1.本实用新型涉及供电技术领域，特别是涉及一种铁路货车供电系统及铁路货车。
背景技术：2.随着我国铁路信息化、数字化的发展，车载用电设备也逐渐增多，为满足车辆的用电需求，当前主要有两种供电方式：
3.1)机车集中供电；
4.2)车辆单独供电；
5.然而铁路货车运行条件恶劣，编组频繁，机车通过电缆集中向车辆供电的方式难以实现，所以主要采用车辆单独供电方式。但是目前车辆单独供电的供电方式的成本高。
技术实现要素：6.基于此，有必要提供一种能够提高向车载用电设备供电的可靠性的铁路货车供电系统及铁路货车。
7.第一方面，提供了一种铁路货车供电系统，包括：
8.电池，在所述电池处于放电状态的情况下，所述电池用于与所述铁路货车的车载用电设备连接；
9.加热模组，用于在得电的情况下为所述电池加热；
10.电源模组，在电池处于充电状态的情况下，所述电源模组的第一输出端用于与所述电池连接，以向所述电池供电，在所述电池的温度小于阈值温度的情况下，所述电源模组的第二输出端用于与所述加热模组连接，以向所述加热模组供电。
11.在其中一个实施例中，所述电源模组包括：
12.轴端发电机；
13.整流单元，在所述铁路货车运行且所述电池处于充电状态的情况下和/或在所述铁路货车运行且所述电池的温度低于温度阈值的情况下，所述整流单元的输入端与所述轴端发电机的输出端连接，所述整流单元用于将所述轴端发电机产生的电流进行整流；
14.调压单元，所述调压单元的输入端与所述整流单元的输出端连接，所述调压单元的第一输出端作为所述电源模组的第一输出端，所述调压单元的第二输出端作为所述电源模组的第二输出端，所述调压单元用于将所述整流单元输出的电压调整为第一电压和第二电压，将所述第一电压通过所述调压单元的第一输出端输出至所述电池，将所述第二电压通过所述调压单元的第二输出端输出至所述加热模组。
15.在其中一个实施例中，在所述铁路货车不运行且所述电池处于充电状态的情况下和/或在所述铁路货车不运行且所述电池的温度低于温度阈值的情况下，所述整流单元的输入端用于与市电连接，所述整流单元用于对所述市电进行整流。
16.在其中一个实施例中，所述电源模组还包括：
17.温度检测单元，用于检测所述电池的温度；
18.第一开关，所述第一开关的第一端与所述调压单元的第二输出端连接，所述第一开关的第二端与加热模组连接；
19.控制单元，所述控制单元的输入端与温度检测单元连接，所述控制单元的控制端与所述第一开关的控制端连接，用于在所述温度检测单元检测的温度小于阈值温度的情况下，输出控制信号至所述第一开关的控制端，以使所述第一开关的第一端与所述第一开关的第二端接通。
20.在其中一个实施例中，所述加热模组包括电热膜，所述电热膜围成第一腔体，所述电池容置于所述第一腔体。
21.在其中一个实施例中，所述电热膜覆盖所述电池的侧壁以及所述电池的底部。
22.在其中一个实施例中，还包括电池箱，所述电池箱包括箱体，所述电热膜容置于所述箱体内。
23.在其中一个实施例中，所述电池箱包括保温层，所述保温层覆盖在所述电池箱的内壁。
24.在其中一个实施例中，所述温度检测单元设置于所述第一腔体内。
25.第二方面，提供了一种铁路货车，包括：
26.根据上述的铁路货车供电系统；
27.车载用电设备，与所述电池的输出端连接。
28.上述铁路货车供电系统，能够在电池的温度小于阈值温度的情况下，接通电源模组的第二输出端与加热模组，以向加热模组供电，从而使加热模组工作为电池加热，从而提高电池温度，保证电池的充电速度以及防止出现电池充不满电的情况，并且减少对电池的物理伤害，延长电池的使用寿命，从而降低了铁路货车供电系统的成本。
附图说明
29.为了更清楚地说明本技术实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
30.图1为一实施例的铁路货车供电系统的结构示意图；
31.图2为一实施例的电源模组的结构示意图；
32.图3为另一实施例的电源模组的结构示意图；
33.图4为一实施例的加热模组的结构示意图。
具体实施方式
34.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本技术的公开内容更加透彻全面。
35.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
