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电池知识

锂电池在轨道车辆上的应用

来源:宝鄂实业    2020-04-06 12:19    点击量:
锂电池在铁路车辆上的应用
锂电池作为一种新兴的储能元件,以其无可比拟的优势引起了汽车专业人士的关注。该系统已在车辆研究中应用多年,成功应用于磁悬浮、备用电源、低功率牵引电源等领域,并已扩展到中小功率牵引系统。
一、作为备用电源的锂电池
 
车辆上的备用电源在没有外部电源的情况下为列车提供24v、48v和110v直流电源,可用于启动或应急。目前,铅酸蓄电池主要用于机车,镍镉蓄电池主要用于地铁列车和轻轨车辆。根据表2的对比,在相同的性能下,锂电池的体积和重量大约是其他电池的1/3。这将大大减少安装空间和列车的磨损,并将增加寿命,维修工作量将大大减少。
这一功能已经研究了很长时间,并获得了成熟的经验。
二世。锂电池作为牵引电源在铁路车辆上的应用
 
2.1锂电池作为牵引电源的特点和要求
目前,轨道车辆的动力主要来自接触网或第三轨电。随着电池或电容技术的发展,在一定的牵引功率需求条件下,利用电池或电容供电来驱动列车是完全可能的。这种方式可以引入或取消接触网供电设备,同时美化环境。许多公司现在正在把这项技术推向市场,尤其是在低功率轨道交通工具方面。
由于车辆在运行过程中只能进行有限时间的充电,因此电池必须具有高速率的快速充电性能,以确保在短时间内获得所需的能量。
以下是典型的牵引充放电曲线:
 
2.2单体电池性能
电池标准概述如下:
最大电流不小于6C,效率大于80%,温度小于50℃
最大放电电流不小于12C,效率大于90%,放电平台不小于2.7V,温度小于60℃。
最大电荷冲击不小于12C,时间不小于20S,温度不小于50℃。
最大放电冲击电流可达30C,时间不小于10S,温度不小于60℃。
 
表3介质电阻性能测试结果
电池专用GCE A产品B产品
标准充电高速60分钟高速60分钟高速60分钟
特征充电充电
快速充电,10分钟,20分钟,30分钟
特征充电充电
快速充电6C快速充电3C快速充电2C快速充电
效率充电80%充电70%充电50%
快速充电6C快速5C快速2C快速
效率充电90%充电80%充电80%
 
结果表明,磷酸铁锂电池具有6C及以上12C快速充放电的特点,具有较高的安全性和完善的电源管理系统(BMS),适合提供牵引电源。
当然,不同车辆所需要的牵引力是不同的。由于安装空间和重量的限制,大功率车辆如地铁难以实现电池牵引。
轨道车辆锂电池的发展方向
 
随着锂电池技术的发展,锂电池在国外的应用越来越普遍。欧洲等发达国家的政府和行业已明确将锂电池列为新能源汽车发展规划的核心项目。经过多年的发展,大容量锂电池的材料、制造和应用技术已经相对成熟。在很短的时间内,电池的体积、重量、功率等参数都将得到改善,适应更大的功率需求。
相信在不久的将来,大功率锂离子电池将会满足更大的牵引电源需求,并被应用于牵引电源系统中。二是大容量锂离子电池作为备用电源系统,利用锂离子电池体积小、重量轻、寿命长、环保等优点来替代原来的铅酸、镉镍电池。