蓄電池工程車(chē)單體蓄電池過(guò)壓報(bào)警技術(shù)分析

王聞天，劉會(huì)會(huì)，王 睿

(洛陽(yáng)市軌道交通集團(tuán)有限責(zé)任公司，河南 洛陽(yáng) 471023)

蓄電池工程車(chē)主要應(yīng)用于地鐵車(chē)輛段、停車(chē)場(chǎng)及隧道等場(chǎng)所，完成調(diào)車(chē)、動(dòng)力牽引、線路維護(hù)和地鐵建設(shè)等任務(wù)，具有牽引本線事故列車(chē)的救援功能。與內(nèi)燃調(diào)車(chē)機(jī)相比，蓄電池工程車(chē)效率高、沒(méi)有空氣污染、噪聲小，不使用一次性能源，減排效果顯著，符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策，尤其適用于線路建設(shè)和隧道作業(yè)。

1 事件經(jīng)過(guò)

故障現(xiàn)象：蓄電池工程車(chē)在接觸網(wǎng)供電模式下充電時(shí)BMS(電池管理)系統(tǒng)出現(xiàn)牽引蓄電池組部分單體電池過(guò)壓報(bào)警?，F(xiàn)場(chǎng)查驗(yàn)蓄電池組充電電流、電壓及機(jī)車(chē)設(shè)備均正常，機(jī)車(chē)可以正常操作。

2 故障處理

2.1 充電檢測(cè)

工程車(chē)回庫(kù)后，對(duì)其進(jìn)行接觸網(wǎng)供電模式下的充電檢測(cè)。發(fā)現(xiàn)機(jī)車(chē)在充電前中期(電池容量小于75%)頻繁出現(xiàn)單體過(guò)壓報(bào)警，繼續(xù)充電后報(bào)警自動(dòng)解除。

檢查機(jī)車(chē)BMS系統(tǒng)歷史故障信息及現(xiàn)場(chǎng)記錄的數(shù)據(jù)，充電過(guò)程中單體蓄電池最高電壓超過(guò)2.80 V(2.70 V一級(jí)報(bào)警、2.80V二級(jí)報(bào)警)，單體蓄電池超壓個(gè)數(shù)為34節(jié)(如表1)。

表1 超壓?jiǎn)误w蓄電池箱號(hào)及編號(hào)

2.2 設(shè)備檢查

檢查蓄電池機(jī)車(chē)充電總電壓、總電流均正常，機(jī)車(chē)充電正常。蓄電池單體電壓與BMS系統(tǒng)測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)最高誤差為0.031 V(如表2)，可判定BMS系統(tǒng)測(cè)量數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確的。

表2 BMS系統(tǒng)測(cè)量值和實(shí)際測(cè)量值對(duì)比

2.3 均衡充電

對(duì)蓄電池進(jìn)行3次不少于20小時(shí)的均衡充電，隨后再次進(jìn)行接觸網(wǎng)供電模式下的充電驗(yàn)證。充電過(guò)程中蓄電池電壓穩(wěn)定在2.30 V左右，未發(fā)生單體超壓報(bào)警，最高單體蓄電池電壓在2.66 V左右。

3 故障原因分析及后果評(píng)估

結(jié)合荷貝克PzV系列蓄電池產(chǎn)品特點(diǎn)及維護(hù)說(shuō)明書(shū)進(jìn)行分析，蓄電池充電過(guò)程分為3個(gè)階段，恒流段、恒壓段、浮充段(如圖1)。

圖1 蓄電池充電特性圖

蓄電池工程車(chē)牽引電池組共384只單體電池，由于生產(chǎn)差異、長(zhǎng)時(shí)間未使用、充電不足等原因造成部分單體電池剩余電量高，另一部分單體電池剩余電量低。整個(gè)電池組在恒壓段充電時(shí)，容量高的單體電池提前達(dá)到K區(qū)(電壓峰值)，而此時(shí)的充電電流仍然較高，導(dǎo)致容量高的單體電池電壓急劇升高造成報(bào)警。

充電過(guò)程中機(jī)車(chē)BMS系統(tǒng)出現(xiàn)單體牽引蓄電池過(guò)壓報(bào)警，現(xiàn)場(chǎng)查驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)牽引蓄電池組充電電流、電壓及機(jī)車(chē)設(shè)備均正常，機(jī)車(chē)可以正常操作，且在充電中后期(電池容量大于75%)報(bào)警自行解除，不影響設(shè)備及機(jī)車(chē)安全。

4 措施及建議

一是將對(duì)機(jī)車(chē)進(jìn)行均衡充電作業(yè)納入檢修規(guī)程。

二是建立機(jī)車(chē)重大故障臺(tái)賬并進(jìn)行跟蹤，制定相應(yīng)控制措施。

三是組織學(xué)習(xí)，進(jìn)一步熟悉機(jī)車(chē)，提高維修人員故障處理能力。