城市轨道交通车辆蓄电池智能监测系统研究

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浅谈城市轨道交通设备系统专业备用蓄电池电源的设计

浅谈城市轨道交通设备系统专业备用蓄电池电源的设计

一、导读在城市轨道交通工程的设计中,设备系统专业各个子系统对本专业的备用蓄电池电源(不间断电源UPS)的设计要求不尽相同,包括电源负荷容量大小、后备供电时长等不同指标,所遵照的依据为现行几本规范和标准。

审图工作中,我们经常发现不同工程、不同设计单位在同一系统专业设计图纸中对备用蓄电池电源设计采用不同参数的情况,下面分不同情况进行概述。

二、现状(一)火灾自动报警系统、气体灭火控制系统在城市轨道交通项目中,火灾自动报警系统和气体灭火系统控制部分两个专业的备用蓄电池电源(不间断电源UPS)的设计要求一般依据如下规范和标准:《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013第10.15规定:“消防设备应急电源输出功率应大于火灾自动报警及联动控制系统全负荷功率的120%,蓄电池组的容量应保证火灾自动报警及联动控制系统在火灾状态同时工作负荷条件下连续工作3h 以上。

”《地铁设计规范》GB50157-2013第23.18条规定:“火灾自动报警系统直流备用电源宜采用专用蓄电池或集中设置的蓄电池组供电,其容量应保证主电源断电后连续供电1h;”在近期的送审项目中,遵循新规范和标准优先的原则,设计人多数选择设计为3h 的供电时长,即遵守GB50116-2013的相关条文规定。

(二)综合监控系统、环境与设备监控系统、消防广播系统(通信专业)、门禁专业在城市轨道交通项目中,综合监控系统专业的备用蓄电池电源(不间断电源UPS)的设计要求一般依据如下规范和标准:《地铁设计规范》GB50157-2013第20.7.2条规定:“综合监控系统供电应符合下列规定:1供电负荷等级应为一级负荷;2综合监控系统宜选用不间断电源(UPS)设备和免维护蓄电池设备。

控制中心、车站综合监控设备的UPS电池后备时间应相同,其供电时间不宜小于Ik”在城市轨道交通项目中,环境与设备监控系统专业的备用蓄电池电源(不间断电源UPS)的设计要求一般依据如下规范和标准:《地铁设计规范》GB50157-2013第21.4.2条规定:“中央级硬件设备应按照下列要求配置:5应配置在线式不间断电源,后备时间不应小于Ih o,,《地铁设计规范》GB50157-2013第21.4.3条规定:“车站级硬件设备应按照下列要求配置:2应配置在线式不间断电源,后备时间不应小于Ih o,,在城市轨道交通项目中,消防广播系统(通信专业)的备用蓄电池电源(不间断电源UPS)的设计要求一般依据如下规范和标准:《地铁设计规范》GB50157-2013第16.10.6条规定:“电源设备容量配置应符合下列要求:3蓄电池组的容量应按近期负荷配置,并应保证连续供电不少于2h;”的设计要求一般依据如下规范和标准:《地铁设计规范》GB50157-2013第23.3.8条规定:“系统和设备应具有”7X24h不间断工作的能力;系统应采用不间断电源供电,后备时间不应低于Ih0在近期的送审项目中,综合监控系统、环境与设备监控系统、消防广播系统(通信专业)以及门禁专业这几个系统专业备用蓄电池电源供电时长的选择分为两类,部分设计人认为这几个系统专业与消防系统强相关,所以选择设计为3h的供电时长,即遵守GB50116-2013的相关条文规定;一部分设计人在项目中选择遵守GB50157-2013中相关条文对本专业的规定。

轨道交通蓄电池牵引系统研究

轨道交通蓄电池牵引系统研究

技术应用TECHNOLOGYANDMARKETVol.28,No.1,2021轨道交通蓄电池牵引系统研究丁健斌(武汉地铁运营有限公司,湖北武汉430000)摘 要:为了提升轨道交通列车运营安全性及稳定性,蓄电池牵引技术受到越来越多的关注。

以武汉地铁7号线蓄电池牵引系统为样本,研究了应用于地铁列车牵引系统的蓄电池选型问题,主要包括蓄电池牵引系统设计、蓄电池选型、控制策略等。

关键词:蓄电池牵引;选型;控制策略doi:10.3969/j.issn.1006-8554.2021.01.052 蓄电池牵引方案蓄电池牵引技术,即通过蓄电池牵引可实现列车在无高压状态下列车的启动行驶。

列车在平直轨道位置,可通过激活司机室的蓄电池牵引功能软按钮,使牵引系统由车载蓄电池(DC110V)供电,让列车在无高压输入的情况下自行牵引,以实现车辆移库转运功能[1]。

蓄电池牵引电源由车载DC110V蓄电池供电,不配备独立蓄电池,用蓄电池牵引充分考虑蓄电池的寿命,进行45min紧急负载供电和使用蓄电池牵引后,蓄电池可通过车载蓄电池充电机恢复。

以武汉地铁7号线蓄电池牵引主要技术要求为例,负载:AW0;轮径:840mm;蓄电池配置:2组蓄电池,每组蓄电池分别为1个动车供电;蓄电池电压:110V(须达到蓄电池的正常电压);蓄电池最低电压:90V;运行速度:4km/h;线路数据:平直轨道(最大坡道不大于5‰),1000m;制动力:机械制动。

蓄电池牵引列车编组为两动四拖,当车辆处于应急牵引时,每列车仅2节B车提供列车牵引的动力,原C车变为拖车。

蓄电池应急牵引时仅保证基本的DC110V负载工作,此时辅助电源系统无AC380V输出,如图1所示。

图1 蓄电池牵引原理图 主电路形式:在B车牵引逆变器与蓄电池之间设置电动转换开关,以实现正常DC1500V牵引和DC110V蓄电池应急牵引之间的供电隔离及转换。

 蓄电池牵引控制策略蓄电池牵引模式的转换需要由网络系统负和牵引系统控制单元DCU共同配合实现。

轨道交通车辆电池管理系统设计研究

轨道交通车辆电池管理系统设计研究

轨道交通车辆电池管理系统设计研究发布时间:2023-02-27T03:44:09.710Z 来源:《当代电力文化》2022年10月19期作者:刘辰[导读] 电池管理系统是对电池单元进行管理与维护的一个重要组成部分,其主要作用是防止电池过充电与过放电,延长电池使用寿命以及对电池状态进行监测。

刘辰中车唐山机车车辆有限公司河北省唐山市 063000摘要:电池管理系统是对电池单元进行管理与维护的一个重要组成部分,其主要作用是防止电池过充电与过放电,延长电池使用寿命以及对电池状态进行监测。

