辅助变流器提供能量，第二牵引蓄电池为第二辅助变流器提供能量；

其中，第一牵引蓄电池或第二牵引蓄电池的累计放电量每达到第一设定电量，放电循环次数加1，第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池自投入使用，放电循环次数不清零。

本发明所述牵引蓄电池放电平衡电路控制方法，正常情况下，CVCF辅助负载的总功率大于VVVF辅助负载的总功率，因此，为CVCF辅助负载提供电能的牵引蓄电池放电深度较高，即放电量大，为VVVF辅助负载提供电能的牵引蓄电池放电深度较低，即放电量小；在每次上电时进行牵引蓄电池放电循环次数的检测，根据放电循环次数的单双来控制第一切换模块、第二切换模块、第三切换模块以及第四切换模块的闭合和断开，在两个放电循环周期内使第一牵引蓄电池与第二牵引蓄电池的放电量达到平衡，避免了放电深度较高的那组牵引变流器提前牵引封锁，提高了机车续航能力，延长了牵引蓄电池的使用寿命。

进一步地，在所述第一切换模块和第三切换模块闭合，第二切换模块和第四切换模块断开之后，还包括：判断第二牵引蓄电池的剩余电量是否低于第二设定电量，以及判断第一牵引蓄电池的剩余电量与第二牵引蓄电池的剩余电量之差是否低于第三设定电量；

如果第二牵引蓄电池的剩余电量低于第二设定电量，且第一牵引蓄电池的剩余电量与第二牵引蓄电池的剩余电量之差大于第三设定电量，则控制第二切换模块和第四切换模块闭合，第一切换模块和第三切换模块断开，使第一牵引蓄电池为第二辅助变流器提供能量，第二牵引蓄电池为第一辅助变流器提供能量；否则保持第一切换模块和第三切换模块闭合，第二切换模块和第四切换模块断开的状态。

进一步地，在所述第一切换模块和第三切换模块闭合，第二切换模块和第四切换模块断开之后，判断第二牵引蓄电池的剩余电量是否低于第二设定电量，以及判断第一牵引蓄电池的剩余电量与第二牵引蓄电池的剩余电量之差是否低于第三设定电量之前，还包括牵引蓄电池馈电判断的步骤，具体步骤为：

判断第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池是否馈电；

如果第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池均正常，则判断第二牵引蓄电池的剩余电量是否低于第二设定电量，以及判断第一牵引蓄电池的剩余电量与第二牵引蓄电池的剩余电量之差是否低于第三设定电量；

如果第一牵引蓄电池正常，第二牵引蓄电池馈电，则控制第一切换模块和第二切换模块闭合，第三切换模块和第四切换模块断开，由第一牵引蓄电池为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量；

如果第一牵引蓄电池馈电，第二牵引蓄电池正常，则控制第三切换模块和第四切换模块闭合，第一切换模块和第二切换模块断开，由第二牵引蓄电池为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量；

如果第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池均馈电，则控制第一切换模块、第二切换模块、第三切换模块和第四切换模块断开，停止为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量。

进一步地，在第二切换模块和第四切换模块闭合，第一切换模块和第三切换模块断开之后，还包括：判断第一牵引蓄电池的剩余电量是否低于第二设定电量，以及判断第二牵引蓄电池的剩余电量与第一牵引蓄电池的剩余电量之差是否低于第三设定电量；

如果第一牵引蓄电池的剩余电量低于第二设定电量，且第二牵引蓄电池的剩余电量与第一牵引蓄电池的剩余电量之差大于第三设定电量，则控制第一切换模块和第三切换模块闭合，第二切换模块和第四切换模块断开，使第一牵引蓄电池为第一辅助变流器提供能量，第二牵引蓄电池为第二辅助变流器提供能量；否则保持第二切换模块和第四切换模块闭合，第一切换模块和第三切换模块断开的状态。

