基于锂离子电池的双动力动车组电池系统设计

针对锂离子电池在动车组上的应用特点,结合双动力动车组的牵引制动特性,对双动力动车组牵引动力电池系统进行需求分析.通过仿真计算,确定在电池系统供电运行下动车组对牵引动力电池系统的能量和功率需求.在充分考虑动车组功率和能量需求、轴重限制和安装尺寸限制等条件后,选取磷酸铁锂电池确定电池系统配置.最后对双动力动车组牵引动力电池系统构成和工作模式进行阐述.     

双动力城轨地铁 锂离子电池系统设计

结合锂离子电池在城市轨道交通领域的应用 特点,基于城轨地铁的牵引制动特性,对双动力城轨地 铁牵引动力电池系统进行需求分析。针对具体的北京 西郊线路工况,通过仿真计算,确定在电池系统供电运 行下城轨地铁对牵引动力电池系统的能量和功率需 求。在充分考虑城轨地铁功率和能量需求、轴重限制 和安装尺寸等条件后,选取钛酸锂电池而确定电池系 统配置,并通过计算来验证电池选型和配置的可行性。     

钛酸锂电池在动车组上的应用研究

在对动车组辅助电池系统轻量化设计需求分析的基础上,对现有蓄电池基本性能进行比较,通过对钛酸锂电池的充放电倍率、高低温性能及循环寿命进行测试,分析了钛酸锂电池在动车组轻量化设计上的可行性,提出了电池组应用的解决方案.     

高功率密度混合动力动车组牵引变流器研究

为提升混合动力动车组牵引变流器的功率密度,提出分时复用Buck型双向DC/DC变流器,在实现为动力电池充放电的同时,还能取代无源LC谐振滤波器实现有源功率解耦.分析有源功率解耦原理并提出基于检测直流母线电压实现功率解耦的控制策略,进行解耦电路参数设计和可行性分析;同时,在分析直流母线二次脉动电压和牵引网低次谐波对四象限...     

钛酸锂电池在轨道交通车辆中的应用研究

钛酸锂电池虽然能量密度较低，但在安全性、功率密度、循环寿命、环境适应性等方面具有突出优势，能够更好地满足车载储能供电的轨道交通车辆对动力电池的应用需求，因此在轨道交通车辆中得到了广泛应用。文章针对采用钛酸锂电池作为动力的某导轨式胶轮列车，给出了动力电池系统的设计流程和设计原则，确定了电池系统的成组方式和性能参数。分析结果表明，设计的动力电池系统符合电压范围、充放电电流要求等设计原则，满足列车的牵引制动性能要求。在电池的最佳荷电状态范围内，列车行驶距离约为20 km,在持续充电的情况下，补充该电量所需时间约为7 min。     

基于锂离子电池的地铁直流辅助电源系统设计

锂离子电池组作为储能和供电单元正逐步在机车辅助电源系统中得到推广.针对地铁供电系统,从直流辅助电源系统构成、容量范围、功率性能和使用寿命方面进行计算和分析,选取磷酸铁锂电池代替传统铅酸电池,设计了直流110V辅助电源系统.分别从电池选型成组配置、电池管理系统功能设计和电池系统充放电控制原理三方面阐述直流辅助电源电池系统设计方案.     

硅胶电池在东风型内燃机车上试验情况初步小结

铁道部机辆局于76年12月10～12日在加格达奇召开了硅胶电池经验交流会。本文是加格达奇内燃机务段在会上的经验介绍。他们于76年7月并始学习引入硅胶电池这项新技术后就进行装车运用考验,并对硅胶电池的生产工序进行了部分改进,并作了单节充放电试验,重点试验了硅胶电池在机车起动时,大电流放电的特性变化。本刊刊登时略有删简。     

