钛酸锂电池在城市轨道交通的适用性研究

近年来,随着对运营可靠性和节能环保要求的不断提高,以及新能源储能技术的不断提升,车载储能技术在轨道交通机车车辆的应用得到了快速发展.钛酸锂电池凭借较高的能量密度、宽温度范围、长循环寿命、高安全可靠性已经开始在城市轨道交通中推广应用.以钛酸锂电池储能技术为核心,从钛酸锂电池的发展、性能特点及应用场景几个方面分析了钛酸锂电池在轨道交通中的适用性,阐述钛酸锂电池成组过程中的技术问题,最后,面向未来大规模长时间运行的应用场景,从钛酸锂电池的寿命评估、车载储能的优化匹配及高效能量管理、基于离线/在线的全寿命周期电池数据分析3个角度,对钛酸锂应用存在的问题和研究热点进行总结和展望.     

一种有轨电车车载复合储能系统及其充放电策略

随着储能式有轨电车在越来越多城市应用,各方对车载储能的要求也越来越高,仅采用超级电容的车载储能系统难以满足发展需求.文章围绕提高车载储能系统性能问题,对基于超级电容和钛酸锂电池的车载复合储能系统进行研究,提出了一种配套的充放电策略,并结合黄埔有轨电车1号线的线路情况进行仿真分析验证.     

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。     

城市轨道交通车辆制动车载储能系统研究

通过分析建立轨道交通车辆制动车载储能系统的必要性,提出使用超级电容型储能系统的合理性。建立了城市轨道交通车辆制动车载储能系统模型,介绍了制动车载储能系统的工作原理,分析了主要器件参数的选取依据,其中包括超级电容电压范围的选取、超级电容器容量、超级电容器数量和电感量的确定。通过仿真计算再生制动能量的大小,从基于功率—容量约束确定最优初始充电电压,完成了超级电容阵列优化配置,为后期储能系统的整体结构设计以及电感和电容的选取提供了理论依据。     

城轨车辆钛酸锂电池系统安全性设计与应用研究

钛酸锂电池安全性是制约其在城轨车辆上应用的主要因素.文章基于昆明市轨道交通5号线车辆应用需求,对影响钛酸锂电池应用安全性的因素进行了分析,从材料选型、机械结构、电气控制、安全设备配置、生产工艺等方面对钛酸锂电池系统进行了安全性设计.实践证明该安全性设计符合车辆的应用要求.     

城市轨道交通车辆车载储能器件选型研究

随着城镇化的不断发展和人们的环境保护意识日益提升,有轨电车作为轨道交通的主要交通运输工具所体现出的节能环保和缓解交通压力等方面的优势,越来越成为城市规划者和交通装备制造商关注的重点。特别是随着材料技术和电力电子技术的不断进步,出现了以超级电容作为车辆牵引动力电源的储能式现代有轨电车,解决了城市景观和能量循环高效利用这两大问题,更好地实现了轨道交通与环境保护的和谐发展。文章围绕车载储能器件选型这一关键问题,对多种车载储能器件进行对比分析,论证双电层型超级电容作为车载储能设备的优势,并结合海珠线运营案例进行说明。     

锂电池在国内外轨道车辆的应用前景分析

概述了目前轨道交通车辆用电池的现状和问题,介绍了新一代绿色环保锂电池的性能和特点,并将锂电池与目前使用的铅酸电池和镉镍电池进行了对比.通过锂电池的性能分析,提出了锂电池在轨道车辆的应用前景.     

新型能源技术在轨道车辆上的运用研究

介绍了目前在国内外轨道交通车辆上使用的新型能源系统,主要分为车载储能装置和车载氢能源装置.分析了不同新型能源装置的场景应用,并从特点、性能、经济性、发展方向等方面进行了比较.提出了新型能源商业化存在的问题,并展望了其发展前景.     