进一步地，在所述第二切换模块和第四切换模块闭合，第一切换模块和第三切换模块断开之后，判断第一牵引蓄电池的剩余电量是否低于第二设定电量，以及判断第二牵引蓄电池的剩余电量与第一牵引蓄电池的剩余电量之差是否低于第三设定电量之前，还包括牵引蓄电池馈电判断的步骤，具体步骤为：

判断第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池是否馈电；

如果第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池均正常，则判断第一牵引蓄电池的剩余电量是否低于第二设定电量，以及判断第二牵引蓄电池的剩余电量与第一牵引蓄电池的剩余电量之差是否低于第三设定电量；

如果第一牵引蓄电池正常，第二牵引蓄电池馈电，则控制第一切换模块和第二切换模块闭合，第三切换模块和第四切换模块断开，由第一牵引蓄电池为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量；

如果第一牵引蓄电池馈电，第二牵引蓄电池正常，则控制第三切换模块和第四切换模块闭合，第一切换模块和第二切换模块断开，由第二牵引蓄电池为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量；

如果第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池均馈电，则控制第一切换模块、第二切换模块、第三切换模块和第四切换模块断开，停止为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量。

进一步地，在所述获取并判断第一牵引蓄电池或第二牵引蓄电池的放电循环次数之前，还包括牵引蓄电池馈电判断的步骤，具体步骤为：

判断第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池是否馈电；

如果第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池均正常，则获取并判断第一牵引蓄电池或第二牵引蓄电池的放电循环次数；

如果第一牵引蓄电池正常，第二牵引蓄电池馈电，则控制第一切换模块和第二切换模块闭合，第三切换模块和第四切换模块断开，由第一牵引蓄电池为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量；

如果第一牵引蓄电池馈电，第二牵引蓄电池正常，则控制第三切换模块和第四切换模块闭合，第一切换模块和第二切换模块断开，由第二牵引蓄电池为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量；

如果第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池均馈电，则控制第一切换模块、第二切换模块、第三切换模块和第四切换模块断开，停止为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量。

通过牵引蓄电池的馈电判断，防止牵引蓄电池过度放电，即使某一牵引蓄电池馈电，由另一牵引蓄电池同时为VVVF辅助负载和CVCF辅助负载提供能量，因为第一辅助变流器、第二辅助变流器分别为VVVF辅助负载、CVCF辅助负载提供能量，避免了一个辅助变流器同时为VVVF辅助负载和CVCF辅助负载提供能量的可能性，从而避免了VVVF辅助负载按照CVCF模式运行导致的噪音大，输出功率增加等问题。

进一步地，所述第一设定电量为第一牵引蓄电池或第二牵引蓄电池的总电量，第二设定电量为第一牵引蓄电池或第二牵引蓄电池总电量的40%，第三设定电量为第一牵引蓄电池或第二牵引蓄电池总电量的10%。

有益效果

与现有技术相比，本发明所提供的一种机车牵引蓄电池放电平衡电路及控制方法，每组牵引蓄电池通过两个切换模块分别与第一辅助变流器和第二辅助变流器连接，第一辅助变流器和第二辅助变流器分别为VVVF辅助负载和CVCF辅助负载提供能量，通过控制四个切换模块动作，当两组牵引蓄电池的放电循环次数为单数或双数时，使每组牵引蓄电池在默认情况下对VVVF辅助负载和CVCF辅助负载在两个放电循环周期内总的放电量均为一次放电循环深度，使两组牵引蓄电池在整个生命周期中，总的放电量基本保持一致，延长了牵引蓄电池的使用寿命；当机车需要深度续航时，自动选择放电深度较高的牵引蓄电池为VVVF辅助负载提供能量，使放电深度较低的牵引蓄电池为CVCF辅助负载提供能量，避免了辅助负载功率较高的那组牵引蓄电池因过度放电导致其提前牵引封锁，提高了机车续航能力，同时避免了一个辅助变流器同时为VVVF辅助负载和CVCF辅助负载提供能量的可能性，从而避免了VVVF辅助负载按照CVCF模式运行导致的噪音大，输出功率增加等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1中一种机车牵引蓄电池放电平衡电路的结构示意图；

