淺談城鐵車蓄電池牽引工作原理

李振 張艷賀

摘要：近年來隨著我國交通運(yùn)輸業(yè)的迅猛發(fā)展，城鐵事業(yè)也取得了不斷進(jìn)步與發(fā)展，極大地解決了解決城市擁堵、提高人們出行的效率。在地鐵、輕軌等城市軌道交通車輛中，牽引系統(tǒng)是其重要的、核心組成部分。目前，我國城市軌道交通大部分都是采用架空接觸網(wǎng)或三軌供電方式，但隨著城鐵車的不斷更新完善發(fā)展，蓄電池牽引方式在城市軌道交通系統(tǒng)也得到了較為廣泛的應(yīng)用，給城鐵事業(yè)帶來了極大的便利。本文在此基礎(chǔ)上，相關(guān)內(nèi)容做了簡單概述，淺談城鐵車蓄電池牽引的工作原理進(jìn)行，以期推動(dòng)我國城鐵事業(yè)的長遠(yuǎn)健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：城鐵車;蓄電池;牽引工作

隨著電力電子信息技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在城鐵列車已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)集機(jī)、電于一體的復(fù)雜系統(tǒng)，城鐵車的正常運(yùn)行離不開牽引系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、旅客信息系統(tǒng)以及車輛走行系統(tǒng)的相互協(xié)調(diào)運(yùn)作。城鐵列車涵蓋系統(tǒng)多樣且復(fù)雜，內(nèi)部構(gòu)成部件繁多，這些系統(tǒng)相互獨(dú)立又緊密聯(lián)系。其中，牽引系統(tǒng)成為城鐵列車運(yùn)行體系的核心研究，對于有效促進(jìn)城際列車發(fā)展有著重要的意義。

蓄電池牽引技術(shù)在瑞典首都斯德哥爾摩市的地鐵車輛中率先得以應(yīng)用，由此打開了蓄電池牽引技術(shù)新世紀(jì)的大門。由于車輛完成月修和鏇輪后，需要人工將列車推至有電區(qū)，需要消耗大量人力物力，蓄電池牽引技術(shù)的引入與發(fā)展極大地解決了這一問題。蓄電池牽引技術(shù)首先在國內(nèi)的北京4號(hào)線、北京大興線中得到成功高效應(yīng)用，隨后，越來越多的城鐵車量配備了蓄電池牽引功能。隨著社會(huì)的發(fā)展以及人們生活水平的提高，公眾對城市軌道交通車輛蓄電池牽引系統(tǒng)提出了更高的要求。

一、城鐵車概述

城鐵車又稱城際列車，廣義上包括所有專門負(fù)責(zé)相近城市地區(qū)之間旅客運(yùn)輸?shù)目瓦\(yùn)列車，沒有對列車類型和鐵路系統(tǒng)作明確規(guī)定，地鐵輕軌或磁懸浮軌道等軌道交通上的跨市列車均可納入城際列車的范圍內(nèi);狹義上的城際列車是指在國家鐵路線路上運(yùn)行、只負(fù)責(zé)特定中短距離內(nèi)少數(shù)城市間旅客運(yùn)輸?shù)目瓦\(yùn)列車。一般全程運(yùn)行距離較近、行程耗時(shí)較短、途經(jīng)城市較少，大多只穿梭于兩三座地級(jí)市之間，不配置臥鋪車廂。城鐵列車需要根據(jù)車站總數(shù)、客流需求、出行需要以及鐵路運(yùn)能等一系列實(shí)際情況，調(diào)整編排列車的發(fā)車間隔、班次總量、站點(diǎn)數(shù)量、以及行車速度，并根據(jù)?？空军c(diǎn)的客流量設(shè)置分站停列車和大站?？燔嚒ｋS著我國各地城市群的大面積崛起以及城際鐵路大規(guī)模興建，加強(qiáng)了附近城市間的聯(lián)絡(luò)，極大的增強(qiáng)了周邊地區(qū)之間的跨市出行和人文交流。

