李韜宇，楊天智，邱 陽

(中車株洲電力機車有限公司，湖南 株洲 412000)

1 概述

1.1 氣候條件

徐州屬暖溫帶濕潤-半濕潤季風氣候，具長江—黃河流域過渡性氣候特征。其總體特點是一年四季分明，春季氣溫回升快，多東南風，多晴少雨，常出現(xiàn)春旱；夏季天氣炎熱，降雨集中，多暴雨，易形成洪澇；秋季晴朗少雨，光照多，氣候宜人；冬季多西北風，寒冷而干燥。平均日照時數(shù)2 300 h，無霜期200～220 d。多年平均降雨量自豐縣的733.2向東漸增至新沂的864.0 mm，6-9月汛期降雨量占全年的75%～80%；多年平均蒸發(fā)量在872.6～949.1 mm。環(huán)境溫度在-20℃～45℃，相對濕度65%～95%(見表1)。

表1 徐州氣候條件 單位：mm

1.2 機械間通風系統(tǒng)說明

機械間通風系統(tǒng)的作用是對蓄電池工程車上需要進行通風冷卻的發(fā)熱部件進行強迫通風冷卻，以保證其正常工作和運行。機械間通風系統(tǒng)采用車體通風方式，見圖1。機械間通風支路，分冬夏季2種模式，冬季時在側(cè)墻百葉窗百葉與過濾網(wǎng)間加保溫棉，以減少車體導熱系數(shù)，減少熱量損失。蓄電池工程車上需要進行通風冷卻的主要部件有壓縮機、輔變柜、蓄電池。

圖1 機械間通風系統(tǒng)

因徐州冬季最低環(huán)境溫度將達到-20℃，夏季最高環(huán)境溫度亦將達到45℃，在此種情況下通風系統(tǒng)支路除了往常包括的壓縮機通風支路、輔變柜通風支路、蓄電池通風支路外，在蓄電池通風支路中還需要增加蓄電池冬季保溫方案，來保證蓄電池的工作溫度[1]。

2 壓縮機通風支路說明

壓縮機通風支路的作用是冷卻壓縮機散熱器。壓縮機散熱風扇從機械間內(nèi)吸風，經(jīng)壓縮機散熱器后將熱風排到車外(夏季模式)或機械間內(nèi)(冬季模式)。壓縮機的通風模式見圖2。

圖2 壓縮機通風支路系統(tǒng)

3 輔變柜通風支路說明

輔助變壓器柜自帶通風機，從機械間進風，排風方式采用冬、夏季轉(zhuǎn)換的方式，夏季時熱風直接排到車外以利于散熱，冬季時打開位于輔變柜頂風道上的蓋板，使熱風流入機械間起到對機械間保溫的作用。通風模式如圖3所示。

圖3 輔變柜通風支路系統(tǒng)

4 蓄電池通風支路說明

4.1 蓄電池最佳工作溫度介紹

此文以目前軌道工程車中使用最廣泛的鉛酸蓄電池來闡述。鉛酸蓄電池主要結構包括正極、負極、隔板、硫酸電解液、蓄電池槽和蓋。正負極分別焊接成極群，大容量蓄電池中由匯流排引出成極柱。鉛酸蓄電池使用的電解液是一定濃度的硫酸電解液[3]。充放電過程化學反應如下：

圖4 電解液溫度與蓄電池放電容量

可見鉛酸蓄電池運行溫度范圍為10℃～30℃，理想運行溫度為20℃±5℃。

綜上，在溫度高于30℃需要為蓄電池散熱，當溫度低于10℃需要為蓄電池保暖，而徐州的環(huán)境溫度在-20℃～45℃，因此在給蓄電池通風散熱之外，還需要為蓄電池增加必要的冬季保暖。以下將介紹蓄電池的散熱和蓄電池的保暖方案。

4.2 蓄電池通風散熱

蓄電池柜通風散熱，從側(cè)墻吸入環(huán)境冷風，在車頂排風扇的作用下，環(huán)境冷風冷卻蓄電池，蓄電池通風支路如圖5所示。蓄電池通風支路可達到以下兩個目的。

圖5 蓄電池通風支路

1)保證機械間內(nèi)合適的工作溫度。

2)保證機械間內(nèi)蓄電池充電時釋放的氫含量在安全范圍。

4.3 蓄電池冬季保溫方案

當徐州進入冬季時，環(huán)境溫度開始下降，蓄電池的放電容量也隨之下降，為了保證蓄電池的放電容量，需要提高整個機械間的溫度以達到加熱保溫同時提高蓄電池環(huán)境溫度。

故先將散熱風機關閉，然后通過司機室的暖風機將熱風輸入蓄電池箱底的風道，將司機室周圍的環(huán)境溫度升高，達到提高蓄電池環(huán)境溫度的目的，如圖6所示。

圖6 機械間保溫通風支路系統(tǒng)