36.可以理解，本技术所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本技术的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。
37.可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
38.在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
39.正如背景技术所述，现有的车辆单独供电的方式有时会出现无法给车载用电设备供电的现象，经发明人研究发现，车辆单独供电主要用大量蓄电池给各车载用电设备供电，然而蓄电池在低温环境下(5℃以下)充电，不但速度缓慢充不满电，而且还会对蓄电池造成不可逆的物理伤害，导致经常需要更换蓄电池，成本较高。基于此，本技术提供一种铁路货车供电系统，以提高供电系统的电池的使用寿命，从而降低铁路货车供电系统的成本，智能化管理和维护铁路货车上的电池。
40.请参考图1，其示出了本技术实施例提供的一种铁路货车供电系统的结构示意图。如图1所示，该铁路货车供电系统可以包括电池120、加热模组140以及电源模组160。
41.其中，在电池120处于放电状态的情况下，电池120用于与铁路货车的车载用电设备180连接，在电池120处于充电状态的情况下，电池120用于与电源模组160的第一输出端out1连接，在电池120的温度小于阈值温度的情况下，电源模组160的第二输出端out1用于与加热模组140连接，以向加热模组140 供电，以使加热模组140得电，为电池120加热。应说明的是，在电池120处于放电状态的情况下，电池120不与电源模组160的第一输出端out1连接，在电池120处于充电状态的情况下，电池120不与车载用电设备180连接。电源模组160可以用于向电池120和加热模组140提供电能。在一个实施例中，供电系统还可以包括第一受控开关，第一受控开关的第一端与电池120连接，第一受控开关的第二端与电源模组160的第一输出端out1连接。在电池120处于充电状态的情况下，第一受控开关闭合，实现电池120与电源模组160的第一输出端out1接通。在电池120处于放电状态的情况下，第一受控开关断开，实现电池120与电源模组160的第一输出端out1断开。在一个实施例中，供电系统还可以包括第二受控开关，第二受控开关的第一端与电池120连接，第二受控开关的第二端与车载用电设备180连接。在电池120处于放电状态的情况下，第二受控开关闭合，实现电池120与车载用电设备180接通。在电池120处于充电状态的情况下，第二受控开关断开，实现电池120与电源模组160的第一输出端out1断开。在一个实施例中，铁路货车的车载用电设备180可以包括但不限于车厢照明系统和铁路货车的制动系统。
42.在一个实施例中，电池120的放电状态指的是电池120电量大于第一电量，且车载用电设备180需要获取电能的状态，电池120的充电状态指的是电池120 电量小于或等于第一电量的状态，应说明的是，第一电量可以为电池120满电量的20％。
43.在一个实施例中，阈值温度为18℃至22℃。在一个实施例中，阈值温度为 20℃。在
一个实施例中，电池120可以为蓄电池。在一个实施例中，蓄电池可以为铅酸蓄电池。应说明的是，电池120可以为单个电池，也可以为由多个电池串联或并联构成的电池组。
44.在一个实施例中，供电系统还可以包括温控器，温控器的第一端与电源模组 160的第二输出端out2连接，温控器的第二端与加热模组140连接。其中，在温控器所处环境的环境温度小于第三温度的情况下，温控器的第一端和温控器的第二端闭合。应说明的是，在温控器所处环境的环境温度小于第三温度的情况下，电池120的温度小于阈值温度，从而实现在电池120的温度小于阈值温度的情况下，电源模组160的第二输出端out2与加热模组140连接。在一个实施例中，温控器可以为液胀式温控器。
45.在一个实施例中，在电池120处于充电状态，且电池120的温度高于或等于阈值温度的情况下，电池120与电源模组160的第一输出端out1连接，从而保证电池120在充电的情况下，电池120的温度始终高于或等于阈值温度，减小对电池120造成的物理伤害。
