SSB蓄电池电力蓄电池工程车蓄电池管理系统应用分析
SSB蓄电池电力蓄电池工程车蓄电池管理系统应用分析
针对现在电力蓄电池工程车选用的蓄电池办理体系，对其体系结构及运用状况进行剖析，并根据运用状况对保护保养手段提出建议。
关键词：蓄电池办理体系；体系结构；运用状况；保护保养
0 引言
随着全国地铁线网大发展，以牵引蓄电池为动力的电力蓄电池工程车将逐渐筛选以柴油发动机为动力的内燃工程车。而牵引蓄电池的状况直接影响整车的运行状况，因此电力蓄电池工程车配置了蓄电池办理体系（简称BMS），用于对牵引蓄电池组相关参数进行监测，为检修和保护保养供给参阅。
1 概述
经过蓄电池办理体系对牵引蓄电池容量等参数进行检测及显现。在保护时，供给地上剖析软件与通讯接口，确保地上便携设备可以读取当时容量办理体系中牵引蓄电组及单体的所有数据，并对读取的数据进行剖析与存储。蓄电池办理体系经过硬线（4 路以上，输出DC110V 电压信号）传输BMS体系的相关毛病信息如BMS毛病、容量报警信息、过温毛病、过压毛病等给机车操控体系，由机车操控体系设置保护功用，避免蓄电池深度放电。
2 体系原理
蓄电池办理体系由主控单元、数据收集单元、分线盒及显现单元组成。主要功用是：蓄电池剩下电量（SOC）预算，并丈量蓄电池的各种参数，包含蓄电池单体电压、蓄电池充放电电流、蓄电池温度等，并对蓄电池毛病进行报警，如：蓄电池过压，蓄电池欠压，蓄电池充电过流、温度反常等。显现单元将体系的预警信息予以显现，当剩下电量（SOC）低于20%时，显现单元及蜂鸣器鸣响报警。一个车共有一个主控单元即主板和八个数据收集单元即从板，如下图所示，八个数据收集单元经过传感器检测相关单体数据，经过分线盒汇总搜集至主控单元，一起在八个数据收集单元的前部搜集384节蓄电池的整体电压和电流值，所有的相关数据皆传送至主控单元进行剖析和BMS显现屏进行显现。
整体数据检测
单体数据检测
数据显现
图1 蓄电池办理体系整体框图
2.1主控单元
主控单元作为蓄电池办理体系的操控与办理中心单元，担任对数据收集单元检测的数据进行实时处理，匹配硬件完结信号收集、解析和处理，对内网CAN总线进行办理，一起担任与机车蓄电池体系BMS 显现屏的数据交换与过程操控。经过CAN总线接纳数据收集单元收集的单体电池电压、温度信息，一起本身收集到的电池总电压和总电流，选用安时积分和自校正的算法，计算出蓄电池组的剩下电量SOC。一起丈量主机经过剖析单体电池电压，以及电池组电流，对电池组进行毛病诊断，判别是否过充、过放、欠压、过热以及过流，并输出相应的信号给机车操控体系，对电池做出保护。
图2 蓄电池办理体系SOC预算
2.2数据收集单元
数据收集单元担任收集牵引蓄电池单体电压、环境温度及蓄电池温度等参数信息，一起供给CAN 总线通讯接口，与丈量主机进行通讯，接纳来自总操控器的指令。
2.3分线盒
整车DC 110V经过分线盒转换成DC24V，分别给丈量主机、数据收集单元以及显现单元供电。一起，分线盒完成丈量主机与数据收集单元以及显现单元的CAN通讯。
2.4显现单元
显现单元担任对蓄电池组当时状况进行显现。包含：剩下电量（SOC），蓄电池组端电压，蓄电池组充放电电流，蓄电池组最高和最低温度，单体电压。当蓄电池剩下容量低于设定值时，蜂鸣器进行声音报警。
其间毛病等级为三级，最低等级为一级，最高等级为三级，当出现三级毛病报警时，蓄电池办理体系将切断蓄电池组高压输出，以确保车辆和人身安全。
3 运用状况剖析
关于电压、电流、温度等监测技能比较老练，在实践运用检修过程中经过万用表、测温枪等实践丈量比照差异较小，。而蓄电池容量为体系预算，实践运用过程中状况复杂，无法避免存在差错。
