2.3控制系統冗余設計

蓄電池電力工程車在正常運行時，一般采用網絡控制系統對整車進行控制和監控。為保證工程車檢修作業的可靠性和及時性，廣州新線蓄電池電力工程車配備了硬線緊急牽引控制系統，當機車網絡系統出現故障且無法復位時，可將整個網絡控制系統旁路，采用硬線控制，實現機車的牽引、制動控制。硬線控制系統采用PLC編程，純硬線邏輯控制，代替網絡控制系統中的核心控制部件VCM(車輛控制單元)。整車的控制系統信號繁多，控制較為復雜，硬線緊急牽引控制選取整車關鍵的牽引信號(取自司控器)及其他相關信號(如供電模式選擇信號、主斷控制信號、受電弓受流器控制信號等)進行控制.

2.4牽引蓄電池管理系統

目前工程車上使用的大部分動力蓄電池的容量均在300~400Ah左右，這滿足工程車牽引蓄電池模式下應用的需求。廣州新線蓄電池電力工程車對于牽引蓄電池供電模式下的續航能力提出了更新的要求，440Ah的大容量蓄電池被第一次使用，因此對于蓄電池容量的監控、低容量的報警、單體電壓、單體溫度等行車重要參數的監控提出了新的要求。牽引蓄電池在工程車上的應用不同于其他，其大電流放電的隨機性(工程車短時的爬坡及加速)，整組單體蓄電池之間電荷能力的一致性以及其內阻的評估是蓄電池管理系統(BMS)進行容量百分比(SOC)計算的重要評估因素。

廣州新線蓄電池電力工程車蓄電池的SOC估算，結合了開路電壓和安時積分兩種估算策略，通過高精度測量確保開路電壓和電流采樣的準確度，同時系統通過高頻率的電流采集，并結合溫度對電池SOC的影響、電流大小對電池放電能力的影響等因素，確保車輛運行過程中的SOC估算準確度。在適當的時機系統通過開路電壓法對電池SOC進行修正，使得電池組在整個使用周期內SOC估算趨近于電池實際電量，提高了SOC估算精度。從應用角度考慮，過溫、過充、過放、過流以及欠壓是影響蓄電池使用的關鍵問題。

BMS必須對這幾個問題進行深入分析，實時跟蹤監控。蓄電池的老化及均衡性直接影響SOC的估算精度，充電時可根據最低單體電壓來調整SOC，以保證蓄電池的飽和度;放電時可根據平均電壓來調整SOC，以保證使用需求。因此，BMS不僅要檢測整車的容量變化，更要對各個單體的性能變化進行監控，提高整組蓄電池的性能。廣州新線蓄電池電力工程車BMS對單體電壓、溫度的監控精度提出了新要求，單體電壓的監控誤差為±10mV，溫度采樣精度提升至±0.2%。

3技術平推

從技術角度講，廣州新線蓄電池電力工程車是在現有工程車平臺上的技術升級，與其他電力機車和地鐵車輛的技術是相通的。根據廣州地鐵的特殊運用需求，進行了設計優化，同時又具有自身的特點。其多種供電模式的主電路集成技術融合了目前工程車平臺已有的所有供電模式，并在多種供電模式之間實現無縫轉接控制，對于其他的工程車具備一定的通用性和可借鑒性。其兼備的多種冗余模式(硬線控制冗余、輔助系統冗余、牽引控制模塊冗余、記錄存儲單元冗余等)可在其他車型上進行平推設計。廣州新線蓄電池電力工程車的成功運用經驗，豐富了目前電力蓄電池雙能源工程車技術體系。

4結束語

廣州新線蓄電池電力工程車是我國適應范圍廣、速度最快的工程車。其獨具的硬線緊急牽引系統、緊急輔助變流器控制系統、雙DCU冗余控制系統、網絡系統總線冗余等確保了工程車應用的安全性、可靠性。關鍵技術的升級豐富了軌道工程車技術平臺，并為其他工程車的設計運用打下了良好的基礎。

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作者:郭婉露 彭新平 劉世杰 付金 劉歡 單位:中車株洲電力機車有限公司