46.上述实施例提供的铁路货车供电系统，能够在电池120的温度小于阈值温度的情况下，接通电源模组160的第二输出端out1与加热模组140，以向加热模组140供电，从而使加热模组140工作为电池120加热，从而提高电池120温度，保证电池120的充电速度以及防止出现电池120充不满电的情况，并且减少对电池120的物理伤害，延长电池120的使用寿命，从而降低了铁路货车供电系统的成本。
47.根据上文描述可知，电源模组可以用于为电池或加热装置提供电能，那么下述实施例，将提供可以实现提供电能的电源模组。
48.请参考图2，其示出了本技术实施例提供的一种电源模组的结构示意图，如图2所示，电源模组可以包括轴端发电机202、整流单元204以及调压单元206。其中，轴端发电机202连接于铁路货车的车轴端部，用于将铁路货车的车轴转动的机械能转化为电能，从而实现发电的目的。
49.在铁路货车运行且电池120处于充电状态的情况下，和/或在铁路货车运行且电池120的温度低于温度阈值的情况下，整流单元204的输入端in1与轴端发电机202的输出端连接，整流单元204用于将轴端发电机202产生的电流进行整流，以输出直流电。调压单元206的输入端与整流单元204的输出端连接，在电池120处于充电状态的情况下，调压单元206的第一输出端out1与电池 120连接；在电池120的温度小于阈值温度的情况下，调压单元206的第二输出端out2与加热模组140连接，调压单元206用于将整流单元204输出电压调整为第一电压和第二电压，将第一电压通过调压单元206的第一输出端out1输出至电池120，以为电池120充电，将第二电压通过调压单元206的第二输出端 out2输出至加热模组140，以使加热模组140得电，在电池120温度小于温度阈值的情况下，为电池120加热。应说明的是，调压单元206的第一输出端out1 作为电源模组的第一输出端，调压单元206的第二输出端out2作为电源模组的第二输出端。在一个实施例中，整流单元204可以包括整流器。
50.在一个实施例中，在铁路货车不运行且电池120处于充电状态的情况下，和/或在所述铁路货车不运行且所述电池120的温度低于温度阈值的情况下，整流单元204的输入端in1用于与市电208连接，整流单元204用于对市电208 进行整流，以输出直流电。在一个实施例中，铁路货车供电系统还可以包括市电接线端子。市电接线端子与市电连接。在一个实施例中，在铁路货车不运行且电池120处于充电状态的情况下，整流单元204的输入端in1用于与市电接线端子连接。在一个实施例中，铁路货车供电系统还可以包括第三受控开关，第
三受控开关的第一端连接轴端发电机202的输出端，第三受控开关的第二端连接整流单元204的输入端in1。在铁路货车运行且电池120处于充电状态的情况下，和/或在铁路货车运行且电池120的温度低于温度阈值的情况下，第三受控开关闭合，从而实现整流单元204的输入端in1与轴端发电机202的输出端接通。在一个实施例中，铁路货车供电系统还可以包括第四受控开关，第四受控开关的第一端连接市电连接端子，第四受控开关的第二端连接整流单元204的输入端in1。在所述铁路货车不运行且所述电池120处于充电状态的情况下和/或在所述铁路货车不运行且所述电池120的温度低于温度阈值的情况下，第四受控开关闭合，从而实现整流单元204的输入端in1与市电接通。
51.上述实施例，在铁路货车运行的情况下，采用轴端发电机202产生的电能为电池120或加热模组140提供电能，在铁路货车不运行(如：铁路货车停放或封存)的情况下，采用市电为电池120或加热模组140提供电能，提供了铁路货车供电系统的适用性。
52.请参考图3，其示出了本技术实施例提供的一种电源模组的结构示意图，相对于上一实施例提供的电源模组，本技术实施例提供的电源模组还可以包括温度检测单元302，第一开关304以及控制单元306。所述温度检测单元302用于检测电池120的温度。