实测过程中随机抽取了部分单体蓄电池进行比照，其间单体电压值与温度值体系显现精确度较高。
|
序号 |
位置 |
显现电压值（V） |
实测电压值 （V） |
显现温度值 （℃） |
实测温度值 （℃） |
|
1 |
1箱15节 |
2.39 |
2.39 |
26 |
26.1 |
|
2 |
1箱20节 |
2.40 |
2.39 |
26 |
26.2 |
|
3 |
2箱13节 |
2.38 |
2.38 |
26 |
26.1 |
|
4 |
2箱25节 |
2.38 |
2.38 |
26 |
26.0 |
|
5 |
3箱2节 |
2.39 |
2.39 |
26 |
26.2 |
|
6 |
3箱23节 |
2.39 |
2.39 |
26 |
26.2 |
|
7 |
4箱7节 |
2.40 |
2.39 |
26 |
26.3 |
|
8 |
4箱45节 |
2.39 |
2.39 |
26 |
26.1 |
|
9 |
5箱8节 |
2.39 |
2.39 |
26 |
26.0 |
|
10 |
5箱40节 |
2.42 |
2.40 |
26 |
26.1 |
|
11 |
6箱12节 |
2.40 |
2.40 |
26 |
26.2 |
|
12 |
6箱26节 |
2.40 |
2.40 |
26 |
26.3 |
表2 蓄电池电压、温度实测比照表
为了评价蓄电池办理体系的容量检测能力是否满足规划运用要求，即差错≤8%，在调试过程中选用外接检测设备在多种工况下对蓄电池容量进行测算，并与实践蓄电池办理显现界面容量百分比进行容量比照。
电力蓄电池工程车单机牵引四台工程车实验，实验前牵引蓄电池容量为98%，实验结束时牵引蓄电池容量为38%，实测耗费电量为242.6Ah。按整车容量400Ah计算，400*（98%-38%）=240Ah，检测差错为（242.6-240）/242.6=1.07%。
电力蓄电池工程车双机重联牵引四台工程车实验，实验前主车牵引蓄电池容量为97%，实验结束时牵引蓄电池容量为45%，耗费电量为221.17Ah。按整车容量400Ah计算，400*（97%-45%）=208Ah，检测差错为（221.17-208）/221.17=5.95%。
实验前从车牵引蓄电池容量为89%，实验结束时牵引蓄电池容量为36%，耗费电量为207.41Ah。按整车容量400Ah计算，400*（89%-36%）=212Ah，检测差错为（212-207.41）/207.41=2.21%。
图3 双机重联下两台工程车电量耗费比照表
可以看出，实验过程中蓄电池实践容量耗费与蓄电池办理体系预算差错较小，且双机重联状况下两台车耗费电量匹配度良好，可满足现场运用。
4 实践运用效果
在日常实践运用过程中，蓄电池办理体系关于电压、电流、温度等检测准确度较高，蓄电池办理体系容量显现基本准确，但实践过程中存在充电过程中容量显现偶发突变的状况；但由于电力蓄电池工程车为新产品，蓄电池办理体系受制于技能和规划原因不具备极柱松动监测、内阻检测、绝缘电阻检测功用，在后续新车规划中逐渐完善检测功用，以降低检修人员的保护工作量。
5 优化建议
针对现在电力蓄电池工程车的运用状况，对蓄电池办理体系的运用提出以下优化建议：
1）在日常的保护保养中，可运用蓄电池内阻测试仪定时检查蓄电池内阻。
2）针对绝缘电阻丈量，可定时经过摇表对蓄电池绝缘功用进行丈量。
3）针对无极柱松动检测功用，除了在装置时严格执行15N.m的紧固扭力标准，可经过因接触不良导致的反常电压及温度值，以及紧固螺栓画线有无错位进行综合判别。
4）针对蓄电池容量检测及恢复，日常可多选用均衡充电提高电池功用，定时经过充放实验对蓄电池真实容量进行校核。