SSB蓄电池地铁车辆蓄电池紧急负载测试不成功原因分析

SSB蓄电池地铁车辆蓄电池紧急负载测试不成功原因分析

地铁车辆在无网压时，其蓄电池组需满意各类紧迫负载供电45分钟以上的需求。某地铁线路新造电客车运输到段后在调试过程中发现列车蓄电池紧迫负载测验未能到达45分钟以上，通过蓄电池规划容量复核、蓄电池实际容量核容、环境温度影响蓄电池容量程度剖析、蓄电池欠压维护电路规划剖析及紧迫负载测验电流比照等方面去剖析判别出蓄电池紧迫负载测验不成功的原因，并对城市轨道交通地铁车辆规划、生产、维护提出主张。

关键词：地铁车辆 蓄电池 紧迫负载

0 导言

蓄电池组是城市轨道交通车辆辅助电源体系的重要组成部分，负责给全车操控回路、照明、播送、CCTV、PIDS体系供电。某地铁线路电客车选用110V铅酸电池，依据GB50157《地铁规划规范》要求，车辆在毛病及紧迫情况下，蓄电池组能够供给列车车门操控、应急通风、应急照明、外部照明、车载安全设备、播送、通讯等体系作业不低于45min，以及45min后列车车门能够开关门一次，该线路车辆技能规格书还要求外部供电康复时蓄电池组能够保证辅助电源发动及应急升弓，且蓄电池组容量需有15%的额定冗余。

1 毛病描绘

某地铁线路地铁车辆到段后，依照例行实验要求对各列车进行调试，其间对T14、T34、T38等车进行紧迫负载测验时，紧迫负载测验时长均在33-40min之间，未能满意45min的要求。对部分列车通过调整蓄电池欠压继电器动作值及进行蓄电池核容实验后再次进行紧迫负载测验后，大部分列车紧迫负载测验时长增加至60min以上，但T34列车紧迫负载测验时长为52min左右，刚好到达规划冗余临界值，与其他列车存在差距。

2 原因剖析

（1）复核车辆蓄电池规划容量

单组蓄电池容量：C1=P÷U×T÷K1÷K2÷K3

其间：P为各紧迫负载功率（W）；U为蓄电池紧迫负载测验时的放电电压（V）；T为放电时刻（h）；K1为大电流放电系数，依据大电流曲线，选取K1=0.82；K2为老化系数，参阅《EN 50547-铁路设备.辅助供电体系用电池》，选取K2=0.9；K3为温度系数，依照20℃的温度与容量曲线，选取K3=0.95。

在紧迫负载测验过程中，因为该线路车辆设置LCD显示屏持续作业6分钟后自动封闭，因而前6分钟才有LCD显示屏负载。经查各设备体系有关材料，紧迫负载测验时列车一个单元的空调通风、车内外照明、通讯、播送、CCTV等体系的功率P1=12555W，该部分设备放电时长为45分钟；LCD显示屏及电子地图功率P2=2540W，放电时长为6分钟；门控体系开关门各一次功率P3=5400W，放电时长约10秒；应急升弓泵公路P4=300W，放电时长约1分钟；外部供电康复时辅助逆变器发动功率P5=1000W，放电时长约为10秒；依据蓄电池放电曲线，该蓄电池组的放电电压U≈94V，因而能够计算出C1≈150.7Ah。

一起依据蓄电池组容量15%的额定冗余要求，能够计算出满意45分钟紧迫负载测验的单组蓄电池组容量C=C1×1.15≈173.4Ah，经查阅该线路蓄电池有关材料，该线路车辆单组蓄电池选用的容量为175Ah，因而经剖析能够确认该线路车辆蓄电池规划容量是满意45分钟紧迫负载测验的要求。

（2）蓄电池欠压维护电路规划剖析

经查该线路地铁车辆的低压直流电源电气原理图，在地铁车辆紧迫负载测验时，因为无外部电源输入时，负载仅由蓄电池组供电，为避免蓄电池组过度放电导致蓄电池亏电，车辆蓄电池设置有两个欠压继电器KVGBC1和KVGBC2用于断开蓄电池输出回路，详细见图1，其间欠压继电器2（KVGBC2）是用于列车未激活时列车紧迫照明回路的电压，当欠压继电器检测到列车紧迫照明回路电压到达继电器动作值时将进行断合。依据蓄电池欠压维护电路可知蓄电池欠压继电器2（KVGBC2）断开动作电压为94V，通过比照其他地铁项目蓄电池欠压维护电路动作值，而且考虑到从蓄电池输出端到欠压继电器回路中心存在二极管、开关等元器件会导致压降，能够通过适当的调低蓄电池欠压继电器2（KVGBC2）断开的动作电压来延伸蓄电池紧迫负载测验时长。结合蓄电池亏电电压值，为了既能尽或许延伸蓄电池供电时刻又不损坏蓄电池，终究主张蓄电池欠压继电器2（KVGBC2）的动作电压调整为90-93V。