基于摩擦功率法的列车制动盘瞬态温度场分析

针对在已有的制动盘瞬态温度场模拟中,摩擦表面摩擦生热热流密度的计算没有考虑摩擦热流在摩擦面上分布的差异,提出用摩擦功率法及摩擦副周向接触长度确定制动盘摩擦面摩擦生热热流密度的方法。根据温度场分析时的载荷和边界条件,建立制动初速200 km.h-1条件下列车紧急制动过程中制动盘瞬态温度场的有限元模型并进行数值分析,结果表明:在制动过程中,制动盘高温区域集中在制动盘摩擦半径至外径区域,温度最高可达289.9℃;摩擦热流对盘体内径附近区域的影响较小;能反映出制动盘和闸片周向接触长度径向分布对制动盘表面温度场分布产生的影响。     

改进扰动观察法的最大功率点跟踪简

针对传统的扰动观察法在光伏电池最大功率点难以兼顾响应速度和稳态性能的问题,文章提出一种改进的扰动观察法。该方法的特点是,当光伏阵列的输出电压UK与前一时刻测得的最大功率点电压Um之差的绝对值大于电压的修正值△U时,将此时的输出电压UK替换为Um值,再进入下一循环,直至符合条件,重新采用传统扰动观察法进行检测。这样能够缩短最大功率跟踪时间,并能提高系统在最大功率点附近的稳定性。在Matlab环境下,建立了光伏电池和最大功率点跟踪（MPPT）算法的仿真模型,分析了温度及光照度对光伏电池输出特性的影响;对光伏电池控制系统进行仿真,对比了传统的和改进的扰动观察法的最大功率点跟踪曲线。结果表明,采用改进的扰动观察法时,光伏电池能更快地到达最大功率点,并且获得了更好的稳定性。     

燃料电池混合动力列车建模与运行控制研究

为提高燃料电池混合动力列车的燃料经济性,实现混合动力系统功率的合理分配,对以燃料电池、超级电容和动力电池为动力源的混合动力轻轨列车进行研究。通过分析混合动力系统结构,建立各动力源模型和基于列车自动运行(ATO)模式的系统仿真模型。在保证列车动力性能和燃料电池平稳运行的前提下,以合理分配功率为目标,提出一种基于10个工作模式的能量管理策略,以供能量管理系统根据需求进行选择。仿真结果表明:燃料电池在其高效运行区域内平稳工作,建立的系统模型满足列车运行仿真的需求;相比燃料电池两档式工作策略,所提出的能量管理策略耗氢量减少约17.4%;相比动力电池优先回收制动能量策略,回收的再生制动能量增加约8%。     

基于Icepak的机车牵引变流器热设计

以某机车牵引变流器散热系统为研究对象,对其功率模块和其他热敏感度高的关键部件热损耗进行分析。针对该变流器的整体布局特征,提出各功率模块采用独立风道的方式进行冷却,并在风机的入口前设计导流装置,将各模块的冷却风量按功耗的比例进行分配,均衡冷却效果。采用Icepak软件计算变流器内部的流场分布和功率模块的温度分布,结果表明:各关键部件的散热都能满足设计要求,各功率模块的冷却效果也较为均衡。通过温升试验验证,试验结果与仿真结果基本吻合,验证了方案的可行性。     

Fluent在大功率牵引变流器冷却系统设计中的应用

研制的1600kW大功率牵引变流器中，IGBT功率模块产生大量的热量，采用适当的冷却系统将产生的热量有效地散发出去，对提高产品和系统的可靠性有重要的意义。采用Fluent仿真软件对冷却系统温度场进行了仿真分析，并在仿真结果分析的基础上，调整冷却系统的技术参数，从而改善产品的散热效果，满足系统要求，大大缩短研发周期，以及降低研发成本。     

基于双向变流装置的城市轨道牵引供电系统潮流计算

基于双向变流装置输出外特性,分析电压调整率与下垂率的关系;以电压源换流器模型为基础,建立考虑下垂输出外特性的双向变流装置计算模型;采用交直流一体迭代潮流算法,进行含双向变流装置的城市轨道牵引供电系统潮流计算。以某地铁工程为例,列车采用6B编组,最高时速为80km·h^-1,研究双向变流装置下垂率和空载电压对峰值功率、牵引网网压和钢轨电位的影响。结果表明:随着输出外特性中下垂率的增长,双向变流装置峰值功率需求降低,但牵引网网压波动加剧,钢轨电位提高;当空载电压在1 500~1 650V范围内、下垂率为0.055~0.06时,全线牵引降压混合所整流工况的峰值功率最大在7 146~7 320kW之间。在实际工程中,应选取适当的下垂率和电压调整率,允许部分功率跨区间传输,以降低双向变流装置的安装容量,同时兼顾牵引网网压和钢轨电位的控制需求。     

