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輸業的迅猛發展，城鐵事業也取得了不斷進步與發展，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或三軌供電方式，但隨著城鐵車的不斷更新完善發展，蓄電池牽引方式在城市軌道交通系統也得到了較為廣泛的應用，給城鐵事業帶來了極大的便利。本文在此基礎上，相關內容做了簡單概述，淺談城鐵車蓄電池牽引的工作原理進行，以期推動我國城鐵事業的長遠健康發展。

關鍵詞：城鐵車;蓄電池;牽引工作

隨著電力電子信息技術的發展，現在城鐵列車已經發展成為一個集機、電于一體的復雜系統，城鐵車的正常運行離不開牽引系統、制動系統、網絡控制系統、旅客信息系統以及車輛走行系統的相互協調運作。城鐵列車涵蓋系統多樣且復雜，內部構成部件繁多，這些系統相互獨立又緊密聯系。其中，牽引系統成為城鐵列車運行體系的核心研究，對于有效促進城際列車發展有著重要的意義。

蓄電池牽引技術在瑞典首都斯德哥爾摩市的地鐵車輛中率先得以應用，由此打開了蓄電池牽引技術新世紀的大門。由于車輛完成月修和鏇輪后，需要人工將列車推至有電區，需要消耗大量人力物力，蓄電池牽引技術的引入與發展極大地解決了這一問題。蓄電池牽引技術首先在國內的北京4號線、北京大興線中得到成功高效應用，隨后，越來越多的城鐵車量配備了蓄電池牽引功能。隨著社會的發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責相近城市地區之間旅客運輸的客運列車，沒有對列車類型和鐵路系統作明確規定，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;狹義上的城際列車是指在國家鐵路線路上運行、只負責特定中短距離內少數城市間旅客運輸的客運列車。一般全程運行距離較近、行程耗時較短、途經城市較少，大多只穿梭于兩三座地級市之間，不配置臥鋪車廂。城鐵列車需要根據車站總數、客流需求、出行需要以及鐵路運能等一系列實際情況，調整編排列車的發車間隔、班次總量、站點數量、以及行車速度，并根據停靠站點的客流量設置分站停列車和大站停快車。隨著我國各地城市群的大面積崛起以及城際鐵路大規模興建，加強了附近城市間的聯絡，極大的增強了周邊地區之間的跨市出行和人文交流。

二、蓄電池牽引技術的研究與原理分析

（一）蓄電池牽引技術概述

列車可通過相關程序系統激活司機室的蓄電池牽引功能，使得車載蓄電池成為牽引系統的供電設備，列車可以在無高壓輸入的情況下進行自動牽引，實現高效的車輛移庫轉運功能。蓄電池牽引技術主要作用分為以下三點：一是城鐵車在正線運行的情況下，一旦接觸軌出現供電故障，列車可以迅速啟動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;二是在車輛段內可以更加高效、便捷的進行調車、洗車作業，極大地節約了人力物力成本，發揮了城鐵車的最大經濟以及社會效益;三是在固定維修場內可以不設置三軌，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架空接觸網或DC750V三軌供電方式，蓄電池牽引技術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，司機在占有端司機室觸發蓄電池牽引技術自復位按鈕S1，啟動列車的蓄電池牽引模式，進而列車的控制單元收到蓄電池牽引命令請求，相關評估控制系統進行信息處理，在蓄電池牽引條件允許的情況下，輸出蓄電池牽引命令，與此同時高速斷路器已斷開，繼電器K1得電。之后輔助常開觸點閉合，常閉觸點斷開，引發電動隔離開關DC 110 V位置繼電器K2得電，此時其輔助觸點閉合，電動隔離開關的驅動電機正轉方向得電，帶動閘刀移動[2]。當電動開關轉到DC 110 V位置時，其輔助觸點S2 斷開，即繼電器 K2 斷電，在此情況下，直流電機失電，驅動電機隨之停止工作，從一定程度上避免了電機長時間得電而引起電機的損壞。電動隔離開關的2個位置與繼電器K1的輔助觸點進行聯鎖，確保了體系在任何時刻都只有1個繼電器得電，從而有效的提高了高壓電路和蓄電池牽引電路隔離的準確性、安全性、科學性。繼電器K2得電后，其輔助觸點斷開受電弓、受流靴控制電路，并確保受電弓落下、受流靴在準確的脫靴位置。當繼電器K4得電，其輔助觸點斷開高速斷路器，有效的確保了高速斷路器和蓄電池牽引的硬件聯鎖作用[2]。

三、結語

簡而言之，隨著現代科學技術以及電氣信息技術的發展，蓄電池牽引技術在地鐵列車上有很好的應用前景，表明蓄電池牽引技術是一種成熟、穩定的技術。據數據研究顯示，蓄電池牽引300m，蓄電池放電深度約10%，現行市場上有160Ah容量滿足蓄電池牽引使用條件。與此同時，蓄電池牽引蓄電池放電深度3%，對應放電深度下充放電循環次數能達到100000次以上。因此，蓄電池牽引技術的使用極大地提高了正線接觸軌故障情況下的應急處理效率，節省了一定的建設成本和運營的維護成本。

參考文獻：

[1]周浩，彭斯雅，袁士瑞.地鐵列車蓄電池牽引系統的研究[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號線車輛上的應用[J].機車電動，2015（06）：83-85+90.