图2是本发明实施例1中一种机车牵引蓄电池放电平衡电路控制方法的流程图；

图3是本发明实施例1中牵引蓄电池馈电判断流程图；

图4是本发明实施例2中一种机车牵引蓄电池放电平衡电路控制方法的流程图；

其中，蓄电池1为第一牵引蓄电池，蓄电池2为第二牵引蓄电池。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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的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。

实施例1

如图1所示，本发明所提供的一种机车牵引蓄电池放电平衡电路，包括第一牵引蓄电池、第二牵引蓄电池、第一牵引变流器、第二牵引变流器、第一辅助变流器、第二辅助变流器、第一切换模块K01、第二切换模块K02、第三切换模块K03以及第四切换模块K04；第一牵引蓄电池与第一牵引变流器连接，第二牵引蓄电池与第二牵引变流器连接，第一辅助变流器与VVVF辅助负载连接，第二辅助变流器与CVCF辅助负载连接；第一牵引蓄电池通过第一切换模块K01与第一辅助变流器连接，第一牵引蓄电池通过第二切换模块K02与第二辅助逆变器连接；第二牵引蓄电池通过第三切换模块K03与第二辅助逆变器连接，第二牵引蓄电池通过第四切换模块K04与第一辅助逆变器连接；第一切换模块K01、第二切换模块K02、第三切换模块K03以及第四切换模块K04的闭合和断开是由TCMS系统来控制的，TCMS系统为列车控制和管理系统。

现有技术中，第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池为两组完全独立的牵引蓄电池，分别给两个不同的牵引变流器和辅助变流器供电，第一牵引变流器和第二牵引变流器分别给机车的一半牵引电机供电，正常情况下第一牵引变流器和第二牵引变流器两者的输出功率相等；第一辅助变流器和第二辅助变流器分别给机车的VVVF辅助负载和CVCF辅助负载供电，正常情况下VVVF辅助负载总功率会小于CVCF辅助负载总功率，因此导致第二牵引蓄电池放电深度较高，第一牵引蓄电池放电深度较低，两者放电不平衡。

为第一辅助变流器和第二辅助变流器配置第一切换模块K01、第二切换模块K02、第三切换模块K03以及第四切换模块K04，在不同情况下对切换模块的闭合和断开进行控制，实现两个牵引蓄电池的放电平衡，具体控制逻辑包括：

（1）当K01和K03闭合，K02和K04断开时，第一牵引蓄电池给第一辅助变流器供电、第二牵引蓄电池给第二辅助变流器供电；

（2）当K02和K04闭合、K01和K03断开时，第一牵引蓄电池给第二辅助变流器供电、第二牵引蓄电池给第一辅助变流器供电；

（3）当K01和K02闭合，K03和K04断开时，第一牵引蓄电池同时给第一辅助变流器和第二辅助变流器供电；

（4）当K03和K04闭合，K01和K02断开时，第二牵引蓄电池同时给第一辅助变流器和第二辅助变流器供电；

（5）当K01、K02、K03和K04全部断开时，第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池停止对两个辅助变流器供电。

本实施例中 ，第一切换模块K01、第二切换模块K02、第三切换模块K03以及第四切换模块K04均为双刀双掷型换向接触器。

如图2所示，本发明还提供一种如上所述机车牵引蓄电池放电平衡电路的控制方法，包括：

（1）在放电平衡电路每次上电时，判断第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池是否馈电；如果第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池均正常，则转入步骤（2）；否则：

如果第一牵引蓄电池正常，第二牵引蓄电池馈电，则控制第一切换模块K01和第二切换模块K02闭合，第三切换模块K03和第四切换模块K04断开，由第一牵引蓄电池为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量；

如果第一牵引蓄电池馈电，第二牵引蓄电池正常，则控制第三切换模块K03和第四切换模块K04闭合，第一切换模块K01和第二切换模块K02断开，由第二牵引蓄电池为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量；

如果第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池均馈电，则控制第一切换模块K01、第二切换模块K02、第三切换模块K03和第四切换模块K04断开，停止为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量，如图3所示。

