蓄電池在城市軌道交通車輛的正常運(yùn)行時(shí)，作為備用電源使用。如果蓄電池出現(xiàn)故障，那么就會(huì)直接影響到軌道車輛的運(yùn)營質(zhì)量和應(yīng)急能力，嚴(yán)重的時(shí)候甚至威脅乘客生命安全。

1 故障概述

某市地鐵1號(hào)線0215列車在實(shí)際的運(yùn)行過程中，司機(jī)首先等待其供電模式轉(zhuǎn)換完成，然后依次合上輔助逆變器啟動(dòng)開關(guān)，將照明開啟之后收車。第二天，司機(jī)上班重新啟動(dòng)列車，首先在1車啟動(dòng)輔助逆變器，觀察到顯示單元的界面中，蓄電池充電機(jī)的電壓為100V，底色呈現(xiàn)出紅色，同時(shí)報(bào)出6車“APS蓄電池過溫（BTOT）”故障條目。等待啟動(dòng)一段時(shí)間后，1車和6車的蓄電池充電機(jī)電壓又分別表示為101V和106V，且圖表由紅色變?yōu)樗{(lán)色。

表1 故障記錄表

2 故障調(diào)查

2.1 列車控制管理系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)

2.1.1 故障記錄儀（FDL）故障記錄

通過TCMS維護(hù)軟件下載FDL的相關(guān)記錄，如表1。

2.1.2 事件記錄儀數(shù)據(jù)記錄

通過事件記錄儀能夠梳理得知：0215列車在5月18日10:45至14:55的時(shí)間段內(nèi)，蓄電池接觸器QC1和QC2正常閉合，其中1車和6車的蓄電池溫度分別呈現(xiàn)出28℃和60℃，可見1車蓄電池充電器十分正常，6車蓄電池充電器并沒有電流輸出。

5月18日21:05至次日5:50，數(shù)據(jù)記錄顯示列車的蓄電池接觸器QC1和QC2正常閉合，6車蓄電池依然沒有發(fā)生任何改變，但是1車的蓄電池因?yàn)闊o高壓輸入的原因，使得其也沒有輸出狀態(tài)，溫度依然處于28℃左右，時(shí)間長達(dá)八個(gè)多小時(shí)。

5月19日5:52:10，司機(jī)在重新激活了列車之后，可以看到1車的APS呈現(xiàn)高壓輸入狀態(tài)，并且之后獲得正常啟動(dòng)。而6車的BHB和BLB沒有閉合，也沒有呈現(xiàn)高壓輸入狀態(tài)，沒有得到正常啟動(dòng)。在此階段，1車和6車的BCOV分別是100V和42V。

2.2 安防錄像

通過下載監(jiān)控視頻得知，5月18日21:05至5月19日5:50期間，列車一直處于激活狀態(tài)，5月19日5:18至5:51期間，司機(jī)整備作業(yè)和牽引出庫作業(yè)正常。

2.3 列車維保

通過記錄得知，5月17日地鐵維護(hù)人員進(jìn)行了均衡修補(bǔ)修作業(yè)，且對相應(yīng)的蓄電池進(jìn)行了更換，嚴(yán)格按照操作步驟安裝，蓄電池組“三充兩放”記錄正常。

3 故障分析

3.1 電氣原理圖分析

DC（直流電）110V供電母線(線號(hào)1100)主要是由蓄電池和蓄電池充電器一起供電。當(dāng)處于正常的工作狀態(tài)下時(shí)，大部分的時(shí)候輸出電壓更高的一端蓄電池充電器為DC110V供電母線上所有用電設(shè)備供電，另一端蓄電池充電器維持著本端蓄電池的涓流充電。如果母線上瞬間出現(xiàn)了大負(fù)載，那么兩端蓄電池優(yōu)先為母線上用電設(shè)備供電，再由二者通過為其設(shè)備供電。如果兩端的蓄電池充電器都沒有正常工作，那么這個(gè)時(shí)候由兩端蓄電池共同為DC110V母線上用電設(shè)備供電，一直持續(xù)到蓄電池組放電達(dá)到終止放電電壓87V為止[1]。