轨道交通车辆BMS系统设计以主从一体化为主,BMS系统综合考虑了主控单元与从控单元并负责采集各个单体电池的电压与温度,整车与电池管理系统之间通过CAN通信实现通信,实现整车数据的诊断及处理同时通过主回路中接触器的控制来保护电池组的过充、过放以及过温等问题,延迟电池组使用寿命。

关键词:轨道交通;车辆电池;管理系统前言:经济高速增长与城市化进程不断加快促使我国高铁、动车、地铁等轨道交通车辆迅猛发展。

在新能源技术日新月异、车载储能技术日益发展的今天,新型节能环保轨道交通车辆成为构建绿色节约型综合交通系统发展的主要趋势。

锂电池作为一种新型的能源储能元件以安全环保,能量大、功率高和寿命长的特点在诸多蓄电池中崭露头角,并作为一种储能装置被越来越多地运用于轨道交通领域。

由于锂电池运行时需要实时监测并管理多种状态参数,所以设计与其配套的轨道交通车辆电池管理系统具有重要意义。

一、轨道交通BMS应用特点相对于普通电动汽车而言,因其电池配置得多少及运行环境等方面存在差异,使得轨道交通车辆电池管理系统有其特殊性。

具体区别如下:(一)在电池系统方面第一,电池的配置。

电池是轨道交通车辆的动力来源,储能装置的电压等级普遍高于电动汽车,电动汽车电池系统的电压通常在300~400V之间,而且轨道交通车辆的电压等级通常在600~1000V之间,功率等级较高,这集中表现为电池系统中需要配置较多量的蓄电池,这就决定了轨道交通BMS必须考虑以电池系统不一致为目标的均衡策略。

地铁车辆智能监测系统

地铁车辆智能监测系统

地铁车辆智能监测系统随着城市交通的不断发展,地铁作为一种高效、快捷的交通方式,得到了越来越多人的青睐。

然而,地铁安全问题也逐渐引起人们的关注,特别是在车辆运行过程中可能出现的故障或异常情况。

为了确保地铁运行的安全性和稳定性,地铁车辆智能监测系统应运而生。

地铁车辆智能监测系统是一种集成了传感器、数据采集与处理、远程监控等技术的系统。

它能够实时监测地铁车辆的运行状态,及时发现并处理车辆故障或异常情况,确保地铁运行的连续性和安全性。

下面将从传感器、数据采集与处理、远程监控三个方面介绍地铁车辆智能监测系统的工作原理和应用。

1. 传感器地铁车辆智能监测系统中的传感器起到了关键的作用。

传感器能够实时感知车辆的各种参数,如速度、温度、压力等,将这些数据传输到数据采集装置进行处理。

通过传感器的监测,可以有效地监控车辆的运行状态,及时发现异常情况。

2. 数据采集与处理地铁车辆智能监测系统中的数据采集与处理模块负责将传感器采集到的数据进行收集和处理。

数据采集装置将传感器采集到的数据进行格式化和整理,并传输到数据处理中心。

数据处理中心利用算法和模型对数据进行分析和判断,通过与事先设定的阈值进行比较,判断车辆是否存在故障或异常情况。

3. 远程监控地铁车辆智能监测系统的远程监控功能使得监测人员可以通过监控中心对车辆进行远程监控和操作。

监测人员可以实时获取车辆的运行状态和故障信息,并迅速采取相应的措施。

同时,远程监控还能够对车辆进行实时的数据采集和处理,提供有效的决策依据。

地铁车辆智能监测系统的应用有助于提高地铁运行的安全性和可靠性。

首先,通过实时监测车辆的运行状态,可以及时发现和解决故障或异常情况,避免事故的发生。

其次,远程监控功能使得监测人员可以迅速采取措施,保证地铁运行的连续性和稳定性。

此外,通过对采集到的数据进行分析和处理,还可以对地铁车辆进行预测性维护,提高车辆的使用寿命和运行效率。

在未来,地铁车辆智能监测系统还可以与其他交通管理系统进行集成,实现更高效、智能的交通运输。

蓄电池管理系统(BMS)在城市轨道车辆上的研制

蓄电池管理系统(BMS)在城市轨道车辆上的研制

工装设计蓄电池管理系统(BMS)在城市轨道车辆上的研制赵勤坤 于昊明 池 洋(中车长春轨道客车股份有限公司,吉林 长春 132000)摘 要:城市轨道交通车辆上蓄电池管理系统主要作用是监测蓄电池的健康状态数据,并实时监控和管理好蓄电池的各项性能,通 过有效均衡的使用来提高蓄电池的使用寿命。

本文作者就蓄电池管理系统的系统原理、功能和算法进行了简要分析。

关键词:蓄电池;管理系统;健康状态;实时监控1 概述由于镍镉电池的安全性和稳定性好,在轨道交通车辆中大量 使用此种类型的蓄电池。

为了加强对蓄电池的管理,实时监控和 管理好蓄电池各项性能,从而有效均衡使用电池来增加和提高蓄 电池的使用寿命,因此在蓄电池上增加蓄电池管理系统(BMS)是 发展的趋势。

BMS 可以实时监测蓄电池组的总电池电压、充电电流、放电 电流和蓄电池实时温度等。

BMS 可以根据检测到的电池各项数据对蓄电池的 SOC(电池 荷电状态)和 SOH(电池健康状态)进行计算。

BMS 可以将监测的电池各项数据进行存储,同时可以通过 MVB 通讯和以太网将各项数据实时传送给列车 TCMS,另外可以 通过 SD 存储卡存储电池运行的大量历史数据,用来对蓄电池使用 进行详细分析。

2 工作条件使用温度范围:-25℃~+55℃ 相对湿度:95%(该月月平均气温小于 25℃) 海拔高度:≦2500m3 系统原理图 1.主电路原理图 由上图可知,电池容量管理系统是由监控单元、数据存储单 元、网关组成。

系统的供电由外部的电池主接触器联动触点控制, 当列车唤醒时接触器吸合,电池容量管理系统自动得电开始工作, 当列车休眠,电池容量管理系统断电停止工作,无需人工操作, 且列车休眠时电池容量管理系统不消耗电池能量。

另外电池容量 管理系统外部应设有电池电流传感器和电压传感器。

监控单元: 该单元主要由中心控制电路、电流采样电路、电池电压采样 电路、通讯电路组成。

中心控制电路,接受电池的各种状态数据,分析判断电池的 运行状态和电池组系统的 SOC、SOH 计算;电流采样电路,将采 样的充放电流信号进行比例运放和滤波处理,然后传送给单片机 AD 采样口;电池电压采样电路,对电压传感器采样的信号经过滤 波处理,再转换为单片机 AD 采样口可输入电压;通讯电路,使用 RS232 通讯模式,完成电池监控单元和上位机之间的通讯。

