...P的机车蓄电池充电系统的研究

陈朝晖++胡润文++张伟先

[摘 要]文章对现代有轨电车地面充电装置的基本原理和系统结构进行简要说明。通过介绍充电装置的智能充电模式及保护功能，阐述其在轨道交通大功率充电设备领域的广泛应用前景。

[关键词]充电装置 现代有轨电车 智能充电 斩波模块

中图分类号：U223 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）21-0110-01

引言

无触网储能式现代有轨电车目前越来越受到市场的认可，该新型轨道交通采用站台短时大功率充电的方式对车载电源进行电能补充，地面充电装置则通过自身电源转换功能将前级电网电源变换为满足现代有轨电车需求的电源。

1 系统构成及原理

现代有轨电车地面充电装置系统主要由输入输出端隔离开关、主接触器、DCDC斩波模块、滤波电抗器及辅助控制回路等组成，充电装置内部主回路、辅助回路均为完全独立冗余的双路设计，系统简图如图1所示。

其中输入输出隔离开关主要为检修时保证电源端及负载端安全可靠隔离；主接触器主要作用为闭合及断开主回路，并在故障时切除故障回路；DCDC模块为BUCK降压斩波模块，负责将输入高直流电压变换为符合现代有轨电车需要的直流电压，并实现输出端频繁的开关动作，属于充电装置的核心部件；电抗器为BUCK降压斩波电路储能电感；主控单元负责充电逻辑、算法、收集处理充电装置内部及车辆进出站状态信息数据并与SGADA系统建立联系等。

2 智能化充电模式

为减少充电装置瞬时大功率对前级电网的冲击，增加充电装置本身的可靠性，充电装置可根据进站车辆的电压状态，智能匹配输出电流。

充电装置通过配套的传感器获得进站车辆的电压值，根据车辆电压值的高低，分别输出不同的充电电流，保证车辆进站期间充电装置输出最优充电电流（功率）使车辆充电至预设值。图中数值A>B>C>D，a

3 充电保护

充电柜内设置有快速熔断器保护、过温保护以及母线防反接保护等多重保护措施，在充电柜内部发生故障或环境发生较大变化时，均能可靠停止运行或自恢复切除故障，从而保护充电装置内部器件。本文研究的地面充电装置除传统设计的保护措施以外，针对弓网关系、变电所容量限制等均设置了保护。

单台地面充电装置最大输出功率为1620kw，在满足充电时间需求的情况下，合理降低峰值输出功率有利于减小电网冲击及保护设备内部器件。淮安线车载超级电容为165F，假设车辆进站电压为500V，以1800A电流恒流充电至900V，充电时间△t=C△U/I=36.7s；恒流充电时，如果在充电装置输出功率达到某设定值（假设为1500kw）时，进行恒功充电，经计算，充电延长时间仅为为0.2s左右，基本不影响车辆停站充电效率。如图3所示。

4 结束语

本文针对储能式现代有轨电车地面充电装置的系统构成、功能、系统保护等方面进行了阐述，根据现场应用条件与需求，研究出一种智能匹配、自动检测与系统保护功能兼备的充电装置，有效解决了过去大功率地面充电装置充电可靠性低、对电网冲击大、弓网拉弧等问题。

参考文献

[1]杨颖，陈中杰.储能式电力牵引轻轨交通的研发【J】.论文集，2012（8）

[2]胡润文，张伟先. 储能式电力牵引轻轨车地面充电站的设计[J]. 电力机车与城轨车辆， 2014（1）.

[3]王兆安，黄俊. 西安交通大学.电力电子技术（第4版）【M】.北京：机械工业出版社，2003.