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    发表时间/2020-10-16
  • 轨道交通锂电池都有哪些

      目前可用于城市轨道交通的储能形式主要有锂离子电池储能、超级电容器储能和飞轮储能。其中,锂离子电池作为近年来发展迅速的储能元件,能够满足轨道交通再生制动中能量吸收和释放的要求。此外,与超级电容器和铅酸电池相比,锂离子电池具有能量密度高的优点,可以实现器件的小型化和轻量化。因此,选择充放电快、寿命长的锂电池可以满足电气化轨道交通的使用要求。

    轨道交通锂电池.jpg

      轨道交通用锂电池主要由双向DC/DC变换器、控制器、锂电池组等部件组成。其中,锂电池单体以一组串并联的方式连接形成锂电池组;锂电池组通过双向DC/DC变换器连接到牵引网的两端;控制器处理传感器返回的牵引电网和锂电池组的状态监测信号,通过控制双向DC/DC变换器IGBT1和IGBT2的导通率来控制牵引电网和锂电池组之间的电能流动,从而实现锂电池组充放电的自动控制。


      储能装置可以安装在车辆上,称为车载式;也可安装在地面或隧道专用机房,称为地面式。本次试验采用地面型。储能装置的额定电压为DC  1400 ~ 1800伏,额定容量为160 Ah,额定功率为240 kw。牵引电网额定电压为DC  1500伏


      车辆在运行过程中有牵引启动、空转、制动三种模式,引起牵引网降压、恒、升的动态变化,对应储能系统的三种模式,即释放能量、待机、吸收能量。因此,选择牵引网的电压值作为控制变量。车辆加速起动过程中,电机处于牵引状态,电能通过VVVF变频器从牵引网获得。当储能系统监测到Ut低于控制器设定的下限电压时。双向DC/DC变换器的关断和IGBT2接通(即锂电池组在一个方向上接通牵引网),锂电池组的功率转换为牵引网所需的电压范围,作为辅助电源向牵引网供电,以维持牵引网电压在电压下限值以上。


         车辆怠速期间,车辆与牵引网之间没有能量交换,牵引网电压不变,储能系统不启动,处于待机状态。在再生制动过程中,车辆电机处于发电机状态,将车辆的动能转化为电能,获得的再生电能经VVVF整流后反馈给牵引网。当储能系统监测到U大于控制器设定的上限电压时,开启双向DC/DC变换器IGBT1,IGBT  2为关断(牵引网向锂电池组单向导通),将牵引网的电能转化为锂电池组充电所需的电压和电流范围,对锂电池组进行充电。即储能系统吸收再生电能,维持牵引网电压低于电压上限值。