是否馈电的判断条件为牵引蓄电池的剩余电量是否低于第四设定电量，第四设定电量<第三设定电量<第二设定电量<第一设定电量，第四设定电量即为最低剩余电量，通过设置最低剩余电量的保护判断，防止牵引蓄电池过度放电，即使某一牵引蓄电池馈电，由另一牵引蓄电池同时为VVVF辅助负载和CVCF辅助负载提供能量，因为第一辅助变流器、第二辅助变流器分别为VVVF辅助负载、CVCF辅助负载提供能量，避免了一个辅助变流器同时为VVVF辅助负载和CVCF辅助负载提供能量的可能性，从而避免了VVVF辅助负载按照CVCF模式运行导致的噪音大，输出功率增加等问题，有效地提高了牵引蓄电池的续航能力。

（2）在放电平衡电路每次上电时，获取并判断第一牵引蓄电池或第二牵引蓄电池的放电循环次数，如果所述放电循环次数为单数，则转入步骤（3），否则转入步骤（8）。

在每次上电时进行牵引蓄电池放电循环次数的检测，上电后不再根据放电循环次数进行判断和切换，在下一次上电时又进行牵引蓄电池放电循环次数的检测。根据放电循环次数的单双来控制第一切换模块K01、第二切换模块K02、第三切换模块K03和第四切换模块K04的闭合和断开，在两个放电循环周期内使第一牵引蓄电池与第二牵引蓄电池的放电量达到平衡，避免了放电深度较高的那组牵引变流器提前牵引封锁，提高了机车续航能力，延长了牵引蓄电池的使用寿命。例如，在一个放电循环周期内（即一个放电循环次数内），如果放电循环次数为单数，那么由第一牵引蓄电池为VVVF辅助负载供电（假设耗电量为40%），第二牵引蓄电池为CVCF辅助负载供电（假设耗电量为60%）；在下一个放电循环周期内，放电循环次数则为双数，那么由第一牵引蓄电池为CVCF辅助负载供电（耗电量为60%），第二牵引蓄电池为VVVF辅助负载供电（耗电量为40%），则在两个放电循环周期内，第一牵引蓄电池消耗的电量为40%+60%，第二牵引蓄电池消耗的电量为60%+40%，则在两个放电循环周期内，第一牵引蓄电池与第二牵引蓄电池达到放电量平衡。在本实施例中，第一设定电量为牵引蓄电池的总电量，牵引蓄电池每累计放一额定电量，放电循环次数加1，牵引蓄电池在放电后或放电时也可能被充电，如果根据剩余电量来进行判断并切换，会导致接触器切换频繁，从而导致机车的稳定性差，因此本发明根据放电循环次数来进行切换，保证了两个放电循环周期内，第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池放电平衡。

（3）控制第一切换模块K01和第三切换模块K03闭合，第二切换模块K02和第四切换模块K04断开，使第一牵引蓄电池为第一辅助变流器提供能量，第二牵引蓄电池为第二辅助变流器提供能量。

在当前放电循环周期内（放电循环次数为单数），由第一牵引蓄电池为第一辅助变流器提供能量，第二牵引蓄电池为第二辅助变流器提供能量；在下一个放电循环周期内（放电循环次数为双数），由第一牵引蓄电池为第二辅助变流器提供能量，第二牵引蓄电池为第一辅助变流器提供能量，使两个放电循环周期内，第一牵引蓄电池与第二牵引蓄电池的放电电量平衡。

（4）判断第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池是否馈电；如果第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池均正常，则转入步骤（5）；否则：

如果第一牵引蓄电池正常，第二牵引蓄电池馈电，则控制第一切换模块K01和第二切换模块K02闭合，第三切换模块K03和第四切换模块K04断开，由第一牵引蓄电池为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量；

如果第一牵引蓄电池馈电，第二牵引蓄电池正常，则控制第三切换模块K03和第四切换模块K04闭合，第一切换模块K01和第二切换模块K02断开，由第二牵引蓄电池为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量；

