交流傳動機車蓄電池組充電模式改造方案

畢紅雪　張鐵竹　張燕

摘 要：文章介紹目前機車蓄電池組的充電模式，深入分析機車載蓄電池充電模式對蓄電池產生的影響，并通過對其原理和性能對比分析，指出改進方案。采用新型機車蓄電池組充電模式，達到很高的控制精度，減少故障的發生率。

關鍵詞：機車蓄電池組；充電模式；浮充電壓；快速充電

1 車載蓄電池組的充電機理

當前各機務段使用最為廣泛的蓄電池組充電方式是恒壓限流充電方式，系統使用機車輔助電源電壓直接為蓄電池組充電，蓄電池組的充、放電過程合二為一。采用這種方法硬件實現容易、結構簡單可靠。但是單靠輔助電源的輸出電壓無法達到對蓄電池組的最佳浮充電壓，特別是在蓄電池組嚴重虧電時造成充電電流過大而對蓄電池組造成損壞，并且沒有實現蓄電池的充電曲線所要求的多段恒流充電，也沒有實現依據環境溫度來調整浮充電壓的功能。各機務段由于電池故障率較高，維護成本高，普遍有對這種現有方式進行改造的要求。目前進行技改的主要方案是在原有輔助供電系統的基礎上加裝蓄電池組專用充電器，通過蓄電池充電器對充電電壓及電流進行變換，以滿足蓄電池組的充電要求。

2 充電模式

常規的充電方法主要有以下三種：恒流充電方式、恒壓充電方式、恒流—恒壓充電方式。目前，在機務段運行HXD1B、HXD1C機車充電模式設置情況有四種，主要是對蓄電池快速充電電壓、浮充充電電壓、浮充電轉快速充電電壓和快速充電轉浮充的轉換電流控制。

2.1 具體蓄電池充電的各個參數值

（1）快速充電電壓：蓄電池電壓為115.2V，每節電池電壓為2.4V，

電流限流在35A；（2）浮充電充電電壓：蓄電池電壓為108V，每節電池電壓為2.25V；（3）浮充電轉快速充電的條件是：蓄電池電壓100.8V，此時每節為2.1V；（4）快速充電轉浮充的轉換電流：電流限制在3.5A。

2.2 蓄電池充電模式要求

（1）當檢測到蓄電池電壓小于100.8V時，充電機工作在快速充電狀態，蓄電池充電電流被限制在35A±1A以下，輸出電壓為DC115.2V±1%。（2）當蓄電池充電電流減小到小于3.5A±0.5A時，充電機轉換到浮充電狀態，浮充充電電壓為DC108.0V允差±1%。（3）未檢測到蓄電池的電壓低于100.8V時，蓄電池充電電流被限制在小于35A，浮充充電電壓為108V。

上述充電模式中快速充電轉浮充的條件是充電電流由35A下降到3.5A，對于新的蓄電池應用上述充電模式，根據豐日公司對蓄電池實際測試以及充電機型式試驗，均可以正常轉換，但是，蓄電池在使用一段時間后存在性能下降的可能，內阻增加，耐耗增大，蓄電池充電發熱，存在充電電流難以正常下降到3.5A轉浮充的條件的可能性，致使蓄電池長期處于115.2V高電壓充電，導致熱失控造成蓄電池鼓包。根據到江岸機務段調研結果，發現存在機車長交路回段后上車檢查發現電池仍有115.2V充電的情況發生，電池并未能順利轉換到108V浮充狀態。

3 蓄電池充電模式改進

蓄電池出現故障分析，為降低蓄電池熱失控風險，解決蓄電池鼓包現象，充電模式調整情況如下：

3.1 此模式由蓄電池供應商確定，洛陽機車有限公司確認，調整后的充電參數

（1）恒壓限流充電模式1：蓄電池充電電壓110V，每節電壓為2.29V，限制電流0.15C10相當于25.5A；（2）恒壓限流充電模式2：蓄電池充電電壓112.8V，每節電壓為2.35V，限制電流0.2C10相當于34A；（3）浮充充電電壓：蓄電池浮充電電壓108V，每節電壓為2.25V；

（4）進入浮充的轉換電流：7A。

3.2 調整后的充電模式

（1）充電模式1： 蓄電池組帶載電壓大于96V，蓄電池進入恒壓限流充電模式，電源柜輸出電壓以110V（2.29V/節），限制電流值為 0.15C10進行充電，當充電電流小于等于7A時，蓄電池轉為108V（2.25V/節）浮充電。充電曲線如圖1。

（2）充電模式2：蓄電池組帶載電壓小于等于96V時，電源柜輸出以恒壓為112.8V（2.35V/節），限制電流流為0.2C10進行充電。當電流小于等于0.15C10時電池轉入110V（2.29V/節）恒壓充電模式，蓄電池充電電流小于等于7A時，蓄電池轉為108V（2.25V/節）浮充電。充電曲線如圖2。

4 結束語

采用此種充電模式機車蓄電池組可以靈活控制機車蓄電池組的充電過程，充電器在工作過程中反復經過實驗，最終表明，在各個機務段運行試驗效果非常好，相信將有廣闊的應用前景。

參考文獻

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