電力蓄電池雙能源工程車適用于第三軌供電的地鐵線路,采用了雙電源供電系統(tǒng),在第三軌系統(tǒng)無電時可以用蓄電池進(jìn)行動力牽引。對于該機車,牽引蓄電池的性能至關(guān)重要。下面我們對電力蓄電池雙能源工程車牽引蓄電池的類型、可維護性、容量、充放電性能等參數(shù)的確定進(jìn)行了分析. 蓄電池的選型是個復(fù)雜的問題,需對機車的牽引性能進(jìn)行系統(tǒng)計算。本文根據(jù)新加坡電力蓄電池雙能源工程車的輸入、輸出特點,主要在蓄電池的使用環(huán)境、類型、可維護性、充放電性能、體積、重量等方面進(jìn)行論述,說明牽引蓄電池的選擇條件、方法。
對牽引蓄電池的要求等效電路及相關(guān)參數(shù);電力蓄電池雙能源工程車采用雙電源供電系統(tǒng),即DC750V第三軌供電和牽引蓄電池供電。第三軌有電時,機車通過受流器將DC750V電源引入機車,通過逆變器向三相交流牽引電機供電,同時,通過車載充電機為牽引蓄電池充電;第三軌無電時,牽引蓄電池通過逆變器向三相交流牽引電機供電。當(dāng)斷路器K1閉合、K2斷開時,第三軌向負(fù)載供電,同時經(jīng)斬波器對蓄電池組進(jìn)行充電。當(dāng)斷路器K2閉合、K1斷開時,牽引蓄電池組向負(fù)載供電。充電機的3AC400V輸入為車載柴油發(fā)電機組或庫內(nèi)三相電源。直流第三軌供電的額定電壓為DC750V,最高電壓為DC900V,最低電壓為DC525V。
牽引蓄電池供電時,機車最大輪周功率為300kW,機車輔助系統(tǒng)消耗功率約11.4kW(平均值)。對牽引蓄電池的要求;電力蓄電池雙能源工程車對牽引蓄電池的要求包括容量要求、充放電性能要求及可維護性、體積、重量等。在容量上,該機車要求在蓄電池供電時,可牽引100t負(fù)載及一臺不工作的機車運行27km的線路,速度最大為18km/h。在充放電上,要求充電8h能達(dá)到蓄電池容量的80%,放電工作時間在5h左右。放電電流的大小需根據(jù)機車運行時的具體輪周功率進(jìn)行計算得出.蓄電池類型的確定;環(huán)境條件對不同類型的蓄電池影響極大。特別是鉛酸性蓄電池,在溫度高于25℃時,每升高10℃,電池壽命約下降為標(biāo)稱的一半;在溫度低于25℃時,蓄電池容量會逐漸下降,在0℃左右時,容量只有標(biāo)稱容量的80%左右。堿性蓄電池的低溫性能要好,鉛酸蓄電池及堿性蓄電池都能滿足運用要求??紤]到成本因素,該機車采用鉛酸蓄電池。
鉛酸蓄電池的可維護性鉛酸蓄電池分富液式和閥控密封式兩種。閥控密封式蓄電池屬貧液式蓄電池。富液式蓄電池的優(yōu)點是使用壽命長,電池一致性好;缺點是運行中需要定期加酸加水、調(diào)整電解液密度,有酸霧溢出,對設(shè)備有腐蝕。為更好地發(fā)揮蓄電池性能,有時還需配裝擾動系統(tǒng)、加液系統(tǒng)等配套設(shè)施,增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性及維護工作量。閥控密封式蓄電池在壽命期內(nèi)無需加水、調(diào)整電解液比重,具有免維護功能,自放電率小,高低溫性能好,不存在記憶效應(yīng)。有一種膠體閥控密封式蓄電池,它用氣相SO2和稀硫酸形成凝膠電解質(zhì),兼具富液式蓄電池和閥控密封式鉛酸蓄電池的優(yōu)點,使用壽命長,電池一致性好,在使用周期內(nèi)不需補充電解液,也不需擾動系統(tǒng)、加液系統(tǒng)等配套設(shè)施,具有免維護的優(yōu)點。在電力蓄電池雙能源工程車上采用膠體閥控密封式鉛酸蓄電池。
放電性能;不同廠家、不同型號蓄電池的放電性能都不盡相同,但大體的曲線走向是一樣的。這主要是因為電池的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能釋放時,因存儲能量的減少,表現(xiàn)為端電壓的降低及容量的降低。電池的放電電流越大,放電持續(xù)時間就越短,同時電壓的下降就越快。鉛酸蓄電池單體標(biāo)稱電壓為2V,在放電深度(DOD)為80%時,其放電終止電壓約為1.8V。該機車蓄電池組含343節(jié)單體,總放電終止電壓為617.4V。6體積、重量的影響蓄電池安裝在機車上,一個必要的條件就是蓄電池的體積、重量要符合機車安裝及配重的要求。即在考慮到以上介紹的條件后,還要在機械接口上,根據(jù)蓄電池的實際體積、重量進(jìn)行校核。
主要淺析了電力蓄電池雙能源工程車在選擇牽引蓄電池時考慮的一些主要條件,及選擇蓄電池的主要方法,并最終選擇了400A•h的膠體式鉛酸蓄電池。在蓄電池的使用上,需考慮的問題還有很多,比如蓄電池的具體運用條件,蓄電池的管理系統(tǒng)等.