浅议轨道交通车辆电池管理系统研究与设计

浅议轨道交通车辆电池管理系统研究与设计

浅议轨道交通车辆电池管理系统研究与设计随着我国科学技术的飞速发展,城市进程也在不断加快,促进了我国动车、高铁、地铁各种交通工具的发展。

当前,兴起了一股兴能源趋势,同时也在不断改进车载储能技术。

构建新型环保交通轨道车辆十分重要,当前不断加快绿色节约型综合交通系统。

其中一项新型能源便是锂电池,这需要我们及时管理和监控各种状态数据,然后设计与之相关的轨道交通电池管理系统十分必要。

标签:轨道;交通车辆;电池管理;系统研究1 轨道交通BMS设计方案1.1 轨道交通BMS实际应用特点不同于一般电动汽车,实际运行环境和电池配置数量各不相同,轨道交通车辆电池管理系统有其复杂、特殊性,其差异主要表现在以下几个方面:1.1.1实际运行情况从具体角度来说,城市轨道交通的各项性能受其实际环境的影响,当车辆振动次数较多、力度较大時,环境温度差别也大。

整个设备操作过程比较复杂,轨道交通储能电池系统受回收制动能量或电网给整车提供动力的影响。

面对当前各种运行情况,它的储备功能也不一致。

城市交通轨道也应根据各种运行工序强化其放充电具体策略。

1.1.2电池实际构造关于电池的实际配置,轨道交通出行工具其动力来源于各级电池,其基本电压等级高于一般电动汽车。

总的来说,电动汽车其电压系统一般为350-450V左右,实际轨道交通车辆电业等级为700-1100v左右。

其电池功率越高,配备电池系统所需的数量也不断增加,就城市轨道交通而言,设计轨道交通BMS系统,需要考虑电池系统各种不一致的均衡策略。

实际安放电池组,应考虑其具体位置。

电动汽车的实际电池储能系统一般被放置在车辆尾部电池舱内。

列车两端彻底下放置着轨道交通车辆的电池系统,这直接影响到BMS的拓扑结构。

1.1.3可靠性和安全性就安全性能和可靠性来说,为了实际维护汽车行业和轨道交通行业的等级安全,可以设置不同的行业标准,换句话说,人们关注的重点内容便是轨道交通安全。

就通信冗余而言,具体各部件和一般整车均可以选用MVB总线或太网,以工业为基础。

蓄电池在线管理系统在轨道交通信号系统中的应用

蓄电池在线管理系统在轨道交通信号系统中的应用

- 27 -高 新 技 术0 引言随着经济的快速发展,轨道交通作为一种安全、高效、环保、舒适的城市交通运输方式,引起了越来越多城市的重视。

信号系统作为保证行车安全、提高行车效率的系统设备,需要可靠性、可维护性很高的电源,以此来保证供电质量和供电连续性。

信号系统蓄电池作为信号备用电源UPS 的供电电源,对保障系统的安全、稳定有重要作用。

但近年来因轨道交通信号系统电源维护不到位,导致国内外的城市地铁先后发生一些不同程度的事故。

为避免由于信号电源维护不到位,造成蓄电池容量不足或蓄电池损坏而发生事故,急需一套安全、经济的信号电源维护管理方案,以此来保证电源设备的长效运行[1]。

1 系统简介城市轨道交通信号系统蓄电池采用阀控式密封胶体铅酸电池作为信号系统的后备电源供电,正常状态下处于备用状态,当系统正常电源故障时,通过UPS 给系统供电。

蓄电池结构是个全密封的相对“黑箱”,外界不能直观判断其内部变化情况,且内部反应遵从复杂的电化学规律,而不完全是电路原理。

传统的蓄电池组充电曲线是定期的强充电,即用充电机对一组串联的蓄电池组进行在线充电,目的是对蓄电池组中性能落后的蓄电池进行补偿性充电,恢复它的容量,但这种充电方式无法保证蓄电池组中每节蓄电池均衡充电,往往由于蓄电池组中某节蓄电池的端电压变化(变高或变低),而导致其他蓄电池处于过充电或欠充电状态,长时间处于这种状态势必会大大降低蓄电池组的使用寿命,增加系统的安全隐患[2]。

现在市场上出现了很多蓄电池的维护设备,它们只能在线检测单体电池的端电压,无法对单体电池的容量及内阻进行在线监测,也无法对蓄电池组进行在线调整、在线激活[3-4]。