如果第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池均馈电，则控制第一切换模块K01、第二切换模块K02、第三切换模块K03和第四切换模块K04断开，停止为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量，如图3所示。

（5）判断第二牵引蓄电池的剩余电量是否低于第二设定电量，以及判断第一牵引蓄电池的剩余电量与第二牵引蓄电池的剩余电量之差是否低于第三设定电量。

在每个放电循环周期内，当某一牵引蓄电池的剩余电量较低，且远低于另一牵引蓄电池的剩余电量时，进行一次切换，使每个放电循环周期内第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池的放电电量尽可能接近，达到放电平衡；只有在牵引蓄电池的剩余电量较低时才进行切换，避免了频繁切换导致稳定性差；由于第二牵引蓄电池给耗电量多的CVCF辅助负载供电，因此，对第二牵引蓄电池的剩余电量进行判断。

（6）如果第二牵引蓄电池的剩余电量低于第一设定电量，且第一牵引蓄电池与第二牵引蓄电池的剩余电量之差大于第二设定电量，则控制第二切换模块K02和第四切换模块K04闭合，第一切换模块K01和第三切换模块K03断开，使第一牵引蓄电池为第二辅助变流器提供能量，第二牵引蓄电池为第一辅助变流器提供能量。

第二牵引蓄电池对负载较重的第二辅助变流器供电，正常情况下，第二牵引蓄电池的电量下降较快，因此，对第二牵引蓄电池的剩余电量进行判断，在第二牵引蓄电池剩余电量较低，且第一牵引蓄电池与第二牵引蓄电池的剩余电量相差较大时，才进行第一辅助变流器与第二辅助变流器的供电互相，即第二牵引蓄电池进行深度放电时才会切换，避免了反复切换而降低稳定性。

（7）判断第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池是否馈电；

如果第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池均正常，保持第二切换模块K02和第四切换模块K04闭合，第一切换模块K01和第三切换模块K03断开的状态；否则：

如果第一牵引蓄电池正常，第二牵引蓄电池馈电，则控制第一切换模块K01和第二切换模块K02闭合，第三切换模块K03和第四切换模块K04断开，由第一牵引蓄电池为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量；

如果第一牵引蓄电池馈电，第二牵引蓄电池正常，则控制第三切换模块K03和第四切换模块K04闭合，第一切换模块K01和第二切换模块K02断开，由第二牵引蓄电池为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量；

如果第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池均馈电，则控制第一切换模块K01、第二切换模块K02、第三切换模块K03和第四切换模块K04断开，停止为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量，如图3所示。

（8）控制第二切换模块K02和第四切换模块K04闭合，第一切换模块K01和第三切换模块K03断开，使第一牵引蓄电池为第二辅助变流器提供能量，第二牵引蓄电池为第一辅助变流器提供能量。

（9）判断第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池是否馈电；如果第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池均正常，则转入步骤（10）；否则：

如果第一牵引蓄电池正常，第二牵引蓄电池馈电，则控制第一切换模块K01和第二切换模块K02闭合，第三切换模块K03和第四切换模块K04断开，由第一牵引蓄电池为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量；

如果第一牵引蓄电池馈电，第二牵引蓄电池正常，则控制第三切换模块K03和第四切换模块K04闭合，第一切换模块K01和第二切换模块K02断开，由第二牵引蓄电池为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量；

如果第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池均馈电，则控制第一切换模块K01、第二切换模块K02、第三切换模块K03和第四切换模块K04断开，停止为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量，如图3所示。

（10）判断第一牵引蓄电池的剩余电量是否低于第二设定电量，以及判断第二牵引蓄电池的剩余电量与第一牵引蓄电池的剩余电量之差是否低于第三设定电量。

（11）如果第一牵引蓄电池的剩余电量低于第一设定电量，且第二牵引蓄电池与第一牵引蓄电池的剩余电量之差大于第二设定电量，则第一切换模块K01和第三切换模块K03闭合，第二切换模块K02和第四切换模块K04断开，使第一牵引蓄电池为第一辅助变流器提供能量，第二牵引蓄电池为第二辅助变流器提供能量。

