Page 176 - 捷運技術 第50期

172 林文進、彭柏志 臺北捷運板南線機電系統節能儲能方案之研究

(一) 再生煞車能量計算

目前捷運列車煞車主要採用再生煞車和摩擦煞車，必要時使用電阻煞車，現在對再生煞
車能量進行計算和分析[26]。
假設列車運行在最高速度80 km/h (22.2 m/s)，惰性運行一段時間後，開始煞車，速度降

到5 km/h (1.389 m/s)以下時開始採用摩擦煞車，當再生煞車失效時再輔以電阻煞車。在不考
慮節能坡的情況下，列車煞車時動能將轉換為再生煞車電能和熱能。其公式如(4-1)[15]：

上式中：
M：列車總重量，單位為 kg
V 0：列車再生煞車時的初速度，單位為 m/s
V t：列車再生煞車時的末速度，單位為 m/s
S：煞車的距離，單位為 m
2
F w = ( a+bV+cV )‧M‧g，列車運行阻力，單位為 N。其中 a、b、c 為阻力參數，與列車類型
有關的經驗常數；g 為重力加速度=9.8 N/kg。

為了簡化繁雜的計算過程，假設從最高速度80 km/h (22.2 m/s)開始煞車到速度為0 km/h
全程皆採用再生煞車，忽略列車運行阻力及不使用電阻煞車，可以將(4-1)式簡化得到如(4-2)
的經驗公式[15]：

經過簡單的將數值代入(4-1)式與(4-2)式運算，兩式所得到的結果非常接近，誤差很小，
故經驗公式(4-2)式是可以被使用的，也可以由比較(4-1)式與(4-2)式的結果得知(4-2)式中的
0.85是有考慮摩擦煞車的情況下所得到的係數。

分析台北捷運板南線及文湖線的營運狀況，每天運行約18小時，其中4.5小時在尖峰時
段；13.5小時在離峰時段，假設列車尖峰時平均每1分鐘煞車一次，離峰時平均每2分鐘煞車
一次，則一部列車每天煞車共675次，全年運行365天，則全年總煞車246375次，並考量板南
線與文湖線在尖峰時段和離峰時段的車重，離峰時段為列車每節車廂的座位坐滿(每節車廂有

60個座位)，乘客重量以60 kg計算，所得結果如表2.1所示[27][28]。

表 2.1 尖峰與離峰時的車重表

空車車重 尖峰時段 離峰時段
板南線
226 ton 341 ton 247.6 ton
空車車重 尖峰時段 離峰時段
文湖線
78.2 ton 112.28 ton 83.96 ton