蓄电池维护工作量巨大,需要实时、准确地监控单体蓄电池电压、电池组电流和温度,且需要定期测试及跟踪蓄电池内阻变化趋势及周期性充放电等情况。

为了减少蓄电池维护工作量,降低维护过程中存在的风险,避免维护间隔出现问题,城市轨道交通信号系统引入了蓄电池在线管理系统。

轨道交通智能安全监控系统研究

轨道交通智能安全监控系统研究

轨道交通智能安全监控系统研究现代城市的发展离不开高效的交通系统,而轨道交通作为一种快速、安全、环保的交通工具,受到越来越多城市的青睐。

然而,随着轨道交通线路的延伸和运营规模的扩大,安全问题也成为一个亟待解决的难题。

为了确保轨道交通的安全运行,许多城市开始研究和应用轨道交通智能安全监控系统。

首先,轨道交通智能安全监控系统可以实时监测车辆运行情况,确保列车的正常运行。

在轨道交通系统中,列车的运行速度和运行状态是至关重要的。

智能安全监控系统通过安装在轨道上的传感器和摄像头,能够实时监测列车的运行速度、加速度、制动力等参数,并将数据传输到中央监控中心。

在列车出现异常状况时,系统会发出警报信号,运营人员可以立即做出反应,确保列车的正常运行。

其次,轨道交通智能安全监控系统可以预警隐患,避免事故发生。

由于轨道交通系统的运营时间长、运营过程中存在复杂的交叉口和换乘站等环节,隐患也较为复杂多样。

智能安全监控系统通过对轨道交通线路和设备进行全面监测,可以提前检测到线路的松动、设备的损坏等问题,并通过数据分析和模型预测,发出警报信号,引起运营人员的重视。

这样就可以在事故发生之前采取措施进行维修和改进,有效预防事故的发生。

第三,轨道交通智能安全监控系统可以提高应急处理能力,保障乘客的安全。

在轨道交通事故中,及时的应急处理是保障乘客安全的关键。

智能安全监控系统通过实时监测车辆运行情况和设备状态,可以提供各种应急处理方案,包括列车的迅速停车、发送警报信号、通知事故发生地附近的维修人员等。

这些应急处理措施可以有效地减少事故的发生,并在事故发生时及时处理,减少人员伤亡。

另外,轨道交通智能安全监控系统还可以提供大量的运行数据和分析结果,为轨道交通的运营和管理提供支持。

传统的轨道交通系统管理主要靠人工巡视和统计,效率低下且容易出错。

而智能安全监控系统通过数字化收集和分析数据,可以实现对车辆运行情况、运输需求、票务信息等方面的实时监控和分析,为轨道交通系统的运营和管理提供科学依据。

轨道交通电力系统的智能化监测与评估

轨道交通电力系统的智能化监测与评估

轨道交通电力系统的智能化监测与评估在现代社会,轨道交通作为一种高效、便捷、大运量的公共交通方式,在城市交通体系中发挥着举足轻重的作用。

而轨道交通电力系统则是保障列车安全、稳定、高效运行的关键所在。

随着科技的不断进步,智能化监测与评估技术在轨道交通电力系统中的应用日益广泛,为提升系统的可靠性和运行效率提供了有力支持。

轨道交通电力系统的构成较为复杂,包括供电电源、牵引供电系统、动力照明供电系统等多个部分。

其中,牵引供电系统直接为列车提供动力,其性能的优劣直接影响列车的运行速度、加速度以及运行的稳定性。

动力照明供电系统则为车站、区间的照明、通风、信号等设备提供电力保障。

这些系统相互配合,共同确保轨道交通的正常运行。

然而,由于轨道交通电力系统长期处于高负荷、高频率的运行状态,加之复杂的运行环境,容易出现各种故障和隐患。

传统的监测与评估方法往往存在监测不全面、数据处理效率低、故障诊断不准确等问题,难以满足现代轨道交通发展的需求。

因此,智能化监测与评估技术的应用显得尤为重要。

智能化监测技术主要依赖于先进的传感器、数据采集设备以及通信技术。

通过在电力系统的关键部位安装传感器,可以实时获取电压、电流、功率、温度等多种参数。

这些数据经过高速采集和传输,被汇总到中央监控系统中进行处理和分析。

与传统的监测手段相比,智能化监测技术具有更高的精度、更快的响应速度以及更强的抗干扰能力。

例如,采用智能传感器可以实现对微小信号的精确测量,从而及时发现潜在的故障隐患。

同时,利用无线通信技术可以将监测数据实时传输到远程监控中心,方便管理人员随时掌握电力系统的运行状态。

而且,智能化监测系统还能够对数据进行自动筛选和预处理,减少了人工干预,提高了数据处理的效率和准确性。

在数据处理和分析方面,智能化评估技术发挥着关键作用。

通过运用大数据分析、机器学习、人工智能等技术手段,可以对海量的监测数据进行深入挖掘和分析,提取出有价值的信息。

例如,利用聚类分析方法可以将相似的运行数据归为一类,从而发现系统的运行规律和潜在的异常模式。

轨道交通系统智能监测与故障诊断技术研究

轨道交通系统智能监测与故障诊断技术研究

轨道交通系统智能监测与故障诊断技术研究轨道交通系统作为现代化城市交通的重要组成部分,承担着大量的人员运输任务和社会关注。

由于轨道交通运营的复杂性和高负荷工作,系统的可靠性和安全性显得尤为重要。

为了实现对轨道交通系统的智能监测和故障诊断,以提高运行效率和保障乘客安全,学术界和工程领域加大了对相关技术的研究和探索。

轨道交通系统智能监测技术的研究是提高系统运行效率、保障乘客安全和减少故障停顿时间的重要手段。

智能监测技术利用传感器和数据采集系统对轨道交通系统运行过程中的各种参数进行实时监测,从而能够及时发现潜在问题并做出相应的调整。

例如,通过安装振动传感器、位移传感器和温度传感器等设备,可以监测轨道、车辆和设备的运行状态,以及线路的磨损和变形情况。

同时,通过集成多种传感器数据,可以对车辆的能量消耗、零部件状态、乘客流量、车票销售情况等进行综合分析,进而优化轨道交通系统的运行计划和资源配置。

为了更加准确地进行故障诊断,研究者们还在智能监测技术的基础上,开展了轨道交通系统故障诊断技术的研究。

故障诊断技术通过收集和分析系统运行数据,识别出潜在的故障源,并对其进行定位和诊断。

一方面,故障诊断技术可以通过人工智能算法和数据挖掘技术,对轨道交通系统的庞大数据进行处理和分析,从而找出故障源的隐藏规律。

另一方面,故障诊断技术还可以利用专家系统和模型预测等方法,将过往的故障数据和经验知识转化为可操作的诊断规则,提高故障诊断的准确性和效率。

在轨道交通系统智能监测与故障诊断技术研究过程中,仍存在一些挑战。

首先,由于轨道交通系统的复杂性和多样性,传感器的选择和布置是一个具有挑战性的任务。

传感器应该具备高精度和高可靠性,并能适应不同工况和环境条件。

其次,轨道交通系统的大数据处理和分析需要更加高效的算法和计算平台,以应对数据量的增长和复杂性的提升。

同时,故障诊断技术还需要充分依赖于专业知识和经验,对系统运行进行全面的考量。

最后,为了更好地将智能监测和故障诊断技术应用到实际工程中,还需要解决安全性、隐私性和数据安全等问题,并建立标准和规范,确保技术的可靠性和一致性。

轨道交通车辆运行安全监测系统研究

轨道交通车辆运行安全监测系统研究

轨道交通车辆运行安全监测系统研究近年来,随着城市发展和人口增加,轨道交通系统在许多大城市中成为主要的公共交通方式。

然而,随着轨道交通系统规模的不断扩大,对于车辆运行安全的监测和管理变得尤为重要。

为了确保乘客和运营人员的安全,轨道交通车辆运行安全监测系统的研究变得至关重要。

轨道交通车辆运行安全监测系统是一种集成了传感器、数据采集和监测技术的系统。

它可以监测车辆的运行状态,包括速度、加速度、振动、温度等参数,并实时采集和分析车辆运行的数据。

准确的监测和分析能够帮助运营人员及时发现问题,并采取相应的措施,以确保车辆的安全运行。

轨道交通车辆运行安全监测系统的研究主要包括以下几个方面:1. 传感器技术的研究:传感器是系统中关键的组成部分,它们能够实时地采集车辆运行的数据。

研究人员需要探索和开发适用于轨道交通车辆的高精度和稳定性的传感器。

这些传感器需要能够准确地测量车辆的各项参数,并能在恶劣的环境条件下正常工作。

