李達 曹文祥

摘 要：介紹了廣州黃埔有軌電車1號線車輛的技術特點、主要技術參數(shù)，以及各子系統(tǒng)的技術方案，包括超級電容儲能、轉向架、空調系統(tǒng)及列車控制等。

關鍵詞：現(xiàn)代有軌電車;超級電容;100% 低地板

0 引言

黃埔區(qū)有軌電車1號線（長嶺居-蘿崗）工程起全線約14.3 km，全線共20座車站，是廣州黃埔區(qū)首條有軌電車線路。

本工程車輛采用100%低地板儲能式現(xiàn)代有軌電車，配置9 500 F超級電容+鈦酸鋰電池作為牽引動力源，無需接觸網(wǎng)，車輛利用運營停站時間對超級電容進行快速充電，車輛離開充電區(qū)域后超級電容釋放電能，保證車輛能在下一次停站充電之前安全、可靠地運行。

1 車輛主要技術特點

（1）車輛采用車載9 500 F雙電層超級電容及鈦酸鋰電池方案。其中超級電容作為新能源領域的關鍵技術，其屬物理儲能，安全可靠、免維護，充放電時間達秒級，能承受上萬安培的短路電流及超過一百萬次的充放電循環(huán)壽命。本項目正常情況下，車輛依靠三套并聯(lián)的超級電容儲能電源供電牽引，當車輛越站不充電、紅綠燈路口長時間等待或遇大長坡道等工況時，鋰電池為雙電層超級電容補充能量實現(xiàn)增程。

（2）高壓直接給空調機組供電，減少了高壓到輔助逆變器的轉換損耗，能效比高，同時可根據(jù)車內熱負荷變化自動控制壓縮機的轉速，實現(xiàn)制冷量的無級調節(jié)，不僅能夠減小客室溫度波動，增加乘客的舒適度，而且可以有效節(jié)約能源。

（3）轉向架采用獨立車輪技術，可以實現(xiàn)整列車低且平的地板面。

2 車輛總體方案

2.1 車輛編組形式

車輛采用模塊化編組方式，其中包含4個基本功能模塊，每個模塊設置1臺轉向架，各模塊之間采用鉸接裝置和貫通道連接成一列完整的車。列車的編組方式如圖2。

2.2 主要尺寸

2.3 載客量

2.4 主要性能

3 車輛主要系統(tǒng)

3.1 轉向架

車輛轉向架采用縱向耦合轉向架，車輛配置有3臺動力轉向架和1臺非動力轉向架;轉向架采用了獨立車輪結構，從而實現(xiàn)車輛100%低地板;每個轉向架安裝了2套驅動單元，整體為斜對稱布置，電機和齒輪箱連接在一起，整體彈性安裝在構架上。

3.2 儲能電源

超級電容作為車輛主要的儲能電源，優(yōu)先為車輛提供運行所需的能量，在車輛到站時地面充電裝置給儲能電源充電，在車輛運行中由儲能電源向車輛供電，在車輛制動狀態(tài)時可回收制動能量。

3.3 牽引輔助系統(tǒng)

列車牽引系統(tǒng)采用由VVVF逆變器-三相交流異步電機構成的交流電傳動系統(tǒng)。牽引逆變器采用IGBT功率器件，為強迫風冷，采用高性能的直接轉矩控制策略。系統(tǒng)優(yōu)先使用電制動。

在車站內觸網(wǎng)高壓電通過受電器給儲能系統(tǒng)供電。在區(qū)間儲能系統(tǒng)通過熔斷器給牽引系統(tǒng)主電路和輔助系統(tǒng)供電。

儲能系統(tǒng)通過熔斷器給客室空調和司機室空調供電。

整列車設置兩臺直流充電機，給整列車低壓負載提供DC24V電源。在車頂設置一組蓄電池，兩臺充電機并聯(lián)給蓄電池充電。

3.4 控制與列控系統(tǒng)

列車控制和診斷系統(tǒng)（TCMS）采用分布式控制技術。

列車設置滿足IEC61375標準的多功能車輛總線MVB，用于連接各車輛內的電子部件和控制系統(tǒng)。

MVB總線采用A＼B兩路互為冗余的傳輸方案;當某路出現(xiàn)故障時可自動切換至另外一路，不影響網(wǎng)絡控制功能。

主要完成以下控制功能：司機室激活控制;操作端和方向控制;電液聯(lián)合制動控制;保持制動控制;牽引封鎖控制;超速保護;自動緊急制動控制。

3.5 制動系統(tǒng)

制動系統(tǒng)主要配置包括：

（1）動力轉向架上的液壓被動式彈簧制動系統(tǒng)。

（2）非動力轉向架上的液壓主動式盤式制動系統(tǒng)。

（3）所有轉向架上的磁軌制動系統(tǒng)。

（4）每動車上配置兩套緊湊型雙向撒砂系統(tǒng)，分別負責對對應側輪對的撒砂。

本項目車輛的制動模式主要包括常用制動、緊急制動、自動緊急制動、安全制動、停放制動模式和保持制動模式等。

4 總結

黃埔有軌電車車輛采用儲能式現(xiàn)代有軌電車，為適應本項目長大坡、地形起伏大的特殊線路條件，創(chuàng)新性地采用超級電容+鈦酸鋰電池的混合供電型式，線路適應性強。車輛優(yōu)先使用電制動，電制動反饋的能量優(yōu)先被儲能裝置吸收，再生制動利用率不低于80%，實現(xiàn)綠色節(jié)能。目前項目已全線開通運營，也為其他地區(qū)的有軌電車項目建設提供了參考典范。

參考文獻：

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