第一牵引蓄电池对负载较重的第二辅助变流器供电，正常情况下，第一牵引蓄电池的电量下降较快，因此，对第一牵引蓄电池的剩余电量进行判断，在第一牵引蓄电池剩余电量较低，且第二牵引蓄电池与第一牵引蓄电池的剩余电量相差较大时，才进行第一辅助变流器与第二辅助变流器的供电互相，即第一牵引蓄电池需要进行深度放电时才会切换，避免了反复切换而降低稳定性。

使剩余电量较多的第二牵引蓄电池对负载较重的第二辅助变流器供电，以达到在放电循环周期内第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池的放电平衡。

（12）判断第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池是否馈电；

如果第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池均正常，保持第一切换模块K01和第三切换模块K03闭合，第二切换模块K02和第四切换模块K04断开的状态；

如果第一牵引蓄电池正常，第二牵引蓄电池馈电，则控制第一切换模块K01和第二切换模块K02闭合，第三切换模块K03和第四切换模块K04断开，由第一牵引蓄电池为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量；

如果第一牵引蓄电池馈电，第二牵引蓄电池正常，则控制第三切换模块K03和第四切换模块K04闭合，第一切换模块K01和第二切换模块K02断开，由第二牵引蓄电池为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量；

如果第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池均馈电，则控制第一切换模块K01、第二切换模块K02、第三切换模块K03和第四切换模块K04断开，停止为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量，如图3所示。

本实施例中，第二设定电量为第一牵引蓄电池或第二牵引蓄电池总电量的40%，第三设定电量为第一牵引蓄电池或第二牵引蓄电池总电量的10%，第一设定电量、第二设定电量、第三设定电量以及第四设定电量均可以根据需要进行调整。

实施例2

如图4所示，本发明还提供一种如上所述机车牵引蓄电池放电平衡电路的控制方法，包括：

（1）在放电平衡电路每次上电时，判断第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池是否馈电；如果第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池均正常，则转入步骤（2）；否则：

如果第一牵引蓄电池正常，第二牵引蓄电池馈电，则控制第一切换模块K01和第二切换模块K02闭合，第三切换模块K03和第四切换模块K04断开，由第一牵引蓄电池为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量；

如果第一牵引蓄电池馈电，第二牵引蓄电池正常，则控制第三切换模块K03和第四切换模块K04闭合，第一切换模块K01和第二切换模块K02断开，由第二牵引蓄电池为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量；

如果第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池均馈电，则控制第一切换模块K01、第二切换模块K02、第三切换模块K03和第四切换模块K04断开，停止为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量，如图3所示。

是否馈电的判断条件为牵引蓄电池的剩余电量是否低于第四设定电量，第四设定电量<第三设定电量<第二设定电量<第一设定电量，第四设定电量即为最低剩余电量，通过设置最低剩余电量的保护判断，防止牵引蓄电池过度放电，即使某一牵引蓄电池馈电，由另一牵引蓄电池同时为VVVF辅助负载和CVCF辅助负载提供能量，因为第一辅助变流器、第二辅助变流器分别为VVVF辅助负载、CVCF辅助负载提供能量，避免了一个辅助变流器同时为VVVF辅助负载和CVCF辅助负载提供能量的可能性，从而避免了VVVF辅助负载按照CVCF模式运行导致的噪音大，输出功率增加等问题，有效地提高了牵引蓄电池的续航能力。

（2）在放电平衡电路每次上电时，获取并判断第一牵引蓄电池或第二牵引蓄电池的放电循环次数，如果所述放电循环次数为单数，则转入步骤（3），否则转入步骤（8）。

（3）控制第二切换模块K02和第四切换模块K04闭合，第一切换模块K01和第三切换模块K03断开，使第一牵引蓄电池为第二辅助变流器提供能量，第二牵引蓄电池为第一辅助变流器提供能量。

（4）判断第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池是否馈电；如果第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池均正常，则转入步骤（5）；否则：

如果第一牵引蓄电池正常，第二牵引蓄电池馈电，则控制第一切换模块K01和第二切换模块K02闭合，第三切换模块K03和第四切换模块K04断开，由第一牵引蓄电池为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量；