2. 数据采集和存储技术的研究:车辆运行产生的数据量巨大,因此设计高效的数据采集和存储技术至关重要。

研究人员需要研发高速数据采集系统和大容量数据存储设备,并探索数据压缩和处理的方法,以提高数据的利用效率。

3. 数据分析和故障诊断技术的研究:对于轨道交通车辆运行安全来说,及时准确地分析和判断车辆运行过程中出现的问题是至关重要的。

研究人员需要开发智能故障诊断系统,并结合机器学习和数据挖掘等技术,实现对车辆运行故障的自动检测和识别。

4. 运营管理系统的研究:轨道交通系统通常由多个车辆组成,且每个车辆都需要进行定期的维护和检修。

研究人员需要设计运营管理系统,以协调车辆的调度、维护和检修工作。

该系统可以根据车辆运行和故障诊断的结果,智能地安排车辆的维护计划,提高运营效率和安全性。

轨道交通车辆运行安全监测系统的研究对于提高轨道交通系统的安全性和运行效率具有重要意义。

通过准确监测和分析车辆运行过程中的数据,可以帮助运营人员及时发现问题并采取措施,确保乘客的安全。

苏州轨道交通蓄电池在线监测系统分析与探讨

苏州轨道交通蓄电池在线监测系统分析与探讨
分布在各机房的在线监测设备,可通过有线或者无线 的网络传输方式上传数据。有线传输方式使用以太网接口或 RS485 接口并借助传输通道统一上传至中心服务器,系统组 成图如图 2 所示。
鉴于各车站的通信、信号、BAS、屏蔽门、低压等专业 的电源机房的位置不同,基本可以分为两类,站厅同一侧(含 不同楼层)的将数据汇聚到交换机,站厅不同侧的通过光纤 传输,最终将数据汇聚到通信专业设备机房的交换机,使用 原有传输通道统一上传至中心服务器。无线传输方式在每个 机房配置一台无线传输模块,模块使用电信或者移动窄带物 联网卡,通过 NB-IoT 无线传输方式上传至中心服务器,系 统示意图如图 3 所示。
程度进行排序。 报警显示:系统通过列表的方式显示报警内容,同时也
可以根据设备网络图或者逻辑图上设备的位置查看报警的设 备。根据设备的报警等级不同,可以对报警设置不同的颜色。 同时也可以通过声音或者其他的方式来显示报警。在系统网 络图中,当设备发生故障或者运行参数超过设定的阈值时, 设备将会显示报警。
报警等级:系统根据故障的类别设置报警等级,当设备 发生报警时,系统可以根据报警内容的不同来分配不同的报 警等级,不同报警等级的事件排序、显示颜色、闪烁频次、 声音类型可根据重要程度来进行调整。一般情况下设备报警 等级分为以下三种:
严重报警:已经或即将危及设备及系统通信安全,必须 立即处理的报警。
主要报警:可能影响设备及系统通信安全,需要安排时 间处理的报警。
XIE Tao (Operation Branch of Suzhou Rail Transit Group Co.,Ltd.,Suzhou 215101,China)
Abstract:In view of the large number and wide distribution of various professional batteries in rail transit,and the phenomena of sulfuric acid of negative plate,corrosion of positive plate and heat out of control after long-term floating charging operation of the battery,the online monitoring system of battery is set to monitor the operation status of battery pack pressure, single voltage,internal resistance,temperature,SOC,SOH,etc. The system sets up a center to communicate with the scattered station level online monitoring system,receives the running status of each station’s batteries,and displays the collected status information and alarm information through a special interface,hoping to provide reference for the centralized management of battery in the industry.

蓄电池安全健康预警管理系统分析和在地铁车站的应用

蓄电池安全健康预警管理系统分析和在地铁车站的应用

235电力电子Power Electronic电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering随着国内城市轨道交通的迅速发展和地铁建设步伐加快,作为地铁特别重要负荷的第三路后备电源—电源装置应用得越来越多,而电源装置是否正常、安全运行的核心部件---蓄电池组的状态显得尤为重要。

现有检测技术中,蓄电池管理系统在测试电池参数上显得单一,简单的通过监测池电压和环境温度来判断电池状态;而大量实践证明电池电压并不能有效的反映电池的健康状况,环境温度也不能代表电池内部体温,无法第一时间发现蓄电池的运行、故障状态,不能探测到电池内部安全风险,更无法得出趋势预警。

因此,对蓄电池的安全健康状态智慧化运营维护非常有必要。

1 蓄电池安全健康预警管理系统简介现在多数对蓄电池进行监测的系统设备仅可监测蓄电池的电压,无法对蓄电池的内阻进行监测,且为了解蓄电池的电压、温度,蓄电池需要定期人工巡检。

由于人工巡检有一定的间隔时间,在间隔期内当电池出现故障时,不能有效地提醒、传递给运维人员,会造成故障不能及时发现和排除,成为一种隐患。

蓄电池安全健康预警管理系统通过直接安装在蓄电池壳体并从电池电极取电的监测模块,监测蓄电池的电压、极柱温度、内阻、电流,预测蓄电池性能是否满足运营条件,且电池可实现在线均衡调节,防止电池过充、欠充,让每节蓄电池的电压、内阻都处于标准值内,并对电池进行补充电、激活,很大程度延长了蓄电池的使用寿命,减少了运营成本。

2 蓄电池安全健康预警管理系统架构体系蓄电池安全健康预警管理系统架构体系采用三级监测体系,由数据采集层、监测层和中心管理层组成。

2.1 数据采集层数据采集层的运行实体是安装于蓄电池附近的信号采集单元,即终端模块,它具有多路输入通道,可将蓄电池上采集模块单元的信号进行集中采集并转换为数字化数据,并进行传输。

信号采集单元的功能由设备状态采集分析器及网络连接转换器实现,它们负责原始信号的预处理、系统监测点信息的收集。

城轨车辆蓄电池供电及常见故障分析

城轨车辆蓄电池供电及常见故障分析

城轨车辆蓄电池供电及常见故障分析随着城市轨道交通的发展,城轨车辆作为重要的交通工具,其蓄电池供电系统也显得尤为重要。

蓄电池作为城轨车辆的主要供电来源,对车辆的正常运行起着至关重要的作用。

本文将从城轨车辆蓄电池供电系统的工作原理、常见故障及故障分析等方面进行介绍和分析。

一、城轨车辆蓄电池供电系统的工作原理城轨车辆的蓄电池供电系统通常采用直流24V电源供电,主要用于车辆的起动、照明、通信设备、安全系统和制动系统等。

在正常情况下,蓄电池通过充电机进行充电,并在车辆行驶过程中为上述设备提供电力。

当外部供电中断或故障时,蓄电池将作为备用电源继续为车辆提供电力,以保证车辆的正常运行和乘客的安全。

蓄电池供电系统的工作原理主要包括蓄电池组、充电机、电源开关、控制器和配电盒等组成,其中蓄电池组负责存储电能,充电机负责将外部交流电转换为直流电充电至蓄电池组,电源开关用于切换外部供电和蓄电池供电,控制器用于监控蓄电池组的电量和充电状态,配电盒用于将蓄电池和充电机的电力分配至车辆上的各种设备。

