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摘要：新购买两台蓄电池电力工程车要求提供库内充电电源不小于65kW；但实际预留蓄电池充电电源功率为60kW，不满足蓄电池电力工程车充电要求。根据当前库用电源条件，为实现蓄电池电力工程车正常充电而采取降低最大充电电流，延长充电时间，调整充电程序，使充电电源功率满足蓄电池电力工程车实际充电要求。
关键词：蓄电池充电机 充电曲线 充电电流 库内电源
1、任务来源
前期新购买了两台ZER1型蓄电池电力工程车，要求我们提供库内充电电源不小于65kW；但车辆段调机工程车库设计使用的实际预留蓄电池充电电源功率为60kW，暂时不满足电力蓄电池工程车充电要求。根据当前库用电源条件下，我们不补充蓄电池充电机设备而实现电力蓄电池工程车正常充电，就必须采取必要的整改优化设计。
2 整改设计库内充电方案
由于目前库内电源功率（60kW）不满足蓄电池电力工程车充电功率（65kW）要求，为确保电力蓄电池工程车能实现库内充电功能，暂定变更蓄电池电力工程车库内充电程序：通过减小最大充电电流，延长库内充电时间，以降低库内充电所需功率。蓄电池电力工程车库内充电时，库内充电时，要求关闭以下辅助负载：平车供电、压缩机、空调、暖风机、窗加热、五孔插座等耗能设备。另外见下表，还必须考虑的辅助负载牵引蓄电池充电机效率0.9,必须的辅助功率为10/0.9=11.11kW
表1 库内充电时必须考虑的辅助负载计算
2.1 原牵引蓄电池库内充电曲线说明：
1）库内电源功率大于65kW：
蓄电池电力工程车库内充电时，提供给牵引蓄电池的功率P=65-11.11=53.89kW；
牵引蓄电池最高电压Um=2.4*112*3=806.4V ；此时最大电流Im=P/U=53.89/806.4=66.8A；
动力蓄电池充电电流一般定义为0.12C5-0.2C5；按照ZER1 蓄电池电力工程车要求，蓄电池电力工程车容量C5=440Ah，实际取值I=0.15*C5=66A，充电电流满足要求；
为了更充分地利用库内电源效率，恒流充电阶段电流设为66A；当牵引蓄电池单体电压达到2.35V 时，充电电流下降，蓄电池电压保持不变；充电电流下降到约10A 以下，进入浮充阶段，蓄电池单体电压为2.25V；具体充电曲线如下图所示：
机车由第三轨或库内电源供电时，通过牵引蓄电池充电机对蓄电池进行充电，正常充电过程包括三个阶段：恒流充电阶段、恒压充电阶段、浮充充电阶段，具体规定如下：
(1)恒流充电阶段：充电机工作后进入充电状态或蓄电池放电状态进入充电状态后，首先采用I L1限流充电，充电电流被限制在≤ I L1的范围内，充电机输出电压上升；
(2)恒压充电阶段：当充电机输出电压上升到U L1时，维持在U L1，蓄电池的充电电流开始下降；
(3) 浮充充电阶段：当电流下降到I L2时，充电机输出电压跳转到浮充电压U L2，进入蓄电池的浮充状态。
(4)其他：维持I L1的时间不应超过t L1，维持U L1的时间不超过t L2，当充电时间超过规定阀值时，充电机停止输出。
(5) 取值：（以最大输出功率65kW 为准）
取I L1=66A
取U L1=2.35×3×112=789.6V
取I L2=0.1 I L1A
取U L2=2.25×3×112=756V。
取t L1≤6 小时
取t L1+ t L2≤12小时
2.2 变更后牵引蓄电池库内充电曲线说明：
1）库内电源功率为60kW：
蓄电池电力工程车库内充电时，提供给牵引蓄电池的功率P=60-11.11=48.89kW；
牵引蓄电池最高电压U=2.4*112*3=806.4V；此时最大流I=P/U=48.89/806.4=60.6A；
动力蓄电池充电电流一般定义为0.12C5-0.2C5；按照ZER1 型蓄电池电力工程车要求，蓄电池电力工程车容量C5=440Ah,建议实际取值I=0.13*C5=57A，充电电流满足要求；具体充电曲线如下图所示：
牵引蓄电池充电曲线变更前后的影响见下表：
（1）7.67h 时刻电流降低至28.5A，从充电开始时刻4h 到7.67h 充入电量约为170Ah，如第一阶段使用28.5A 电流充电，此阶段时间为t L1=170/（57/2）=5.97h，取值6 小时；
（2）11.6h 时刻电流降低至 2A，电流从 28.5A 降至 2A 的时间tL2=11.6-7.67=3.93h，取值4 小时；
（3）更改充电程序后，恒流充电阶段电流I=28.5A 时，牵引蓄电池容量从20%充至80%所需时间变更为：t L1+ t L2=6+4=10h。
蓄电池电力工程车库内充电程序可以根据电源容量，调整充电程序，以使充电电源功率满足蓄电池电力工程车实际充电要求。
具体充电程序以及充电曲线以实际现场库内电源测试为准；若库内试验过程中，出现库内电源插座过热或跳闸等现象，则需要根据实际情况，适当降低库内充电的恒流阶段电流值。
更改后的充电曲线：
3、结语
综上所述，通过整改设计蓄电池电力工程车库内充电程序，降低最大充电电流（降为57A），延长充电时间（库内充电由8h 变为10h），调整充电程序，使库内电源功率（60kW）满足电力蓄电池工程车库内实际充电要求。
论文作者:赵雄
论文发表刊物:《防护工程》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/8
标签：蓄电池论文; 库内论文; 电流论文; 电力论文; 工程车论文; 电源论文; 功率论文; 《防护工程》2018年第17期论文;