地铁车辆镍镉蓄电池的选型

1、地铁车辆镍镉蓄电池的选型一、单体数量 在地铁项目中，通常每列车会要求配置两套相同的蓄电池 组，而每套蓄电池组的选型关键因数就是单体数量和容量。蓄电池组总电压是由 N 个单位蓄电池串联构成的， 本文将其 中每个单位蓄电池定义为一个单体， 它可以是单个蓄电池或多个 并联的蓄电池。就目前比较常用的观点， 蓄电池组的单体数量是根据蓄电池 组最低放电电压（用 Umin 表示）和单体终止放电电压（用 Ef 表 示）进行确定，即单体数量 =Umin/Ef ，而单体的终止放电电压一 般在IV。Umin是考虑线路压降后，将直流供电系统要求的最低 工作电压值等效为蓄电池组最低放电电压值。 例如，某项目要求 直流系

2、统的线路压降是 7V，直流供电系统的最低电压是 77V，则 蓄电池组最低放电电压为 84V。但是，由于在低温时，对蓄电池 充电需进行温度补偿， 以保证蓄电池最优的充电性能， 因此按照 此种方法选定的蓄电池组单体数量， 在低温时， 直流系统输出的 电压值有可能低于蓄电池要求的充电电压， 所以在直流系统电压 不能达到要求时，也仅以直流系统最高电压对蓄电池组进行充 电，对蓄电池而言，需要达到相同容量的时间更长。考虑蓄电池的温度补偿充电电压要求， 蓄电池组的单体数量 选取与直流系统最高充电电压（用 Umax表示）和单体的最高充 电电压（Eh）有关，即蓄电池组的单体数量 =Umax/Eh。通过这种 计算

3、方式得到的单体数量， 可以保证系统的电压范围与蓄电池充 电电压匹配。选取单体数量后，再根据蓄电池组最低放电电压（Umin）得到单体终止放电电压 （用Ef表示）,即Ef=Umin/ （单 体数量），但是需要注意，得到的单体最低放电电压不应过高， 否则蓄电池的利用率较低。二、额定容量 C5 蓄电池的额定容量是一个电量的概念。它是指单个蓄电池， 在+20C时以5个小时的放电速率达到最后电压为 1.0V时所放出 的电量，以安时（Ah）表示。蓄电池的额定容量在蓄电池的选型 中尤其突出， 主要因为它是蓄电池相关性能的集中体现， 包括单 体数量、充电性能、放电性能、老化因素等。蓄电池的容量均需要建立在蓄电池

4、性能的基础上， 主要是通 过大量的试验获取相关的数据。 对数据的利用， 有的蓄电池生产 商已经将其软件化，可以根据用户需要提供特定条件下的曲线。额定容量的选取， 第一输入参数是蓄电池供电负载功耗 （P）， 时间（t）和蓄电池组放电平均电压值（U）。根据P, t , U,可 以判定蓄电池组的放电倍率，以该放电倍率的曲线进行容量校 核。蓄电池供电的负载种类较多，其中，车辆紧急通风的功耗对 蓄电池的额定容量影响较大。第二输入参数是蓄电池组的单体数量， 它与额定容量是一组 相辅相成的参数。数量越少，蓄电池单体终止放电电压越高，要 满足相同负载供电的要求， 蓄电池的额定容量就越大， 但蓄电池 的终止放电

5、电压值应低于蓄电池放电稳定电压值， 否则， 蓄电池 的利用率较低。第三输入参数是性能参数，包括充电性能、放电性能、老化 因素等， 它们主要是作为蓄电池的冗余系数， 为蓄电池最终容量 的确定提供计算依据。 本文以在某地铁项目使用的蓄电池的充电 性能和放电性能为例进行说明。如图 1 所示，在充电的后期，蓄电池的容量几乎恒定不变， 而恒定值一般低于额定容量值。 将实际值与额定容量百分比作为 充电系数， 成为选取额定容量的系数之一， 以保证实际可用容量 可以满足供电需求。如图 2 所示，放电曲线主要是提供在特定的温度下， 蓄电池 以要求的放电倍率， 达到设定的单体终止放电电压时， 可以放出 的容量百分比， 将它作为蓄电池的放电系数， 成为蓄电池额定容 量选取系数之一。 根据蓄电池在不同的温度下， 放电性能的差异， 温度越低， 性能越差， 所以选取蓄电池容量时， 除常温放电曲线， 还应注意参考最低环境温度的放电曲线特性， 以取得较为合适的 放电系数。三、结论综上所述，蓄电池选型时，车辆直流 110V 供电系统电压范 围和蓄电池的性能对单体数量和额定容量的选取有着重要的影 响。考虑最低温度