二、常见的蓄电池供电系统故障及分析1. 蓄电池电量不足故障蓄电池的电量不足会导致车辆的起动困难、照明昏暗、通信设备不稳定等问题。

造成蓄电池电量不足的原因主要有:充电机故障、蓄电池老化、蓄电池接线接触不良等。

解决方法是检查充电机的工作状态,对蓄电池进行充电测试或更换新的蓄电池,检查蓄电池的接线是否松动。

2. 充电机故障由于充电机长时间工作或环境恶劣等原因,充电机可能会出现故障,例如输出电压不稳定、充电电流异常等。

这将导致蓄电池无法正常充电,影响车辆的正常运行。

解决方法是及时对充电机进行维护保养,检查其工作状态,必要时更换充电机。

3. 控制器故障控制器作为蓄电池供电系统的重要部分,一旦出现故障,将导致蓄电池的充电状态无法监控或外部供电和蓄电池供电切换失效。

解决方法是对控制器进行检查和维修,必要时更换控制器。

4. 电源开关故障蓄电池组作为蓄电池供电系统的核心部分,一旦发生故障将影响车辆的正常运行。

试论地铁车辆蓄电池监控系统的应用

试论地铁车辆蓄电池监控系统的应用

试论地铁车辆蓄电池监控系统的应用摘要:具有较强可靠性的应急直流供电是轨道交通车辆安全运作的重要前提,而蓄电池作为车辆应急供电保障,其自身状态对于车辆运作安全性而言有着最为直接的影响,基于此,本文将主要针对如何在地铁车辆当中对蓄电池监控系统加以有效应用展开探讨。

关键词:地铁;蓄电池;监控系统前言:近些年来,伴随我国社会经济与科学技术不断发展,蓄电池成为常用备用电源之一,其在工业与民用领域皆有着极为广泛的应用范围,并且,地铁蓄电池监控系统也有着极为客观的应用效果,站在现阶段地铁蓄电池监控系统角度上来看,不论是车载系统亦或维修车间,皆在单体蓄电池运作状态监控方面存有一定欠缺。

1.地铁车辆蓄电池监控系统的应用意义从目前地铁车辆电池监控系统的使用现状来看,大多数地铁车辆必须安装容量足够的电池组作为DC110V辅助开关电源,以便在升级时通电或在故障时得到保护。

在正常情况下。

地铁车辆在紧急情况下,紧急自然通风要求至少为90分钟,其余部分用电量也必须维持在2小时。

这种电力消耗至关重要,例如应急照明用电、应急指示用电、应急卸料口用电、维修用电、通讯插件用电和操作用电。

地铁车辆蓄电池监控系统的关键应用价值体现在以下几个方面:一是由于地铁车辆的运营里程比较长,且地铁车辆的运营速度大多较快,立即引起了安装车辆底部的电池组本身的性能显然更高,但是,地铁车辆的环境和温度基本上是非常极端的,这种情况会进一步加剧电池性能的恶化速度,更严重的时候,甚至会导致地铁车辆电池失效,也会造成了燃烧等安全隐患。

为更好地提高地铁车辆运行的安全性和可靠性,地铁车辆蓄电池监控系统的设计和应用需要完成对电池组的监控和对电池性能、主要参数、使用寿命等的监控。

其次,为了更好地利用当今地铁电池在重量轻、零污染、寿命长等各个领域的优势,蓄电池的出现和使用也慢慢引起了人们的关注。

从目前蓄电池的使用情况来看,地铁车辆电池组下蓄电池的装载和应用评价必须考虑地铁车辆本身的运行安全系数。

电动列车车载蓄电池组实时检测系统-科研项目小结

电动列车车载蓄电池组实时检测系统-科研项目小结

电动列车车载蓄电池组实时检测系统主要完成单位:上海轨道交通维护保障中心上海安途地铁设备科技有限公司主要完成人员:金浩、沈涛、毛志戎、平建祥、周波、冯佳继一、项目背景1、研究背景列车运营中,当辅助逆变系统发生故障无法供110V电源时,蓄电池系统将为地铁列车提供可靠的后备电源以支持紧急照明,空调应急通风,列车控制和通讯系统工作,因此蓄电池的可靠工作已成为车辆安全运营的基本保障。

故我司对蓄电池的性能检测和有效维护提出了更高的要求,为此蓄电池组实时检测成为了我们现阶段的研究课题。

2、立项依据城市轨道交通车辆主蓄电池的可靠工作是地铁列车正常运营的基本保障,而蓄电池的容量是衡量蓄电池性能优良的主要标准。

目前,核对放电法即100%C 的深度放电,是检测蓄电池性能,即蓄电池容量的最可靠方法,同时也是蓄电池日常维护保养普遍采用的方法。

根据国家关于镍镉蓄电池维护保养的技术规范:镍镉蓄电池组在长期浮充电运行中,每二年必须进行一次全核对性的容量试验;通过反复深度充放电来恢复蓄电池的额定容量,若充放三次均达不到蓄电池额定容量的80%以上,可认为此组蓄电池使用年限已到,并安排更换。

现上海城市轨道交通地铁车辆的主蓄电池性检测能是根据产品技术要求,每年进行一次全核对性放电维护和容量测试,对测试不合格的蓄电池进行更换。

目前,在核对放电时,上海地铁普遍采用万用表定时测量充放电过程中电池电压、通过点温枪测量电池温度,并根据测量蓄电池电压高低来简单判断电池性能的好坏。

由于蓄电池的容量体现在蓄电池充放电电流和时间两个要素上,恒流直流充放电时,到达截止电压的时间越长,性能越好。

而简单的手工测量无法准确的计算电池容量,判断其性能。

另外,蓄电池的日常维护耗时较长,实际工作中经常遇到以下几种情况:1、当蓄电池存在过充过放电时,很难即时发现,降低了蓄电池组的使用寿命。

2、工人长时间使用电压表测量蓄电池电压易造成操作误差、视觉误差、疲劳误差。

3、充电过程的电解作用造成电解液沸腾,产生的气体使部分液体通过排气口挥发,易对人体造成伤害。

城市轨道交通供电系统智能化探索与应用

城市轨道交通供电系统智能化探索与应用

城市轨道交通供电系统智能化探索与应用随着城市轨道交通的快速发展,其供电系统也面临着新的挑战和机遇。

为了满足城市轨道交通系统对电能的需求,提高运行效率和安全性,智能化技术的应用成为了迫切需要解决的问题。

本文将探讨城市轨道交通供电系统智能化的现状和未来发展方向。

1. 智能监测系统传统的城市轨道交通供电系统监测方式主要依靠人工巡检和手动记录。

由于人工巡检效率低、容易出错以及无法实时监测设备运行状态等问题,因此智能化监测系统应运而生。

智能监测系统通过传感器和数据采集设备实时监测供电系统的运行状态,可以及时发现故障并进行预警,大大提高了供电系统的可靠性和安全性。

2. 智能诊断与维护随着城市轨道交通线路的不断延长和列车运行密度的增加,供电系统的故障处理和维护成本也相应增加。

智能诊断系统能够对供电系统的运行数据进行实时分析,提前预测设备的故障并给出维护建议,降低了维护成本和停运时间,提高了供电系统的可靠性和稳定性。

3. 智能能效管理城市轨道交通供电系统所消耗的电能庞大,如何合理利用能源、降低能耗、提高能效成为当前的热点问题。

智能能效管理系统通过数据分析和优化算法,可以实时监测和调整供电系统的运行参数,提高能源利用效率,降低运行成本。

二、智能化技术带来的优势和挑战1. 优势(1) 提高供电系统的可靠性和安全性,减少故障和事故发生的概率;(2) 降低供电系统的维护成本,延长设备的使用寿命;(3) 提高能源利用效率,降低运行成本;(4) 优化供电系统的运行参数,提高运行效率。