3.2 蓄電池充電分析

一般情況下，蓄電池的充電方式包含了快速充電和浮充電，其中，快速充電的電壓范圍在2.3-2.35V，浮充電的電壓范圍在2.23-2.27V，并且根據(jù)不同的溫度系數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償和調(diào)整。蓄電池充電器輸出電壓的調(diào)節(jié)受到溫度的影響，當(dāng)溫度在-5-60℃時(shí)，蓄電池組的浮充溫度補(bǔ)償系數(shù)為3mV/℃；一旦溫度低于-5℃，那么蓄電池充電器輸出電壓則會(huì)一直保持在118-121V；溫度達(dá)到60℃后，電壓會(huì)降低到108.5V。這個(gè)時(shí)候，蓄電池組和蓄電池充電器則沒有了電勢差，啟動(dòng)過溫保護(hù)，斷開輸出接觸器（BCK），等到外界溫度降到55℃及以下時(shí)才會(huì)恢復(fù)[2]。

3.3 綜合分析

5月18日21:05至5月19日5:50期間，0215列車只有6車在滑觸線供電情況下，蓄電池溫度傳感器故障的原因造成了充電機(jī)控制板（BCU）的溫度持續(xù)超過60度，蓄電池充電器沒有電流輸出。這一段時(shí)間內(nèi)，列車DC110V用電設(shè)備供電全部由兩端蓄電池提供，且連續(xù)供電超過了八個(gè)小時(shí)，從而使得蓄電池嚴(yán)重虧電。司機(jī)在重新激活之后，1車充電器輸出電壓不在101-119V范圍內(nèi)，所以DDU的屏幕電池充電器圖標(biāo)顯示為紅色，而電壓恢復(fù)之后，圖標(biāo)又恢復(fù)為藍(lán)色。

4 改善措施

4.1 檢修改善

首先工作人員應(yīng)當(dāng)積極重視日常的檢查和維護(hù)工作，如果出現(xiàn)蓄電池故障，可以增加兩端DDU屏輔助系統(tǒng)界面蓄電池溫度檢查。一般情況下，蓄電池的使用溫度在-15-60℃，而將溫度控制在5-30℃，就會(huì)適當(dāng)?shù)难娱L蓄電池壽命。其次，要定期了解蓄電池的電量情況，并嚴(yán)格按照說明書安裝，檢查蓄電池的連接端子是否出現(xiàn)松動(dòng)或腐蝕現(xiàn)象，并定期清潔蓄電池表面，確保其不會(huì)受到銹跡、雜物的影響。

4.2 設(shè)計(jì)改善

蓄電池溫度傳感器發(fā)生故障之后，蓄電池充電器雖然沒有了輸出電流，但是依然具備輸出電壓。而檢修人員無法準(zhǔn)確的判斷出蓄電池充電器的工作狀態(tài)，BCU對蓄電池充電器的保護(hù)存在一定缺陷，因此可以在TCMS中添加BCK狀態(tài)條目，從而輔助檢測人員更好的對故障數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷。除此之外，為了有效避免蓄電池出現(xiàn)虧電故障，還應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)脑黾訋靸?nèi)動(dòng)車組的供電時(shí)間，定期對每塊蓄電池測量電壓，不能夠隨意加減電池負(fù)電，也不能夠?qū)⑿屡f蓄電池混合使用[3]。

5 結(jié)語

蓄電池虧電故障屬于最為常見的一種故障，但是也從側(cè)面反映出蓄電池養(yǎng)護(hù)工作的重要性。相關(guān)工作人員必須要積極重視蓄電池日常檢修工作，以能夠提升城市軌道交通車輛的應(yīng)急能力和安全穩(wěn)定性。