鋰電池在軌道車(chē)輛上的應(yīng)用
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-04-06 12:19
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鋰電池在鐵路車(chē)輛上的應(yīng)用
鋰電池作為一種新興的儲(chǔ)能元件，以其無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)引起了汽車(chē)專(zhuān)業(yè)人士的關(guān)注。該系統(tǒng)已在車(chē)輛研究中應(yīng)用多年，成功應(yīng)用于磁懸浮、備用電源、低功率牽引電源等領(lǐng)域，并已擴(kuò)展到中小功率牽引系統(tǒng)。
一、作為備用電源的鋰電池
車(chē)輛上的備用電源在沒(méi)有外部電源的情況下為列車(chē)提供24v、48v和110v直流電源，可用于啟動(dòng)或應(yīng)急。目前，鉛酸蓄電池主要用于機(jī)車(chē)，鎳鎘蓄電池主要用于地鐵列車(chē)和輕軌車(chē)輛。根據(jù)表2的對(duì)比，在相同的性能下，鋰電池的體積和重量大約是其他電池的1/3。這將大大減少安裝空間和列車(chē)的磨損，并將增加壽命，維修工作量將大大減少。
這一功能已經(jīng)研究了很長(zhǎng)時(shí)間，并獲得了成熟的經(jīng)驗(yàn)。
二世。鋰電池作為牽引電源在鐵路車(chē)輛上的應(yīng)用
2.1鋰電池作為牽引電源的特點(diǎn)和要求
目前，軌道車(chē)輛的動(dòng)力主要來(lái)自接觸網(wǎng)或第三軌電。隨著電池或電容技術(shù)的發(fā)展，在一定的牽引功率需求條件下，利用電池或電容供電來(lái)驅(qū)動(dòng)列車(chē)是完全可能的。這種方式可以引入或取消接觸網(wǎng)供電設(shè)備，同時(shí)美化環(huán)境。許多公司現(xiàn)在正在把這項(xiàng)技術(shù)推向市場(chǎng)，尤其是在低功率軌道交通工具方面。
由于車(chē)輛在運(yùn)行過(guò)程中只能進(jìn)行有限時(shí)間的充電，因此電池必須具有高速率的快速充電性能，以確保在短時(shí)間內(nèi)獲得所需的能量。
以下是典型的牽引充放電曲線:
2.2單體電池性能
電池標(biāo)準(zhǔn)概述如下:
最大電流不小于6C，效率大于80%，溫度小于50℃
最大放電電流不小于12C，效率大于90%，放電平臺(tái)不小于2.7V，溫度小于60℃。
最大電荷沖擊不小于12C，時(shí)間不小于20S，溫度不小于50℃。
最大放電沖擊電流可達(dá)30C，時(shí)間不小于10S，溫度不小于60℃。
表3介質(zhì)電阻性能測(cè)試結(jié)果
電池專(zhuān)用GCE A產(chǎn)品B產(chǎn)品
標(biāo)準(zhǔn)充電高速60分鐘高速60分鐘高速60分鐘
特征充電充電
快速充電，10分鐘，20分鐘，30分鐘
特征充電充電
快速充電6C快速充電3C快速充電2C快速充電
效率充電80%充電70%充電50%
快速充電6C快速5C快速2C快速
效率充電90%充電80%充電80%
結(jié)果表明，磷酸鐵鋰電池具有6C及以上12C快速充放電的特點(diǎn)，具有較高的安全性和完善的電源管理系統(tǒng)(BMS)，適合提供牽引電源。
當(dāng)然，不同車(chē)輛所需要的牽引力是不同的。由于安裝空間和重量的限制，大功率車(chē)輛如地鐵難以實(shí)現(xiàn)電池牽引。
軌道車(chē)輛鋰電池的發(fā)展方向
隨著鋰電池技術(shù)的發(fā)展，鋰電池在國(guó)外的應(yīng)用越來(lái)越普遍。歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家的政府和行業(yè)已明確將鋰電池列為新能源汽車(chē)發(fā)展規(guī)劃的核心項(xiàng)目。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，大容量鋰電池的材料、制造和應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟。在很短的時(shí)間內(nèi)，電池的體積、重量、功率等參數(shù)都將得到改善，適應(yīng)更大的功率需求。
相信在不久的將來(lái)，大功率鋰離子電池將會(huì)滿足更大的牽引電源需求，并被應(yīng)用于牽引電源系統(tǒng)中。二是大容量鋰離子電池作為備用電源系統(tǒng)，利用鋰離子電池體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)來(lái)替代原來(lái)的鉛酸、鎘鎳電池。