地铁电动工程车牵引蓄电池参数的确定

对DC750V第三轨受流地铁电动工程车牵引蓄电池的类型选择,电压、容量、放电率等参数的确定进行了分析。     

牵引变压器负序分析及补偿

分析了不同联结形式的牵引变压器在不同负荷条件下的负序电流特性;指出在同时具有牵引负荷和回馈负荷的工况下,三相电流不对称程度的严重性;介绍了采用铁路静止电能调节器（RPC）对负序、无功、谐波等电能质量问题进行综合治理的基本原理;重点讨论了利用RPC消除三相-两相牵引变压器负序电流所需的装置容量问题,为RPC的工程应用提供指导。     

市域快轨双制式供电的牵引主回路及高压设备研究

市域快轨双制式供电能有效连接城市轨道交通和干线铁路体系,充分发挥交、直流供电系统各自的优点,在市郊区域有较大的优势和发展前景。首先根据交、直流供电系统的特点,提出整合交、直流供电车载牵引系统方案;然后介绍主电路的配置、受电弓,以及高压检测、保护装置等器件本身针对双制式供电进行的适应性更改;其次,具体介绍牵引变流器中四象限整流器,中间直流环节,逆变器和滤波电抗器的优选方案,辅助逆变器的布置、变压器隔离的方案和变流器冷却方式的选择;最后,提出对牵引电机在冷却方式、功率、质量和外形尺寸方面的基本需求。     

高速铁路供变电工程投资对比分析

随着对高速铁路认识的不断加深,作为高速铁路电气化工程重要组成部分的供变电工程技术也不断完善。从高速铁路供变电工程的内容、特点入手,结合实际工作中编制高速铁路供变电工程概预算的方法,分析高速铁路在速度目标值为250 km/h与300 km/h情况下影响供变电工程投资的主要因素及投资对比情况;从投资对比分析结果可知,影响高速铁路供变电工程投资的关键因素是牵引变压器容量及牵引变电2×27.5 kV配电装置类型。     

EA4T车轴钢热处理冷却转变特性的研究

本文采用金相分析方法,系统地研究了EA4T钢在不同介质连续冷却、等温冷却下的组织转变。在860℃～920℃加热淬火时,随着加热温度降低,淬火所得的显微组织细小,这种工艺更有利于获得合格的晶粒度;该钢具有很强的贝氏体形成能力,即使空冷也能得到贝氏体组织;此钢在520℃以下等温,可抑制先共析铁素体的析出,得到粒状贝氏体组织,随着等温温度的降低,转变速度加快,在450℃下等温300s就可得到完全的贝氏体组织。     

有轨电车储能式系统配置方案及供电系统研究

超级电容能量密度低,以超级电容为储能元件的储能式有轨电车储能能量较少,有可能出现由于能量不足而故障停车。为解决该类问题,基于对有轨电车超级电容系统和供电系统的分析,提出车载储能系统配置改进方案。通过对改进方案的仿真分析及经济性分析,认为基于锂离子电池的储能系统方案在满足有轨电车原有牵引特性不变的前提下,具有更好的经济性。在有轨电车全寿命周期(30年)内,该方案供电系统的建设成本、储能系统一次性采购及更换成本,以及运营成本都大幅下降,全寿命周期成本降低了51.14%,具有良好的工程应用前景。     

轨道交通牵引用锂电池标准适应性分析

锂电池在轨道交通领域的应用越来越广,文章分析了目前轨道交通领域牵引用锂电池的功能需求,阐述了国际标准中有关锂电池电性能、寿命和安全性等方面的技术要求和检验重点,根据轨道交通牵引用锂电池的应用特性和安全性关键指标,确定了具体的试验项目和试验方法。