2. 挑战(1) 技术标准和规范方面的整合问题;(2) 数据安全和隐私保护问题;(3) 传感器和数据采集设备的可靠性和稳定性问题;(4) 供电系统智能化与人工智能技术的融合应用。

三、未来发展方向及展望1. 智能化技术与人工智能技术的融合应用随着人工智能技术的不断发展和成熟,智能化技术与人工智能技术的融合应用将成为未来的发展趋势。

智能化技术通过传感器和数据采集设备收集供电系统的运行数据,而人工智能技术则通过数据分析和机器学习算法进行故障诊断、维护建议和运行优化,从而实现供电系统的自动化运行和管理。

地铁车辆蓄电池监控系统的应用

地铁车辆蓄电池监控系统的应用

地铁车辆蓄电池监控系统的应用蓄电池是当前地铁车辆中直流电源的一种,是组成地铁车辆电源系统的重要部分,蓄电池本身的性能好坏会对地铁车辆的运行稳定性与安全性造成影响。

本文对蓄电池的性能参数与使用寿命等性能进行监控、为锂电池后续装车的优化和可靠性提供数据支撑两个方面着手,对地铁车辆蓄电池监控系统的应用价值展开分析,并在此基础上对地铁车辆蓄电池监控系统的应用途径展开深入研究。

标签:地铁车辆;蓄电池;监控系统0 前言近年来,随着社会经济的不断发展和科学技术水平的不断提高,蓄电池作为备用电源之一,在工业领域与民用领域均有着广泛的应用,地铁车辆蓄电池监控系统的应用也取得了非常不错的成效。

从当前地铁车辆蓄电池监控系统应用的实际情况来看,不论是车载系统还是维修车间在对单体蓄电池运行状态监控方面还较为欠缺,而地铁车辆蓄电池监控系统的灵活应用,可以为车辆的稳定运行提供保障。

1 地铁车辆蓄电池监控系统的应用价值从地铁车辆蓄电池监控系统的应用现状来看,地铁车辆中大多需要安装容量足够的蓄电池组,将其作为DC110V辅助电源,这样可以在升弓受电或者在应急情况下保障车辆的正常运行。

一般情况下,地铁车辆处于紧急情况下时,应急通风的要求至少需要保证在90分钟以上[1],而其他部分的用电要求也需要保持在2小时以上,这些用电主要涉及到应急照明用电、应急显示用电、应急开关门用电、维修用电、通讯通电以及控制用电等等。

地铁车辆蓄电池监控系统的应用价值主要体现在以下几个方面:第一,由于地铁车辆运行里程相对较长,加上地铁车辆的运行速度大多较快,所以直接导致了安装在车辆底部的蓄电池组自身性能被提出更高的要求。

而地铁车辆的运行环境以及温度等基本工况较为恶劣,这种情况会进一步加剧蓄电池性能劣化的速度,严重时甚至会造成地铁车辆蓄电池整组电池发生失效,极端情况甚至会引发燃烧等运行安全问题。

为了提高地铁车辆运行的安全性与稳定性,地铁车辆蓄电池监控系统的设计与应用,在实现对蓄电池组的监控以及对蓄电池性能参数、使用寿命等性能的监控方面具有重要意义。

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城市轨道交通车辆蓄电池智能监测系统研究摘要随着轨道交通行业的快速发展传统的蓄电池采用温度传感器等部件弊端日益明显,使用蓄电池智能监测进行替代势在必行,但由于二者存在的诸多差异与技术现状的限制,需要针对蓄电池系统进行分析,本文便主要针对二者差异进行分析,进而概括得到替换原则。

关键词蓄电池智能监测系统城市轨道交通电池寿命预计引言随着轨道交通行业的快速发展,蓄电池在轨道交通车辆中应用越来越普遍;在车辆运行中,蓄电池的健康状况是司机关心的重要指标,但大部分地铁车辆依然采用传统的蓄电池温度传感器。

由于温度传感器只能测量蓄电池箱内环境温度和蓄电池之间的连接片温度。

同时,在使用过程中温度传感器容易出现检测点选取不好,导致环境温度测量不准确等情况。

故温度传感器故障率较高,检修维护工作量大,无法满足运营提出的智能维护需求。

近些年来随着电子行业技术发展,为加强对蓄电池健康状况的监测,保障车辆的安全运行,通过蓄电池智能监测替代传统温度传感器应用于地铁车辆中逐渐成为行业内研究的热点,并已经在不少项目上得到了验证性使用。

本文便主要针对二者差异进行分析,进而概括得到替换原则。

1传统蓄电池温度传感器1.1 现状传统的蓄电池监测系统采用的是牵引供应商或蓄电池供应商提供的温度传感器,蓄电池充电机根据温度传感器测量的温度反馈调整充电机的充电状态,并通过每天的回库检修进行设备检修。

1.2 存在问题1.2.1 运行过程司机只能通过查看充电机或辅助逆变器状况来推断蓄电池状况,更无法直接获取蓄电池组电压、充放电流、单体电压、剩余容量等信息。

不能提前发现故障信息,故障处理效率低。

1.2.2 回库检测需要人工在夜间进行大量外观及状态定性检测。

尤其是测量充放电电流,还需使用电流钳、示波器等设备。

同时无法直接获取蓄电池组剩余容量,需要根据电流、电压进行分析计算获得。

1.2.3 计划管路依据固定的检修要求,编制每个车型的检修计划及检修工艺文件,修程的调整依据人工的技术评估和分析。

无法通过大量数据分析灵活调整某线路的车辆的检修计划,也无法通过对某列车运行状况分析及故障预测调整某列车的检修作业项。

2蓄电池智能监测装置车辆用蓄电池智能监测装置能实时监测蓄电池健康状况,提供预警信息,方便及时排除故障、降低风险,同时建立精准的蓄电池失效模型。

该设备采用独立设计,不影响其他设备,具有时间记忆功能。

该设备集检测、数字信号处理、计算机控制、通讯技术于一体,替代人工检测,提升测量精度;实时自动监测、可逐日直接提取数据,快速生成监测报告;方便及时排除故障,避免蓄电池事故发生。

该设备可根据用户定义的时间间隔实时监测单体电池的电压、温度、内阻和蓄电池组总电压、充放电电流;可根据设定的告警值提示报警并记录数据;监测数据可以长期储存,通过通讯接口导出、读取监测数据;报告输出以表格或趋势图(曲线)表达。