二、蓄電池牽引技術(shù)的研究與原理分析

（一）蓄電池牽引技術(shù)概述

列車可通過相關(guān)程序系統(tǒng)激活司機(jī)室的蓄電池牽引功能，使得車載蓄電池成為牽引系統(tǒng)的供電設(shè)備，列車可以在無高壓輸入的情況下進(jìn)行自動(dòng)牽引，實(shí)現(xiàn)高效的車輛移庫轉(zhuǎn)運(yùn)功能。蓄電池牽引技術(shù)主要作用分為以下三點(diǎn)：一是城鐵車在正線運(yùn)行的情況下，一旦接觸軌出現(xiàn)供電故障，列車可以迅速啟動(dòng)蓄電池牽引模式行駛至最近車站，可以高效的、安全的疏散乘客，保障了列車行駛的安全性、可靠性;二是在車輛段內(nèi)可以更加高效、便捷的進(jìn)行調(diào)車、洗車作業(yè)，極大地節(jié)約了人力物力成本，發(fā)揮了城鐵車的最大經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)效益;三是在固定維修場內(nèi)可以不設(shè)置三軌，極大地保障了維修工作人員的安全[1]。

（二）蓄電池牽引技術(shù)控制模式簡介

就目前而言，我國城市軌道交通大部分都是采用DC l 500 V架空接觸網(wǎng)或DC750V三軌供電方式，蓄電池牽引技術(shù)的引用以及推廣必須要高度注意高壓輸入和蓄電池輸入的可靠隔離和邏輯互鎖效果。如圖2所示，司機(jī)在占有端司機(jī)室觸發(fā)蓄電池牽引技術(shù)自復(fù)位按鈕S1，啟動(dòng)列車的蓄電池牽引模式，進(jìn)而列車的控制單元收到蓄電池牽引命令請求，相關(guān)評(píng)估控制系統(tǒng)進(jìn)行信息處理，在蓄電池牽引條件允許的情況下，輸出蓄電池牽引命令，與此同時(shí)高速斷路器已斷開，繼電器K1得電。之后輔助常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，引發(fā)電動(dòng)隔離開關(guān)DC 110 V位置繼電器K2得電，此時(shí)其輔助觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)隔離開關(guān)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)正轉(zhuǎn)方向得電，帶動(dòng)閘刀移動(dòng)[2]。當(dāng)電動(dòng)開關(guān)轉(zhuǎn)到DC 110 V位置時(shí)，其輔助觸點(diǎn)S2 斷開，即繼電器 K2 斷電，在此情況下，直流電機(jī)失電，驅(qū)動(dòng)電機(jī)隨之停止工作，從一定程度上避免了電機(jī)長時(shí)間得電而引起電機(jī)的損壞。電動(dòng)隔離開關(guān)的2個(gè)位置與繼電器K1的輔助觸點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)鎖，確保了體系在任何時(shí)刻都只有1個(gè)繼電器得電，從而有效的提高了高壓電路和蓄電池牽引電路隔離的準(zhǔn)確性、安全性、科學(xué)性。繼電器K2得電后，其輔助觸點(diǎn)斷開受電弓、受流靴控制電路，并確保受電弓落下、受流靴在準(zhǔn)確的脫靴位置。當(dāng)繼電器K4得電，其輔助觸點(diǎn)斷開高速斷路器，有效的確保了高速斷路器和蓄電池牽引的硬件聯(lián)鎖作用[2]。

三、結(jié)語

簡而言之，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)以及電氣信息技術(shù)的發(fā)展，蓄電池牽引技術(shù)在地鐵列車上有很好的應(yīng)用前景，表明蓄電池牽引技術(shù)是一種成熟、穩(wěn)定的技術(shù)。據(jù)數(shù)據(jù)研究顯示，蓄電池牽引300m，蓄電池放電深度約10%，現(xiàn)行市場上有160Ah容量滿足蓄電池牽引使用條件。與此同時(shí)，蓄電池牽引蓄電池放電深度3%，對應(yīng)放電深度下充放電循環(huán)次數(shù)能達(dá)到100000次以上。因此，蓄電池牽引技術(shù)的使用極大地提高了正線接觸軌故障情況下的應(yīng)急處理效率，節(jié)省了一定的建設(shè)成本和運(yùn)營的維護(hù)成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]周浩，彭斯雅，袁士瑞.地鐵列車蓄電池牽引系統(tǒng)的研究[J].中國科技縱橫，2019，（11）：43-44.

[2]譚海云，李勇.蓄電池牽引在上海地鐵16號(hào)線車輛上的應(yīng)用[J].機(jī)車電動(dòng)，2015（06）：83-85+90.