53.其中，第一开关304的第一端1与调压单元的第二输出端out2连接，第一开关304的第二端2与加热模组140连接，第一开关304的控制端con1与控制单元306的控制端con2连接，控制单元306的输入端in2与温度检测单元302 连接，用于在所述温度检测单元302检测的温度小于阈值温度的情况下，输出控制信号至第一开关304的控制端con1，以使第一开关304的第一端1与第一开关304的第二端2接通。在一个实施例中，控制单元306还可以用于在温度检测单元302检测的温度大于第一温度的情况下，输出关闭信号至第一开关304 的控制端con1，以使第一开关304的第一端1于第一开关304的第二端2断开，使加热模组140失电。其中，第一温度大于温度阈值。本技术实施例在电池120 温度低于温度阈值的情况下，对电池120进行加热，以避免电池120在温度低于温度阈值的情况下进行充电，从而保证了电池120的使用寿命。同时，在电池120的温度大于第一温度的情况下，控制加热模组140失电，不执行加热操作，从而避免电池120的温度过高，造成危险。可以理解的，第一温度可以根据电池 120类型以及实际需求进行设置，本技术实施例对此不作限值。
54.在一个实施例中，第一开关304可以为电磁继电器，电磁继电器的常开触点的一端作为第一开关304的第一端1，电磁继电器的常开触点的另一端作为第一开关304的第二端2，电磁继电器的线圈的一端作为第一开关304的控制端 con1，电磁继电器的线圈的另一端接地。应说明的是，控制单元306在温度检测单元302检测的电池120的温度小于阈值温度的情况下，输出高电平，以使电磁继电器的线圈得电，从而电磁继电器的常开触点闭合，从而实现在温度检测单元302检测的电池120的温度小于阈值温度的情况下，加热模组140和调压单元的第二输出端out2接通，加热模组140得电工作，电池120温度上升。控制单元306在温度检测单元302检测的温度大于第一温度的情况下不动作，电磁继电器的线圈失电，加热模组140和调压单元的第二输出端out2不接通。可以理解的，控制单元306根据温度检测单元302检测的温度控制第一开关304的第一端1和第一开关304的第二端2是否接通，为控制领域的常规技术手段，本领域技术人员采用常规技术手段即可实现上述控制功能。
55.在一个实施例中，温度检测单元302包括温度传感器，所述温度传感器与电池120的距离小于第一阈值，以检测电池120的温度。
56.在一个实施例中，如图3所示，铁路货车供电系统还可以包括短信报警单元308，短信报警单元308与温度检测单元302连接，短信报警单元308在温度检测单元302检测的温度大于第二温度的情况下，发送报警短信。在一个实施例中，短信报警单元308预设有紧急联系人的号码，在温度检测单元302检测的温度大于第二温度的情况下，短信报警单元308根据该紧急联系人的号码，发送报警短信，以提醒紧急联系人，提高铁路货车供电系统的安全性。在一个实施例中，报警短信的内容预先存储在短信报警单元308中，在需要发送报警短信的情况下，短信报警单元308提取该报警短信的内容以发送报警短信。
57.请参考图4，其示出了本技术实施例提供的一种加热模组的结构示意图。如图4所示，加热模组可以包括电热膜402。其中，电热膜402围成第一腔体，电池120容置于第一腔体。应说明的是，电热膜402在得电的情况下能将电能转换为热能，将热量以热辐射的形式输出，从而实现对电池120加热目的。在一个实施例中，电热膜402包括碳分子团。应说明的是，在电场的作用下，电热膜 402的碳分子团产生“布朗运动”，碳分子之间发生剧烈的摩擦和撞击，产生的热能以远红外辐射和对流的形式对外传递，从而实现对电池120加热。本实施例通过将电池120容置于电热膜402围成的第一腔体中，电热膜402辐射出的热量作用于电池120，使电池120升温。在一个实施例中，电热膜402覆盖在电池120的侧壁。在一个实施例中，电热膜402覆盖在电池120的侧壁以及电池 120的底部。在一个实施例中，温度检测单元设置于电池120和电热膜402之间，以检测电池120温度。
58.请继续参考图4，供电系统还可以包括电池箱404。电池箱404包括箱体，电热膜402容置于箱体内。应说明的是，电池120和电热膜402均容置于箱体内。电池箱404还包括盖体，盖体与箱体活动连接或可拆卸连接，以实现将电热膜402和电池120放入或移出电池箱404。
59.请继续参考图4，电池箱404包括保温层406，保温层406覆盖在箱体的内壁。箱体内壁涂覆保温材料以形成保温层406。保温层406位于加热膜和箱体内壁之间，防止加热膜产生的热量扩散到电池箱404外部。在一个实施例中，保温层406可以为聚苯乙烯泡沫塑料层。