如果第一牵引蓄电池馈电，第二牵引蓄电池正常，则控制第三切换模块K03和第四切换模块K04闭合，第一切换模块K01和第二切换模块K02断开，由第二牵引蓄电池为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量；

如果第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池均馈电，则控制第一切换模块K01、第二切换模块K02、第三切换模块K03和第四切换模块K04断开，停止为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量，如图3所示。

（5）判断第一牵引蓄电池的剩余电量是否低于第二设定电量，以及判断第二牵引蓄电池的剩余电量与第一牵引蓄电池的剩余电量之差是否低于第三设定电量。

（6）如果第一牵引蓄电池的剩余电量低于第一设定电量，且第二牵引蓄电池与第一牵引蓄电池的剩余电量之差大于第二设定电量，则第一切换模块K01和第三切换模块K03闭合，第二切换模块K02和第四切换模块K04断开，使第一牵引蓄电池为第一辅助变流器提供能量，第二牵引蓄电池为第二辅助变流器提供能量。

第一牵引蓄电池对负载较重的第二辅助变流器供电，正常情况下，第一牵引蓄电池的电量下降较快，因此，对第一牵引蓄电池的剩余电量进行判断，在第一牵引蓄电池剩余电量较低，且第二牵引蓄电池与第一牵引蓄电池的剩余电量相差较大时，才进行第一辅助变流器与第二辅助变流器的供电互相，即第一牵引蓄电池需要进行深度放电时才会切换，避免了反复切换而降低稳定性。

使剩余电量较多的第二牵引蓄电池对负载较重的第二辅助变流器供电，以达到在放电循环周期内第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池的放电平衡。

（7）判断第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池是否馈电；

如果第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池均正常，保持第一切换模块K01和第三切换模块K03闭合，第二切换模块K02和第四切换模块K04断开的状态；

如果第一牵引蓄电池正常，第二牵引蓄电池馈电，则控制第一切换模块K01和第二切换模块K02闭合，第三切换模块K03和第四切换模块K04断开，由第一牵引蓄电池为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量；

如果第一牵引蓄电池馈电，第二牵引蓄电池正常，则控制第三切换模块K03和第四切换模块K04闭合，第一切换模块K01和第二切换模块K02断开，由第二牵引蓄电池为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量；

如果第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池均馈电，则控制第一切换模块K01、第二切换模块K02、第三切换模块K03和第四切换模块K04断开，停止为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量，如图3所示。

（8）控制第一切换模块K01和第三切换模块K03闭合，第二切换模块K02和第四切换模块K04断开，使第一牵引蓄电池为第一辅助变流器提供能量，第二牵引蓄电池为第二辅助变流器提供能量。

在当前放电循环周期内（放电循环次数为双数），由第一牵引蓄电池为第一辅助变流器提供能量，第二牵引蓄电池为第二辅助变流器提供能量；在下一个放电循环周期内（放电循环次数为单数），由第一牵引蓄电池为第二辅助变流器提供能量，第二牵引蓄电池为第一辅助变流器提供能量，使两个放电循环周期内，第一牵引蓄电池与第二牵引蓄电池的放电电量平衡。

（9）判断第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池是否馈电；如果第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池均正常，则转入步骤（10）；否则：

如果第一牵引蓄电池正常，第二牵引蓄电池馈电，则控制第一切换模块K01和第二切换模块K02闭合，第三切换模块K03和第四切换模块K04断开，由第一牵引蓄电池为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量；

如果第一牵引蓄电池馈电，第二牵引蓄电池正常，则控制第三切换模块K03和第四切换模块K04闭合，第一切换模块K01和第二切换模块K02断开，由第二牵引蓄电池为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量；

如果第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池均馈电，则控制第一切换模块K01、第二切换模块K02、第三切换模块K03和第四切换模块K04断开，停止为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量，如图3所示。