市域动车组无网自走行技术的应用

结合某城市新一代全自动无人驾驶市域动车应用项目,介绍了利用车载储能系统实现市域动车的无网自走行,既解决了市域动车在正线上因受电失败而导致不能正常运营的问题,又解决了市域动车因故停在分相区后只能等待救援才能驶离分相区的问题,实现市域动车的全自动无人救援.分析了市域动车车辆利用钛酸锂车载储能系统在AW3载荷条件下,分别在平直道上牵引15 km(隧道)以及在20‰坡道上牵引600 m(分相区)的牵引仿真计算,提出了对车载储能系统的能量和功率需求,并综合两种需求提出了系统解决方案.方案中提到除了满足牵引能量和功率需求以外,针对轨道交通行业对子部件体积、重量、安全以及智能化管理方面的需求,车载储能系统选择钛酸锂作为最终的储能设备;并结合BMS(电池管理系统)的功能讲述了高效合理利用车载储能系统,实现系统利用率的最大化.     

地铁车辆车载超级电容储能系统的配置与经济性评估

超级电容快速的充放电特性能够满足地铁车辆频繁启停的工作需求。利用恒压双向功率流原理,建立了地铁车辆车载超级电容储能系统模型。在满足地铁车辆制动能量回收的基础上,对超级电容器组进行优化配置。建立了车载超级电容储能系统的全寿命周期成本计算模型、超级电容寿命计算模型及经济效益计算模型。通过实际算例对车载超级电容储能系统中的超级电容进行了配置,同时对其经济性进行了评估。结果表明,系统能达到预期的经济效益。     

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。     

城市轨道交通工程车选型分析

结合城市轨道交通工程车的运用现状,将国内近两年出现的新型电力蓄电池工程车与传统的内燃工程车进行了技术经济对比分析,并提出了相应的选型建议。     

超级电容储能装置在城市轨道交通中的应用

利用超级电容特性并结合城市轨道交通特点,设计一种用于城市轨道交通的储能装置,以维持在车辆启动和再生制动时的电压稳定,减少隧道内因电阻发热而产生的温升.通过吸收再生制动能量,在列车启动时释放能量,使其循环利用,实现节约环保.     

超级电容在城市轨道交通系统中的应用

针对当前轨道交通面临的节能重大课题,阐述超级电容的工作原理、技术特点、工作模式及其在国外的应用情况;从技术和经济方面分析,探讨依靠国内力量开展城市轨道交通超级电容应用研究的前景。     

城市轨道交通车载超级电容的优化配置方法

从功率、容量及最优的放电深度等方面研究了满足车辆制动能量回收的城市轨道交通车载超级电容理论及优化配置。通过超级电容能量存储配置方法的理论分析,得出电容装置最小的电容总数及电容最优的放电深度的算法。在满足能量存储的条件下应使电容总数最小。算例分析表明,超级电容储能装置的电容设备不仅要考虑功率和容量的要求,还要考虑电容的配置和放电深度。     

磷酸铁锂电池在城市轨道交通中的应用

通过磷酸铁锂蓄电池与阀控式铅酸蓄电池在城市轨道交通中的应用对比,结合北京地铁8号线整合UPS和直流屏经改造,使用高安全浮充式防火型磷酸铁锂蓄电池替换原有阀控式铅酸蓄电池的实际运行效果进行分析,为城市轨道交通蓄电池的选型提供新途径。     

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。     

城轨地面储存型再生能量利用技术国内外标准解读

储能技术种类多样、应用广泛.国内外储能技术已经形成了多部标准,特别是电网及电动汽车领域的标准体系已经非常成熟完善.在城市轨道交通领域,储能技术标准则相对匮乏.首先对国内外储能技术的相关标准进行梳理和分类,然后重点针对城市轨道交通领域的3部国内外储能技术标准展开解读,最后对分类和解读情况进行归纳总结,并给出强化储能系统安全性要求、加快城轨储能系统标准体系建设、借鉴国际标准中关于仿真方法和储能单元寿命评估等内容的建议.