该设备可查询数据,如指定电池号,时间、温度、电流、单节电压和总电压等,方便维护人员掌握蓄电池的充电、放电等情况,及时采取有效的措施,保证蓄电池处于健康状态,发挥最佳性能。

该设备可与车辆监控系统(TCMS)通信、实时报警。

该产品可选配无线网卡,通过4G或者WIFI将数据传输至云端,可在手机端、大屏端实时显示数据信息和告警信息。

2.1 方案介绍蓄电池智能监测装置包括:主控器、采样盒、电流传感器和线缆等组成。

在列车正常工作时,由主控器发送测量启动指令启动采样盒对单体蓄电池电压、蓄电池组的电压、充放电电流和温度进行测量,同时估算蓄电池的剩余容量,主控器存储各项数据并对电池组健康状态进行告警及预判提示。

用户可通过PC端软件对数据进行下载与分析,生成相应的数据曲线和监测报告。

在蓄电池处于离线状态时,可通过PC端提供电源进行开路电压的检测与记录。

2.2 蓄电池组电压采集每节蓄电池单独配备一个采样盒,安装在蓄电池盖面上。

每个采样盒均可进行地址设置,同时每节蓄电池也进行编号,采样盒地址与蓄电池编号一一对应,便于快速查找故障单体蓄电池。

每个采样盒4根采样线,为2 根电压采样和2根内阻采样,分别接到电池正、负极柱上。

采样盒通过单线级联方式连接,最后通过串行通讯总线将信号上传到主控器。

采样盒只在接收到主控器的测试指令后才激活工作,其余时间处于休眠状态。

2.3 蓄电池组温度采集每节电池的采样盒带有一个温度传感器,能采集到每节电池的运行温度。

蓄电池箱体内的温度取最低电池温度值。

2.4 蓄电池组内阻采集内阻测试原理:原理基本如下图:图中蓝色的bat线用于放电,橙色的sense线用于测量放电过程的电压变化,利用变化过程中产生的电压差V除以放电电流I,得出内阻值。

计算公式为:R(内阻)= V(差)/I。

2.5 蓄电池组电流采集每个蓄电池组使用一个电流霍尔传感器,电流传感器可以保证准确测量电池组的充放电电流,其工作电源从主控器取,霍尔电流传感器与主控器相连,主控器存储记录的数据。

2.6 主控器功能主控器是整个蓄电池智能监测装置的核心组件。

主要进行蓄电池实时数据的收集和分析、告警判断、处理上传等工作。

用户可通过主控器在本地或云端下载电池的详细数据和告警数据。

2.7 数据及报警主控器检测及智能计算的参数有:单体电池电压、单体电池温度、单体电池内阻、充放电电流、电池组电压、电池组剩余容量计算(SOC)等。

主控器检测主要的报警类型有:单体电压上限、单体电压下限、单体温度上限、单体内阻上限、组电压上限、组电压下限、环境温度上限、充电电流上限、放电电流下限,电池组剩余容量计算等。

具有多种报警的人机交互方式,MVB报警或手机APP报警、云平台PC端报警。

2.8 蓄电池组容量计算通常称之为SOC,即荷电量,也叫剩余电量,电池当前实际可以放出的电量,单位是容量的百分比。

代表的是电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值,常用百分数表示。

剩余电量为0%~100%,当SOC=0%时表示电池完全放电,当SOC=100%时表示电池完全充满。

SOC与蓄电池电压、电流、温度及蓄电池类型等参数都有很大关系,因此我们设备采集各项参数对SOC的计算进行修正。

我司目前采用深度优化的安时积分法对SOC进行计算。

安时积分法计算基本原理:是将电池在不同电流下的放电电量累计起来作为电池的放电量。

计算公式:SOC=SOC-o为SOC初值;CN为电池额定容量;K为拟合温度、电流、老化程度其中SOCo等的校正参数;η为充放电效率;I为电流值。

监测装置正常上电后,通过检测电池单体电压值,充放电电流,温度,老化,通过电池程度,并将这些参数导入到主控器所搭载的电池模型,获取初值SOC模型计算SOC初值校正安时积分法以及在库负载放电所产生的误差,提高SOC估算准确度。

根据电池组充放电情况,以对电流做积分运算为基础,拟合电池温度、放电电流、老化程度等因素获取K值,并且通过建立的电池模型校正SOC值。

电压、电流、容量三维拟合曲线电流与容量拟合曲线温度补偿曲线电池容量的精准计算是一个涉及多项化学反应的复杂技术,还有很长的路要走。

目前设备精度可达到5%,目前主机厂联合蓄电池智能监测供应商在这方面继续进行研发投入,争取拿出更精准、更高效、更安全的电池SOC测量技术。

3通讯协议3.1 MVB通讯协议MVB总线采用双网双线冗余结构,采用单路单线缆单连接器形式。

MVB 总线冗余的A、B 两路通道分别通过两个总线连接器(一公一母)连接到各子系统的两个DB-9 MVB 连接器插座上,该连接器可以实现线路A 和线路B 各在不同的线缆和不同的连接器中,通信线路在MVB 连接器内构成回路,供设备内的收发器对通信线路进行采集和使用(接收数据和发送数据),如下图所示。

MVB通讯协议根据项目具体要求确定。

3.2 以太网通讯协议设备可接入车辆维护以太网,实现远程维护,程序下载,离线历史记录下载及PTU软件的使用功能等。

以太网卡集成于主控器内部,支持双路强制100M 全双工以太网接口,采用“ D”型编码的M12 连接器,以太网工作方式可选择为TCP Server、TCP Client、UDP 和UDP 组播,工作端口、目标IP 和端口均可设定,以太网工作方式可选择为TCP Server、TCP Client、UDP 和UDP 组播,工作端口、目标IP 和端口均可设定,支持静态或动态IP 获取, MAC 地址全球唯一(也可由客户配置),支持TCN-DNS 与TTDB。

接口定义如下图所示。

蓄电池监测系统维护以太网数据(历史数据)通过以太网传输给车辆,经由车辆4G网络统一落地后,自动传输至地面服务器,不需人工拷贝,具体数据落地方式及以太网协议根据项目具体要求确定。

4总结蓄电池智能监测替代传统温度传感器完成蓄电池组智能监测功能已经成为目前行业内的趋势,但由于技术限制,智能监测替代传统温度传感器仍然存在诸多问题,整体替换率上智能运维地铁车辆相比略高,伴随着技术的发展与成熟智能监测的替换率必定会逐步增加,但由于业主对蓄电池系统的要求不同,很难做到完全替代,因此温度传感器与智能监测并存的情况在地铁车辆上将长期存在。

参考文献[1] 侯大志.蓄电池智能监测系统在轨道交通行业的应用研究[J].交通世界,2019,(33):150-153.[2] 程世军.机车蓄电池故障分析及在线智能监测系统研究[J].山东工业技术,2018(22):160.4。

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