图1.蓄电池欠压维护电路

 

（3）环境温度对蓄电池容量的影响剖析

参照《EN60254 -1车用铅酸蓄电池.第1部分 一般要求和实验办法》，依据温度差异校准后的蓄电池容量为，其间为放电前蓄电池的初始温度，为参阅温度30℃，按地铁车辆蓄电池紧迫负载测验时长，λ取0.006，由上述公式可知地铁车辆蓄电池在正常运用的情况下，周围环境温度的变化对蓄电池容量影响较小，正常运用可疏忽该部分温度变化对蓄电池容量的影响。

（4）蓄电池核容实验剖析

因为蓄电池供货装车时刻距离车辆发车到段时刻较长，长时刻未进行过充放电实验，蓄电池或许存在容量下降或许亏电，因而在调整欠压继电器动作值后，该线路选取了T34、T38两列车进行了蓄电池核容实验（核容实验相当于完成了一次深度充放电），并别离记录该两列车其间一单元的深度充放电前后的两次蓄电池容量比率和紧迫负载测验时长进行比照，详细见表1。

表1.深度充放电前后蓄电池容量比率及紧迫负载测验时长比照表

车号	深度充放电前		深度充放电后
	紧迫负载测验时长	蓄电池容量比率	紧迫负载测验时长	蓄电池容量比率
T34	29min	88.2%	52min	94.2%
T38	40min	81.1%	61min	90.05%

通过表1的数据比照可知，蓄电池在深度充放电后其活性得到必定改进，容量比率得到改进，一起深度充放电后的蓄电池容量比率均在90%以上，因而蓄电池实际状态杰出。一起通过调整欠压继电器动作值及深度充放电后的蓄电池紧迫负载测验时长也有所改进，已根本满意紧迫负载测验时长要求。但是通过比照能够发现，T34车蓄电池容量比率较高的情况下，紧迫负载时长却相比其他车低，且紧迫负载测验时长刚好到达规划冗余临界值，因而持续对T34车的紧迫负载测验电流进行剖析。

（5）紧迫负载测验电流比照剖析

因为T34车紧迫负载测验时长与其他列车存在差异，为了剖析详细原因，对T34车紧迫负载测验时的放电电流与其他列车进行比照发现，T34车紧迫负载测验时均匀放电电流为92.5A，而其他列车为80A左右，因而能够判别T34车紧迫负载测验时放电电流异常。为进一步确定异常原因，选取T14车和T34车别离测验并比照首要紧迫负载电流，详细见表2。

表2.T14车和T34车紧迫负载电流比照表

 

由表2能够判别出T34车紧迫负载测验时紧迫通风体系电流较T14车高了10.5A，存在显着差异。终究通过进一步剖析T34车紧迫通风体系的电压及软件，判别该车紧迫通风体系板卡软件有误导致电压偏大从而紧迫负载测验时电流过高。

3 结论

通过蓄电池规划容量复核、蓄电池实际容量核容、环境温度影响蓄电池容量程度剖析、蓄电池欠压维护电路规划剖析及紧迫负载测验电流比照等办法，能够判别形成该线路地铁车辆蓄电池紧迫负载测验不成功的首要原因是蓄电池因为车辆寄存时刻较长，长时刻未进行充放电实验导致蓄电池容量比率较低以及蓄电池欠压继电器动作电压设置不合理，别的T34车蓄电池紧迫负载测验不成功还有一个首要原因是紧迫通风体系软件存在问题导致电压、电流过高。

合理规划蓄电池各电气设备的参数以及合理安排项目车辆生产计划，避免车辆过早生产而寄存时刻太久，一起车辆长时刻寄存期间需对蓄电池进行维护，按蓄电池维护手册要求定时进行深度充放电，避免蓄电池亏电或许容量下降，从而影响车辆紧迫负载测验实验。