60.在一个实施例中，还提供了一种铁路货车，该铁路货车可以包括上述任一实施例提供的供电系统。
61.在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
62.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
63.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
技术特征：1.一种铁路货车供电系统，其特征在于，包括：电池，在所述电池处于放电状态的情况下，所述电池用于与所述铁路货车的车载用电设备连接；加热模组，用于在得电的情况下为所述电池加热；电源模组，在电池处于充电状态的情况下，所述电源模组的第一输出端用于与所述电池连接，以向所述电池供电，在所述电池的温度小于阈值温度的情况下，所述电源模组的第二输出端用于与所述加热模组连接，以向所述加热模组供电。2.根据权利要求1所述的铁路货车供电系统，其特征在于，所述电源模组包括：轴端发电机；整流单元，在所述铁路货车运行且所述电池处于充电状态的情况下和/或在所述铁路货车运行且所述电池的温度低于温度阈值的情况下，所述整流单元的输入端与所述轴端发电机的输出端连接，所述整流单元用于将所述轴端发电机产生的电流进行整流；调压单元，所述调压单元的输入端与所述整流单元的输出端连接，所述调压单元的第一输出端作为所述电源模组的第一输出端，所述调压单元的第二输出端作为所述电源模组的第二输出端，所述调压单元用于将所述整流单元输出的电压调整为第一电压和第二电压，将所述第一电压通过所述调压单元的第一输出端输出至所述电池，将所述第二电压通过所述调压单元的第二输出端输出至所述加热模组。3.根据权利要求2所述的铁路货车供电系统，其特征在于，在所述铁路货车不运行且所述电池处于充电状态的情况下和/或在所述铁路货车不运行且所述电池的温度低于温度阈值的情况下，所述整流单元的输入端用于与市电连接，所述整流单元用于对所述市电进行整流。4.根据权利要求2所述的铁路货车供电系统，其特征在于，所述电源模组还包括：温度检测单元，用于检测所述电池的温度；第一开关，所述第一开关的第一端与所述调压单元的第二输出端连接，所述第一开关的第二端与加热模组连接；控制单元，所述控制单元的输入端与温度检测单元连接，所述控制单元的控制端与所述第一开关的控制端连接，用于在所述温度检测单元检测的温度小于阈值温度的情况下，输出控制信号至所述第一开关的控制端，以使所述第一开关的第一端与所述第一开关的第二端接通。5.根据权利要求4所述的铁路货车供电系统，其特征在于，所述加热模组包括电热膜，所述电热膜围成第一腔体，所述电池容置于所述第一腔体。6.根据权利要求5所述的铁路货车供电系统，其特征在于，所述电热膜覆盖所述电池的侧壁以及所述电池的底部。7.根据权利要求5所述的铁路货车供电系统，其特征在于，还包括电池箱，所述电池箱包括箱体，所述电热膜容置于所述箱体内。8.根据权利要求7所述的铁路货车供电系统，其特征在于，所述电池箱包括保温层，所述保温层覆盖在所述电池箱的内壁。9.根据权利要求8所述的铁路货车供电系统，其特征在于，所述温度检测单元设置于所述第一腔体内。
10.一种铁路货车，其特征在于，包括：根据权利要求1-9中任一项所述的铁路货车供电系统；车载用电设备，与所述电池的输出端连接。
技术总结本实用新型涉及一种铁路货车供电系统及铁路货车。该铁路货车供电系统包括：电池，在所述电池处于放电状态的情况下，所述电池用于与所述铁路货车的车载用电设备连接；加热模组，用于在得电的情况下为所述电池加热；电源模组，在电池处于充电状态的情况下，所述电源模组的第一输出端与所述电池连接，以向所述电池供电，在所述电池的温度小于阈值温度的情况下，所述电源模组的第二输出端与所述加热模组连接，以向所述加热模组供电。该铁路货车供电系统能够在电池的温度小于阈值温度的情况下为电池加热，减少对电池的物理伤害，延长电池的使用寿命。的使用寿命。的使用寿命。
技术研发人员：杨刚 刘凤伟 姜瑞金 徐勇 刘幻云 胡文涛 韩亚培 王洪昆 王文刚 边志宏 王蒙 丁颖 王萌 焦杨 马瑞峰 徐建喜 张国彪
受保护的技术使用者：国能铁路装备有限责任公司
技术研发日：2021.12.30
技术公布日：2022/7/4
