随着近年来城市轨道交通行业的大力发展,对地铁车辆的数量需求更多、质量要求更高。现有城铁车辆的电气控制系统使用以继电器为代表的有触点方案进行控制,实现司机室激活、牵引施加、制动控制等功能,每列地铁车辆有几百个继电器。该方案存在成本高、故障率高、逻辑级联无冗余、电路及布线复杂灵活性差、整体方案可靠性低等诸多缺点,近年来因继电器故障引发的清客、晚点事故也越来越多,严重地影响了城铁的运行效率和市民满意度。随着电力电子技术的高速发展,微处理器、开关元件愈发成熟。以LCU逻辑控制单元为代表的无触点的电子控制回路具有成本低、故障率低、能直接驱动负载、冗余性及自诊断能力强、柔性控制易于维护、可靠性高等诸多优点,且LCU在机车领域已有一定程度的应用,虽然目前在城铁领域应用较少,但使用LCU来取代传统的以继电器为核心的有触点控制回路成为了下一代城铁车辆控制领域的发展趋势。本文针对广州13号线地铁车辆(由中车大连机车车辆有限公司为广州地铁集团提供),着重研究LCU逻辑控制单元改造替换其前期采用的继电器控制方案。首先对广州13号线地铁车辆原有继电器控制电路进行分析,包含蓄电池供电、司机室激活等方面的电路;然后经对各类控制电路的分析,确定了继电器取代的范围。结合广州地铁13号线车辆的实际情况,进一步设计LCU改造的整体方案,确定工作条件、技术参数、电气原理图设计、冗余设计。以此为基础,进行LCU改造硬件的组成与选型,包括对电源板、主控板、DI/O板、通信板的选型等。然后,进一步对LCU改造的软件进行设计。最终,对样机进行实测与验证,并通过样机装车、整车跑合的实际运用考核,对比LCU改造方案与继电器方案的可靠性预测及全寿命成本预测,证明LCU改造满足要求,并具备技术、经济等诸多优势,未来具有加大推广运用的价值。