摘要：本文结合国内（亚洲）首条现代电车线路采用的TRANSLOHR电车，介绍了动力电池在现代电车的应用，重点分析了现代电车动力电池的特性及其独特设计。
　　关键词：动力电池；现代电车
　　1 动力电池在现代电车的应用
　　天津现代有轨电车为国内（亚洲）首条现代有轨电车线路，采用100%低地板、单轨导向胶轮走行系统的TRANSLOHR电车。其一大特色为采用镍氢动力电池为电车在正线及车辆段内的无网区行驶时提供动力电及其他辅助供电。
　　在有接触网供电的状态下，设置在牵引逆变器上的充电器为电池组充电；当现代电车行驶至无网区时，司机操作降下受电弓，电车转换为动力电池牵引模式。若接触网断电，则电车监控系统检测到无接触网供电时自动转换为动力电池牵引模式（可不必降弓）通过该区域，保障电车的正常运营。
　　2 现代电车镍氢动力电池模组的基本参数
　　动力电池一般指具有较高的容量和输出功率能力，可用作车辆驱动电源的二次电池，有大功率充放电能力、高的充放电效率、高的稳定性的特点。
　　天津现代电车采用SAFT公司的高功率镍氢电池，质量比功率高、循环次数多、无污染、耐过充过放、低记忆效应、安全可靠。20-25℃的放电参数为30S内80%DOD的标准能量（W）为4500，维持5分钟的最大放电电流为200A，30S最大放电电流为500A，10S最大放电电流为600A，2S最大放电电流为750A。
　　3 现代电车动力电池设计的独特性
　　任何电池都要在适宜的温度范围内才能良好的工作，为保证牵引电池组工作的温度条件，现代电车采用了一套独特的电池组温度管理系统（BTMS）对牵引电池的温度进行调节，该系统采用世界首创的液冷模式，效率及可控性高。
　　BTMS主要由制冷与循環两部分组成。对于循环系统（图1下部框线），在水泵的驱动下，冷却液流过电池模块，吸收电池工作时产生的热量，在热交换器中与制冷系统进行热交换，热量最终在制冷系统的冷凝器通过风扇将热量散出。制冷部分（图1上部框线）工作原理与空调类似，降低冷却液温度。当电池温度较低时，容液箱中的加热器工作，加热冷却液，冷却液在电池模块中流动，升高电池温度。BTMS通过制冷、加热、循环三个主要功能，调节电池模块的温度，从而使电池的电化学活性保持在最佳状态。
　　BTMS制冷与加热不可同时工作，且均需伴随着循环以实现电池组的降温与升温。电池组工作时产生热量，温度升高，故应长期工作在需要降温的工况下以保障现代电车可靠运营。
　　电池温度管理系统设置了温度保护功能，检测到BTMS故障导致电池包温度无法调节时，为保护电池在高温下的安全，当电池温度达到40℃时，牵引电池动力降级；当温度达到45℃时，停止对电池充电；当温度达到50℃时，禁止动力电池牵引。
　　1-电池模组 2-冷却液加注口 3-液压连轴器 4-热交换器 5-膨胀阀 6-液镜 7-干燥器 8-压力插口 9-电磁旁路阀 10-压缩机 11-高/低压开关 12-压力开关13-冷凝器 14-加热器 15-容液箱 16-液压压力开关HPO 17-流量计 18-温度调节开关THO
　　19-水泵 20-手动排液阀 21-循环止回阀
　　由上述可知，BTMS的工作原理并不复杂，但该BTMS面临的技术难题为如何用液体对电池进行温度调节，而电池的独特水槽设计很好的解决了这一难题。现代电车一块动力电池由10支单体组成，2支组成一组，每组单体内部设计有水槽，供液体在电池模块内部流动，吸收或散发热量，从而调节电池模块的温度，使其工作在最佳温度范围内。
　　4 牵引电池作为电车动力的弊端
　　动力电池无法摆脱工作时温度的困扰，必须为其配备散热装置；同时动力电池也不可能对车辆持续的进行续航。对于现代电车，由于其运行线路固定可通过接触网或地面供电系统等为电池进行充电，很好解决了充电问题，但动力电池的寿命短及充电时间长也是无法回避的缺陷，而近几年逐步兴起的超级电容则很好的弥补了这一弊端。
　　5 结束语
　　轨道交通作为未来出行的首选交通工具，作为中低运量的现代电车发展迅猛，全国各地已开通并规划了多条线路。现代电车与动力电池有机融合，可以在部分路段取消接触网，有利于城市一体化设计，提高城市整体形象。
　　参考文献：
　　[1] 陆军，袁华堂 《新能源材料》.化学工业出版社，2003
　　[2] 张 鹏，孟 进，许 英 《镍氢电池的原理及与镍镉电池的比较》.国外电子元器件，1997
　　[3] 闫康平，陶明大 《镍氢电池的现状与发展方向》.四川稀土，2003
　　[4] 任学佑 《MH-Ni电池的发展现状》.电池，2003
　　作者简介：
　　杨永晓，天津滨海快速交通发展有限公司，车辆工程师。