（10）判断第二牵引蓄电池的剩余电量是否低于第二设定电量，以及判断第一牵引蓄电池的剩余电量与第二牵引蓄电池的剩余电量之差是否低于第三设定电量。

在每个放电循环周期内，当某一牵引蓄电池的剩余电量较低，且远低于另一牵引蓄电池的剩余电量时，进行一次切换，使每个放电循环周期内第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池的放电电量尽可能接近，达到放电平衡；只有在牵引蓄电池的剩余电量较低时才进行切换，避免了频繁切换导致稳定性差；由于第二牵引蓄电池给耗电量多的CVCF辅助负载供电，因此，对第二牵引蓄电池的剩余电量进行判断。

（11）如果第二牵引蓄电池的剩余电量低于第一设定电量，且第一牵引蓄电池与第二牵引蓄电池的剩余电量之差大于第二设定电量，则控制第二切换模块K02和第四切换模块K04闭合，第一切换模块K01和第三切换模块K03断开，使第一牵引蓄电池为第二辅助变流器提供能量，第二牵引蓄电池为第一辅助变流器提供能量。

第二牵引蓄电池对负载较重的第二辅助变流器供电，正常情况下，第二牵引蓄电池的电量下降较快，因此，对第二牵引蓄电池的剩余电量进行判断，在第二牵引蓄电池剩余电量较低，且第一牵引蓄电池与第二牵引蓄电池的剩余电量相差较大时，才进行第一辅助变流器与第二辅助变流器的供电互相，即第二牵引蓄电池进行深度放电时才会切换，避免了反复切换而降低稳定性。

（12）判断第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池是否馈电；

如果第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池均正常，保持第二切换模块K02和第四切换模块K04闭合，第一切换模块K01和第三切换模块K03断开的状态；否则：

如果第一牵引蓄电池正常，第二牵引蓄电池馈电，则控制第一切换模块K01和第二切换模块K02闭合，第三切换模块K03和第四切换模块K04断开，由第一牵引蓄电池为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量；

如果第一牵引蓄电池馈电，第二牵引蓄电池正常，则控制第三切换模块K03和第四切换模块K04闭合，第一切换模块K01和第二切换模块K02断开，由第二牵引蓄电池为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量；

如果第一牵引蓄电池和第二牵引蓄电池均馈电，则控制第一切换模块K01、第二切换模块K02、第三切换模块K03和第四切换模块K04断开，停止为第一辅助变流器和第二辅助变流器提供能量，如图3所示。

本实施例中，第二设定电量为第一牵引蓄电池或第二牵引蓄电池总电量的40%，第三设定电量为第一牵引蓄电池或第二牵引蓄电池总电量的10%，第一设定电量、第二设定电量、第三设定电量以及第四设定电量均可以根据需要进行调整。

本发明牵引蓄电池放电平衡电路控制方法，根据某组蓄电池的放电循环次数，自动调整辅助负载的默认配置，使该蓄电池组在两个放电循环周期内对第一辅助变流器和对第二辅助变流器的放电量基本相等，同理另一组蓄电池在两个放电循环周期内对第一辅助变流器和对第二辅助变流器的放电量也基本相等。因此，两组蓄电池在整个使用寿命周期中的放电量也基本相等，可以保证其使用寿命也能基本保持一致。

仅当负载较大的蓄电池电量较低，且该组蓄电池比另一组蓄电池的电量低于一定值（相差第三设定电量）时，才自动切换辅助负载的配置，使原负载较大的蓄电池自动选择负载较小的辅助变流器供电，原负载较小的蓄电池自动选择负载较大的辅助变流器供电，使两组蓄电池在深度放电时其放电量能相对均衡，既可以充分利用蓄电池的剩余电量提高机车续航能力，又可以在蓄电池电量较高时避免了辅助变流器的反复配置，提高了机车运行的稳定性。

实现辅助负载切换的接触器（K01/K02/K03/K04）设置在牵引蓄电池组与辅助变流器输入侧的支路上，接触器的切换不影响牵引蓄电池对牵引变流器的供电，因此其配置转换过程或切换过程不影响机车的正常行驶。

以上所揭露的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。